Борн М.,Вольф Э. - Основы оптики (1070649), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Такой подход имеет нзж. нос физическое значение, н его мощь иллюстрируется в одной из последующих гзав (гл. 12) прн исследовании дяфракции света на ультразвукопых волнах, ') М. В о г я, Орах, Зрпяд»г, Ве<нп, 1ЗЗЗ. 1М. Б о р я, Оятнка, ГНТИУ, Харькоэ— Киев, 1937.) яз пгалнсловия к пеево«о изданию впервые рясе«>отренной таким образом Бхатиа и Ноблом (гл. !2 написана проф. Бхатиа).
Значнтелы>ая часть гл. 3 посвищена доказательству того, что геометрическая оптика яоляется следствием па«новой теории Максвелла в предельном случае коротких длин волн. Кроме обсуждения основных свойств лучей и волновых фронтов рагсиатринаются такжг в«>ирисы, связанные г их векторными свойствамн (пзченеяие направлений векторов полей при распространении). Подробное обсуждение основ геометрической оптики казалось пам желательным в связи с больппшп успехами, лоси>гнутымн за последнее время в микроволновой оптик«(оптике коротких радиоволн). Онн нередко становились вазмо>кньшп благодаря сходству геометрической и лшкроволповой оптик и обеспечили создание новои экспериментальной техники для проверки предгказанпй теория Мь> сочли пслссообоазным вынести математический аппарат геометви вской оптики (нычнсление вариаций) пз оспсечого текста; сто пзложенис (сц.
приложение 1) основано главныч образо>> на неопубликованных лекциях Гцчьберта, прочитанных ич в Геттингенском университете в начале нека. В следующем пряложеннн (приложение 2), написание««проф. Гвбором, раскрывается бли«кая форма»ьиая аналогия «п жду геометрической оптнкои, классической и волновой механикамп н электронной оптикой, проннлякхпаяся при обсуждении этих разделов на языке вариационного исчисления. Мы не жалеем, что наше рассмотрение геочггрнческой теории изображений (гл.
4) основывается на клагспческол>методе хараьтгристпчеекпх функций Гамильтона. Этот метод не нашел широкого применения прп конструировании оптичо ких инструментов, по он, тем не мсисс, очен~ удобен для представления различных аспектов теории с едянпй точки зрения. Несомненна, некого" рые результаты можно получить проще с по,ющью специальных предположений; однако, хотя последний способ удобен при решении некоторых частных задач, он >южет имвгь лишь иллюс>ратнвное значение в книге, по вященяой систематическому построению теории пз нескольких простых псктулатов.
Дефекты оптических изображений (влияние аберраций) «южно исследовать .>ибо в рамках геот>етрпческой оптики (когда аберрации велики), либо в рамках теории дифракции (когда аГ>еррацки достаточно малы). Раньше обы шо возникали трудности при пот>ытках сравюпь ршультать> этих двух подходон, поскольку исходные положения носаедних >овершенно различны. й!ы попытялигь развить более единообразный метод, основанный на понятии о дефармацнн волновых фронтов.
При изложении геометрической теории аберраций (гл. 5) мы нашли всоможньш и пелесообразным использовать старый метод 111варцшиль >а после небольшого изменения введенного им эйкопала В глане, посвященной дифракционной теории аберраций (гл. 9), дается обзор теории Ннжбсра — Цернике; в пеи излагае>ся также вводный раздел об пзобряжени>«при когерентном и нск«иерентноч пгнещении протяженных объектов, где попользуются в основная преобразокаппя Фурье.
В гч. 6, написанной Веиманом, прнводпгся краткое описание основных оптических систет>, формиру>ощих изображение. Это делается с цезарю подгпто>пгп читателя к изучени>о тех разделов книги, в которых рассматривается теория формирования изображений, Гч. 7 п>освящена теории интерфсреппии и ннтерфсрометрам. В соответствующих рияд~пах старой «Оптики» излагались некоторые основные поло>кения т«юрин, затронутые в настоящем издании, однако зти разделы полностью переписаны и зна п>тельно расширены Унлкокоь>. В гл.
8 излагае>ся в основном дифракцноиная теория Френеля — Кирхгофа н некоторые ее приложения. Кроме обычных вопросов, в ней содержится подробное обсуждение главной проблемы теории формирования оптических изображеш>й - — апа. цза пространственного распределения све>а вблизи гео- Пз П»ЕЛИСЛОВИЯ К ПКГВОМУ ИЗЧ»НИЮ метрического фокуса. Дается также обзор менее известного подхода к решению. задач дпфракции, основанного на понятии поверхностной дифрагировавшей волны Юнга. В перечисленных выше главах сваг считался почти всегдя мопохраматнческим (а следовательно, полностшо когерептпым), исходящим пз точечного источника, В г>|.
1О рассмятривасшя более реальный случая, когда свет исп|скаегся источником конечных размгран н его длины волн (чпсго|ы) лежат в конечном интервале. Этот случай абсуждашся в теории чассн а|оп кагсреитности, получившая очень существенное развитие в последние гады. Фактически строгая теория интеряксренцпи н дифракцни частично когсрецтпого света создана лишь в настоящее время. Кроме того, в гл. 10 рас|ыатрпвае|ся вограс о частпчной поляризации, трактуемый с точки зрения теории когерснтцости.
Г.|. 11 посняшсца строгой теории днфракцип, получившей за последвие 20 лет огромное разлитие *), вызванное в основном прогрессом в ульгракоротковачновой раш|отехннке. Эта глава, а тпк>ке приложение 3, посвященное математическим методам наибыстрейшего спуска и стационарной фазы, написаны Клсммовым. Из,чожение последних дву'х глав„«Металлооптика» (гл. 13) и «Кристаллсоптнка» (гл. 14), основано на соатвегствуюп(их главах старого издания «Опю(кп», однако они существенно пересмотрены и дополнены соответственно '1'сйлором и Стаксом. Вероятно, этот л|атериал обсуждается не так подробно, как он того заслуживает. Однако строгое рассмотрение л(еталлооптнки возможна только с привлечением кванц>вой мелакики электронов, что выходит за рамки настоящей книги. В кристаллооптнке «центр тяжести» постепенно сместялся от видимого пзлучепня к рентгеновскому, и прогресс, достигнутый и этой области эа последние годы, имеет не теоретическое, а техническое значение.
Хотя мы пытались создать книгу, сходную по своим м|"гадая и общему подходу со старой «Опти«ой», очевидно, что насзояшук> книгу нельзя считать пи перепадом «Оптики», пи полной компиляпией известных сведений. Что касашся нашего .чичнога участия в создании этой книги, та следует сказать, что стара|нй соавтор (Макс Борн) включил в нес те разделы сОптики», поторые послужили основой для ряда глзи н»стоящего издяния, и принимал активное участие в создании общего плана книги и в многочисленных дискугснях, посвященных спориым вопросам, ларактеру изложения и т. д, Большая часть рабаты по сбору материала, написанию и исправлению текста была проделала младшим соавтора»( (Эмилем Вольфом). Естественно, мы стремились пользоваться единообразными абозннченнями во всем тексте.
Однако для кпигн, посншценной такой обширной области, число букв в извесзных алфавитах слишком мало. Поэтому нам це всегда удавалась применять наиболее изящные обозначеняя, но мы надеемся, ч|о по крайней мере в каждой главе разине величины не обозначаются одинаковыми буквамн. Как прапило, мы использовали векторные обозначения, общепринятые в Великобритании. Паоле многочисленных сомнений мы все же отказались аг испо.пс(овяяня одного талька оператора наблк (7) и ввели абычныс (1!ь, ягаб и го!.
Мы не приняли также современных электротехнических единиц, так как их преимущество проявляется лишь при описании чксто электромагнитныл измерений, занимавших ничтожное место в пашей книге; более того, мы надеечся, что если когда-яибуш, булат написан в|арой том !«Молекулярная и атомная оптика»), а возможна, и третий («Квантовая оптики»), то к тому вре ") В об»ор«оз статье Ьеухемпс (С. >. Пыпехешр, о сб. «Нер. Ргохг. Рку»э, Рву».
5ос. копков, 1954, Ъ о!. 17, р. 95) нксыся боже 599 ссылок не р«ботщ змполиеп «не зп период 1940— 1954 гг, !4 яз пеглислония к пвгвомт изданию пени система СГС, используемая в теоретической физике, снова окажется в почете. Хоти в этой системе единиц магнитная проницаемость р для болынинсгна орел практически не оглнчаегся ог единицы в оптическом диапазоне чзгтог, мы вге же сстанлялн ее в некоторых уравнениях. В результате уравнения оказываются более симметрнчнымн и позволяют получать «двайпыс рсзультатьгэ, пользуясь свойствами симметрии уравнений Максвелла.
Для пернодических во времени палей мы полая«мазали во всей книге (при камгыексиом представлении) л«ножятщщ ехр ( — «еэг). Яы не собирались ссылаться в тексте на все подходящие публикации. Г!рнведеппые ссылки, которые., как мы надеемся, относятся к наибааее важным рабатам, служат дли тога, гтабы помочь читателю ориентироваться в ли. тературе; отсутствие ссьюки на каку«а-нибудь работу не должна исталковы. ваться как недооценка ее авторами. В заключение мы хотели поблагодарить многих друзей и коллег за советы и поа«огнь. Б первую ачсредь мы выражаем благодарность проф. Габоруаа полезные сояегы и помощь на ранкей стадии работы, а также за предоставление черновика рукописи, в которой излагается его остроумный метод восстановлен. ных залповых фронтов )схг.
й а.!О). Мы также глубоко благодарны д ру Абеле, подготовившему черновик текста, послужившего хановой прп написании 4 ).6 и посвюценного вопросу о распространении электромагнитных волн через слоистые среды, вопр«су, в решение которого сам д-р Абеле внес существенный вклад. Кроме того, мы обязаны д-ру Биллингсу за советы, касающиеся этой же проблемы у)ы очень благодарны д-ру Гопкинсу, д-ру Сильвермапу, д-ру Вцтфорду н д-ру Вилли за критические замечания и ценные совегы; мы признательны вм, а также д-ру Блеку, д-ру Браддику, д-ру Чака, д-р> Капу, Нисбету, д-ру Россу и Силлитго за внимательное чтение различных разделов рукописи, Нэх Г!лрнент н Манчестер Январе !Убз Макс Борн Эмиль Вольф ИСТОРИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ Физические принципы, лежащие н аснапе оптических яплений, обсуждению которых щювнщена настоящая книга, были в асионном сформулированы да 1900 г.
В начале ХХ века оптика, ьак н ися остальная физика, подверглась глубогсолгу революционному переосмысливапиго, вызваннолгу открытием кванта энергии. Однако зто открытие, коренным образом изменившее наши представления о природе саста, не сделало старые теории ненужнылти, ио позволяла яыяиить их ограниченность и установить пределы нх применимости. Поэтому обобщение старых принцнпон и методов и их использование в раз.чичныл конкрстныл случаях продолжались и прадалжаюшя столь же интенсивно н и настая)цсс время. При попытке систелгатического изложения знаний, приобретенных н те.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
