- •Электромагнитная природа света, уравнения Максвелла.
- •Волновое уравнение. Плоская и сферическая волны. Представление волн в комплексной форме.
- •Плотность потока энергии. Вектор Умова-Пойтинга. Интенсивность света. Световой вектор.
- •Эллиптическая, круговая и линейная поляризация гармонических волн. Степень поляризации.
- •6. Закон Брюстера.
- •7. Распространение света в анизотропных средах. Поляризация при двойном лучепреломлении. Призма Николя. Призма Волластона.
- •8. Эллипсоид лучевых скоростей. Двуосные и одноосные кристаллы.
- •9. Закон Малюса
- •12. Вращение плоскости поляризации
- •13. Искусственная анизотропия
- •14. Основные понятия фотометрии
- •16. Интерференция света, интенсивность при суперпозиции двух монохроматических волн.
- •17. Временная и пространственная когерентность света. Изменение когерентности.
- •18. Двухлучевая интерференция. Опыт Юнга. Ширина интерференционной полосы.
- •19. Классические интерференционные схемы. Бипризма Френеля. Зеркала Френеля.
- •20. Интерференция в тонких пленках. Полосы равной толщины. Полосы равного наклона. Кольца Ньютона.
- •21. Интерферометры: Майкельсона, Линника, Рождественского.
- •22. Многолучевая интерференция, интерферометр Фабри-Перо.
- •2. Интерферометр Фабри-Перо.
- •23. Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля.
- •24. Зоны Френеля. Построение дифракционных картин графическим способом
- •26. Зонная пластинка
- •27. Дифракция Фраунгофера на щели
- •28. Прямоугольная амплитудная дифракционная решетка
- •32. Законы отражения и преломления, явление полного внутреннего отражения.
- •33. Распространение луча в световоде.
- •34. Центрированная оптическая система. Преломление на сферической поверхности.
- •35. Поперечное и угловое увеличение, кардинальные точки и плоскости. Линейное (поперечное) увеличение
- •Угловое увеличение
- •Продольное увеличение
- •Кардинальные точки и отрезки
- •36. Оптические системы. Лупа. Микроскоп. Телескоп.
- •Оптические телескопы
- •Характеристики оптических телескопов
Электромагнитная природа света, уравнения Максвелла.
Свет — электромагнитное излучение, испускаемое нагретым или находящимся в возбуждённом состоянии веществом, воспринимаемое человеческим глазом. Нередко, под светом понимают не только видимый свет, но и примыкающие к нему широкие области спектра. В физике свет изучается в разделе Оптика. Свет может рассматриваться либо как электромагнитная волна, скорость распространения в вакууме которой постоянна, либо как поток фотонов: частиц, обладающих определённой энергией и нулевой массой покоя.
Видимый свет — электромагнитное излучение с длинами волн ≈ 380—760 нм (от фиолетового до красного). rot E = -∂B/∂t - закон Джоуля-Ленца . rot H = j+dD/∂t - закон Био-Савара-Лапласа . , , div D=p - сущ эл заряда . D-индуктивность В\м, з-н Ома в диф форме
√ᵋᵋ0 Е=√µµ0 Н- уравнение связи
Волновое уравнение. Плоская и сферическая волны. Представление волн в комплексной форме.
E=E0 cos (wt-(k,r)); k-волновое число. H= H0 cos(wt-(k,r)); c- скор света
Позволяет предположить что свет - электромагнитные волны распространяющиеся в пространстве со скоростью С и имеет определенную длину волны и частоту. Уравнением волны называется выражение, которое дает смещение колеблющейся точки как функцию ее координат (x, y, z) и времени t. Введем волновое число , или в векторной форме:
где – волновой вектор, – нормаль к волновой поверхности.
Так как , то . Отсюда . Тогда уравнение плоской волны запишется так:
В случае, когда скорость волны υ во всех направлениях постоянна, а источник точечный, волна будет сферической. , или , где А равна амплитуде.
Плотность потока энергии. Вектор Умова-Пойтинга. Интенсивность света. Световой вектор.
Пло́тность пото́ка эне́ргии — физическая величина, численно равная потоку энергии через единичную площадку, перпендикулярную направлению потока. Часто вводят также вектор плотности потока энергии (так называемый вектор Умова), величина которого равна плотности потока энергии, а направление совпадает с направлением потока. В электродинамике вектор плотности потока электромагнитной энергии носит название вектора Пойнтинга. (в системе СИ), где E и H — вектора напряжённости электрического и магнитного полей соответственно. (в комплексной форме)[1]. Этот вектор по модулю равен количеству энергии, переносимой через единичную площадь, нормальную к S, в единицу времени. Своим направлением вектор определяет направление переноса энергии.
Любой источник света характеризуется своей интенсивностью — средним по времени значением величины вектора Пойнтинга:
Таким образом, интенсивность пропорциональна квадрату амплитуды колебаний электромагнитного поля:
Через значение напряжённости электрического поля её можно выразить следующим образом:
,
где ε0 — диэлектрическая постоянная, — электродинамическая постоянная (скорость света в вакууме), — показатель преломления среды, μ — магнитная проницаемость вещества. часто полагают ---
СВЕТОВОЙ ВЕКТОР, вектор плотности светового потока, определяет величину и направление переноса световой энергии. Абс. величина С. в.— отношение переносимой через площадку AS, перпендикулярную направлению переноса, в ед. времени световой энергии к величине этой площадки. Понятие «С. в.» используется гл. обр. в теор. фотометрии для количеств. описания световых полей и явл. фотометрич. аналогом Пойнтинга вектора. Так, напр., дивергенция С. в. определяет объёмную плотность поглощения или испускания света в данной точке светового поля. Иногда С. в. наз. вектор Е напряжённости электрического поля эл.-магн. волны.