Калитеевский Н.И. - Волновая оптика (1070655)
Текст из файла
535 К!7 УДК 838(О78) Рецензент — докт. фна.-мат. Внук, проф. В. А. Фабрикант. Калитеевский Н. И К17 Волновая оптика. Учеб. пособие для ун-тов, Изд. 2-е, испр. и доп. М., «Высш. школа», 1978. 383 с. с нл. В пасобпп последовательна развиты основные следстзея алектромагнптной теорпн саста и должное внимание уделено эксперименту. Излоя енне саойстп злектромагппт. пыт волн баэнруется на урааненпях Максвелла В пособии даны элементы крнсталлооптнья, электронная теория дисперсии. подробно рассмотрены талие пажпые фпзяяесьнс язлснпя, ьак пптерференцня н днфралцня слега, наложены основы теория относнгееьпос~н н элементы кпантоаой оптики Прело~пытается для студентов университетов.
Может быть полезно для спецналнспш, рзбоьпощн с и области фнзптеской оптики. 20405 — 048 к007 10 Н вЂ” 78 535 нз И лэ|ельстао *Чауказ, 1978 г. Щ Пэда~сгпа|оо Выьшьш школа», 1978, с нзмепепп мн Предисловие ко второму изданию При подготовке к переизданию книги «Волновая оптика» был сохранен ее основной план и допольены некоторые разделы. Наиболее существенным дополнением явилось рассмотрение основ фотонной теории (гл.
Ч!П), позволившее охарактеризовать важнейшее свойство света — его дуализм н оценить границы применимости электромагнитной теории света, изложению которой посвящены основные разделы этой книги. Кроме того, включение в книгу сведений о термодинамике излучения, формуле Планка, законах фотоэффекта и свойствах приемников света дол кно способствовать более широкому использованию этого учебного пособия в университетах и втузах.
Подробно исследованы основания геометрической опгики (5 6.2) с целью установления неразрывной связи этого раздела с электромагнитной теорией, а также решения некоторых важных задач. Заметно расширено описание светового давления (6 2 6) и голографии (5 6.10), а также некоторых других вопросов, в изложение которых пришлось внести существенные изменения в связи с последними достижениями оптики и атомной физики. К числу таких проблем относится, например, реализованная совсем недавно возможность прецизионного из»»ерения скорости света в вакууме.
Последовательность изло»кения материала осталась в основном пренвней, но подробному изложению интерференции и дифракции во втором издании предшествует небольшая 1Ч гльва, посвященная основам электронной теории дисперсии. При переработке книги были исправлены некоторые досадные описки и неточности, и автор пользуется случаем поблагодаригь всех читателей, указавших на эти погрешности. Особо хочу поблагодарить В.
А. Фабриканта, прорецензнровавшего эту кни1у н сделавшего много ценных замечаний; прнзнагелен С. Э. Фришу, ознакомившемуся с дополнениями к первому изданию. Я сердечно благодарю за помощь и советы Е. Б. Александрова, Е. И. Бутиквва, В. Г. Домвлуиксвна, Э. И. Иванова, Е. Н. Котликова, М. И. Чайку, П. К.
Черняева и А, М. Шухтина, а также Г. П. Анисимову и Ф. А. Ялышвву за помощь в подготовке рукописи к печати. Автор Предисловие к первому изданию Эта книга представляет собой несколько расширенное изложение одного из разделов курса общей физики, который автор читал последние годы на физическом факультете Ленинградского университета. При построении курса была сделана попытка такого изложения основных проблем оптики, которое в максимальной степени облегчило бы слушателям дальнейшее более подробное изучение этих вопросов н в то же время удовлетворяло бы требованию единства теории и эксперимента. Это требование совершенно обязательно при первичном ознакомлении студентов-физиков с основами науки.
Следует иметь в виду, что физики не едины в вопросе о том, каким должно быть содержание университетского курса общей физики, и за последнее время изданы книги, которые могут быть охарактеризованы как поисковые. Эта книга также является поиском способа более или менее современного изложения такого классического раздела физики, как волновая оптика.
Прн решении этой задачи возникают трудности и часто приходится принимать компромиссное решение Так, например, при исследовании проблем классической волновой оптики нельзя игнориррвать открывшуюся ныне возможность использования когерентных источников света, хотя затруднительно детальное исследование фундаментального понятия когерентности (как это сде- лаио, например, в монографии Бориа и Вольфа*, рассчитанной на более подготовленного читателя) Неизбежны также разрывы в логике, связанные с необходимостью использования квантовых понятий при изложении некоторых вопросов Стремясь ограничить круг таких проблем, мы, например, не рассматривали принципы действия оптических квантовых генераторов (лазеров), хотя не однократно сравнивали действие таких когерентных источников света с обмчнымн некогерентными В силу этих же соображений сведены к минимуму обращения к проблемам атомной спектроскопии, иллюстрирующие возможность применения рассматриваемых оптических методов Мы сочли целесообразным отойти от обычной последовательности изучения основных разделов оптики Изложение начинается с тех проблем, которые могут быть описаны с помощью плоских электромагнитных волн, условия возникновения и распространения которых в однородных диэлектриках получаются при решении классических уравнений Максвелла, обобщающих предшествующую данному курсу элементарную теорию электричества При освоении электромагнитной теории света сразу выявляется поляризация световой волны, а использование граничных условий для уравнений Максвелла позволяет провести детальный анализ преломления и отражения волны на границе двух диэлектриков (форм)лы Френеля и их следствия) Решается ряд важных задач, в том числе достаточно подробно исследуется полное внутреннее отражение электромагнитных волн и его приложения В гл П1 исследуются условия прохождения электромагнитной волны в анизотропиом диэлектрике (оптика кристаллов), преобразование плоской поляризации в эллиптическую, вращение плоскости поляризации Дается качественное представление о молекулярной теории вращения В рамках этой же идеализации (плоские монохроматические волны) можно рассмотреть ряд существенных вопросов (например, элементы оптики металлов, давление света и др ) Но для понимания интерференции и днфракции электромагнитных волн такого описания уже недостаточно, поэтому водятся квазнмонохроматическне волны (схаотическн модулированные колебаниязьв) При введении этих понятий законы возникновения и распространения электромагнитных волн дополняют условиями обрыва колебаний оптических элеитронов в атоме и другими причинами, определяющими время когерентности В рамках этой схемы обосновывается когерентность колебаний для точечных источников света в пределах одного цуга волн, а затем выявляются условия пространственной когерентности, при которых может наблюдаться стационарная интерференцнонная картина от реальных источников.
После этого уже ие представляет труда исследовать экспериментальные методы наблюдения интерференции световых волн (гл. 1Ч) Прн этом проводится приблнженная оценка времени когерентностн для обычного источника света и лазера по изменению видимости интерференционной картины, получаемой с помощью интерферометра Майкельсона Большее внимание уделено интерферометру Фабрн — Перо, широко используемому в спектроскопии и позволяющему охарактеризовать проникновение радиофизических идей в современную оптику Дифракция световых волн (гл Ч) базируется в пособии на подробном, но полуколичественном исследовании принципа Гюйгенса — Френеля Это подготовляет читателя к усвоению более строгого метода Кирхгофа*еь В то же время часть задач на дифракцию (например, распределение интенсивности, даваемое дифракционной решеткой) сосчитана до конца, что облегчает их понимание Подробнее, чем это обычно делается, рассмотрены особенности современных решеток с профилированным штрихом Один из разделов втой главы посвящен вопросу о дифракции частично когерентного света Понятие о степени когерентности исследуется в приложении к задаче о днфракции квазимонохроматнческой волны на двух отверстиях (опыт Юнга) При изложении основ дифракцнонной теории оптических инстру- ' См Б о р н М, В о л ь ф Е Принципы оптики М, еНауказ, 1970 *" См Г о р е л и к Г С Колебания и волны М, аНауказ, 1965.
'" См. 3 о м мер фел ьд А Оптика. М, ИЛ, 1953. ментов кратко охарактеризован новый метод получения изображения ~олографня. При таком построении курса естественным валяется дальнейший переход к объяснению разнообразных физических явлений, связанных с учетом действия поля световой волны на электроны и ионы. Эти приложения электронной теорин существенны для решения многих принципиальных вопросов: кроме традиционного рассмотрения электронной теории дисперсии исследуется вращение плоскости поляризации и решаются некоторые другие задачи.
Прн описании оптических экспериментов с двихсущимися телами даны подробные прилогкения эффекга Доплерз. Экспериментальные основы специальной теории относительности и анализ следствий постулатов Эйнштейна приведены весьма кратко. Это, очевидно, целесообразно,так как в рамках данного курса трудно добавить по этим проблемам что-лнбо существенное к многочисленным монографиям и широко известным руководствам по оптике*. По тем же причинам из пособия исключены основы фотометрии и геометрической оптики. Квантовая теория света подробно рассматривается во многих руководствах по атомной физике и затрагивается в заключение лишь в связи с обсуждением границ применимости электромагнитной теории света, Я сердечно благодарю А.
В. Тимореау, С. 3. Фриша и В. А. Фабриканта, прочитавших рукопксь и сделавших большое количество ценных замечаний, н глубоко признателен М. П. Чайке за продолжительные и острые дискуссии по основным разделам книги. Автор благодарит Л. Н. Курбатова за дискуссию по общему плану курса, Ф. М Герасимова за критику раздела, посвященного свойствам днфракционных решеток, Е. И. Бутикова, Г. С.
Каатгра и А. М. Шухтииа за ряд пенных замечаний, Т. Н. Крылогу, Н. П. Пенкина, Р. И. Семгами, Л. А. Коростылеву, Ю. И. Островского, Ю. П. Ефремова за предоставление оригинальных фотографий. Я приношу также глубокую благодарность 3. И. Иванову, П. П. Филатову, Ф, А. Ялышевой, С. Л. Иэотоаои, К. М. Тонковой за помощь при подготовке рукописи к йечати и сердечно благодарю редактора издательства Н. А. Райскую за большую помощь, которую онв мне оказала. Н.
Характеристики
Тип файла DJVU
Этот формат был создан для хранения отсканированных страниц книг в большом количестве. DJVU отлично справился с поставленной задачей, но увеличение места на всех устройствах позволили использовать вместо этого формата всё тот же PDF, хоть PDF занимает заметно больше места.
Даже здесь на студизбе мы конвертируем все файлы DJVU в PDF, чтобы Вам не пришлось думать о том, какой программой открыть ту или иную книгу.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
