Учебник - Оптика - Алешкевич В.А. (1238765), страница 68
Текст из файла (страница 68)
3Ð À Ç Ä Å Ë 1. ÝËÅÊÒÐÎÌÀÃÍÈÒÍÀß ÒÅÎÐÈß ÑÂÅÒÀËÅÊÖÈß 1 ............................................................................................................................ 6Ñâåò ýëåêòðîìàãíèòíûå âîëíû (6). Îïòè÷åñêèé äèàïàçîí äëèí âîëí (6). Óðàâíåíèÿ Ìàêñâåëëà (7). Ìàòåðèàëüíûå óðàâíåíèÿ ñðåäû (7). Âîëíîâîå óðàâíåíèå (8).Ñôåðè÷åñêèå âîëíû (9). Ïëîñêèå âîëíû (9). Ñâîéñòâà ïëîñêèõ âîëí (10). Ìîíîõðîìàòè÷åñêèå âîëíû (11).
Êîìïëåêñíàÿ çàïèñü óðàâíåíèÿ âîëíû (12). Ñâåòîâûå ïó÷êè (12). Ñâåòîâûå èìïóëüñû (13). Ãðàôè÷åñêàÿ èíòåðïðåòàöèÿ ïëîñêîé âîëíû (14).Ïîëÿðèçàöèÿ âîëíû (15). Ïðîñòðàíñòâåííî-âðåìåííå õàðàêòåðèñòèêè ñâåòîâûõâîëí (15).ËÅÊÖÈß 2 ........................................................................................................................... 17Ïîòîê ýíåðãèè âîëíû (17). Èíòåíñèâíîñòü âîëíû (18). Ìîùíîñòü ñâåòîâîãî ïó÷êà (18). Ýíåðãèÿ ñâåòîâîãî èìïóëüñà (19).
Ïîòîê ýíåðãèè â êâàíòîâîì ïðåäñòàâëåíèè (20). Ñâåòîâîå äàâëåíèå (20). Èìïóëüñ ôîòîíà (22). Ìîìåíò èìïóëüñà âîëíû (22). Äàâëåíèå ðàâíîâåñíîãî òåïëîâîãî èçëó÷åíèÿ (23). Îïòè÷åñêàÿ ëåâèòàöèÿ(24). Ëàçåðíîå îõëàæäåíèå (26). Ëàçåðíûé òåðìîÿäåðíûé ñèíòåç (27).Ð À Ç Ä Å Ë 2. ÈÇËÓ×ÅÍÈÅ ÑÂÅÒÀËÅÊÖÈß 3 ...........................................................................................................................
30Èçëó÷åíèå ýëåêòðè÷åñêîãî äèïîëÿ (30). Èçëó÷åíèå êëàññè÷åñêîãî îñöèëëÿòîðà (àòîìà). (32). Èçëó÷åíèå àíñàìáëÿ àòîìîâ (34). Âðåìÿ êîððåëÿöèè (37).ËÅÊÖÈß 4 ........................................................................................................................... 38Èíòåãðàë Ôóðüå (38). Ñïåêòðàëüíàÿ ïëîòíîñòü èíòåíñèâíîñòè (40). Ñïåêòðàëüíàÿïëîòíîñòü, åå êîíòóð è øèðèíà (42).
Óäàðíîå óøèðåíèå ñïåêòðàëüíîé ëèíèè (42).Äîïëåðîâñêîå óøèðåíèå ñïåêòðàëüíîé ëèíèè (46). Ïîëíîå óøèðåíèå ñïåêòðàëüíîé ëèíèè. (48). Ôàçîâàÿ ìîäóëÿöèÿ è óøèðåíèå ñïåêòðà (48).ËÅÊÖÈß 5 ........................................................................................................................... 50Êâàíòîâàÿ ïðèðîäà èçëó÷åíèÿ (50). Êâàíòîâûå ñîñòîÿíèÿ àòîìîâ (50). Ñïîíòàííîåèçëó÷åíèå (51).
Âûíóæäåííîå ïîãëîùåíèå (54). Âûíóæäåííîå èçëó÷åíèå (54). Èçëó÷åíèå ìîëåêóë (54). Ëþìèíåñöåíöèÿ (56).ËÅÊÖÈß 6 .......................................................................................................................... 58Òåïëîâîå èçëó÷åíèå (58). Ïðàâèëî Ïðåâî (58). Çàêîí Êèðõãîôà (58). Çàêîí Ñòåôàíà Áîëüöìàíà (60). Çàêîí ñìåùåíèÿ Âèíà (61). Ôîðìóëà Ïëàíêà (62). Ïðèìåíåíèå çàêîíîâ òåïëîâîãî èçëó÷åíèÿ (64). Øèðèíà âèäèìîãî äèàïàçîíà (66).
Íî÷íîåâèäåíèå (67).316ËÅÊÖÈß 7 ........................................................................................................................... 68Ïîãëîùåíèå è óñèëåíèå ñâåòà (68). Ãåíåðàöèÿ ñâåòà (70). Íàñûùåíèå óñèëåíèÿ (72).Ìîíîõðîìàòè÷íîñòü ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ (74). Ìîùíîñòü èçëó÷åíèÿ (75). Ïðîñòðàíñòâåííàÿ ñòðóêòóðà ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ (76).
Ãåíåðàöèÿ ñâåòîâûõ èìïóëüñîâ (78).Ãàçîâûå ëàçåðû (78). Òâåðäîòåëüíûå ëàçåðû (81). Ïîëóïðîâîäíèêîâûå ëàçåðû (84).Âîëîêîííûå ëàçåðû (85). Æèäêîñòíûå ëàçåðû íà êðàñèòåëÿõ (87).Ð À Ç Ä Å Ë 3. ÈÍÒÅÐÔÅÐÅÍÖÈß ÑÂÅÒÀËÅÊÖÈß 8 ........................................................................................................................... 89Èíòåðôåðåíöèÿ êâàçèìîíîõðîìàòè÷åñêèõ âîëí (90). Èíòåðôåðåíöèîííûå ïîëîñûÞíãà (91).
Ðàçìûâàíèå èíòåðôåðåíöèîííîé êàðòèíû (92). Ôóðüå-ñïåêòðîñêîïèÿ (96).ËÅÊÖÈß 9 ......................................................................................................................... 100Ñõåìû ñ äåëåíèåì âîëíîâîãî ôðîíòà (100).
Èíòåðôåðåíöèÿ ïëîñêèõ âîëí (100).Èíòåðôåðîìåòð Ðýëåÿ (100). Çâåçäíûé èíòåðôåðîìåòð Ìàéêåëüñîíà (101). Ïðîñòðàíñòâåííàÿ êîãåðåíòíîñòü (102). Ñõåìû ñ äåëåíèåì àìïëèòóäû (103). Èíòåðôåðîìåòð Ìàéêåëüñîíà (107). Èíòåðôåðîìåòð Ìàõà Öåíäåðà (108). Ëàçåðíûé ãèðîñêîï (109).ËÅÊÖÈß 10 ....................................................................................................................... 111Ïðîñòðàíñòâåííî-âðåìåííÿ ôóíêöèÿ êîãåðåíòíîñòè ïîëÿ (111). Ìíîãîëó÷åâàÿèíòåðôåðåíöèÿ (114). Èíòåðôåðîìåòð Ôàáðè Ïåðî (114).
Ôîðìóëà Ýéðè (115).Èíòåðôåðåíöèÿ ñâåòîâîãî èìïóëüñà (117).Ð À Ç Ä Å Ë 4. ÄÈÔÐÀÊÖÈßËÅÊÖÈß 11 ....................................................................................................................... 119Ïðèíöèï Ãþéãåíñà Ôðåíåëÿ (121). Çîíû Ôðåíåëÿ (122). Äèôðàêöèÿ íà êðóãëîìîòâåðñòèè (124). Çîííàÿ ïëàñòèíêà (125). Ëèíçà (125). Äèôðàêöèÿ ñâåòîâîãî ïó÷êàñ ïðÿìîóãîëüíûì ïðîôèëåì èíòåíñèâíîñòè (126). Äèôðàêöèÿ íà íåïðîçðà÷íîìäèñêå (127).
Äèôðàêöèÿ íà êðàå ýêðàíà (128).ËÅÊÖÈß 12 ....................................................................................................................... 130Èíòåãðàëüíàÿ òåîðåìà Êèðõãîôà (130). Äèôðàêöèîííàÿ ôîðìóëà Ôðåíåëÿ Êèðõãîôà (131). Ïðèáëèæåíèÿ Ôðåíåëÿ è Ôðàóíãîôåðà (132). Äèôðàêöèÿ íà êðóãëîìîòâåðñòèè (133). Äèôðàêöèÿ íà êðóãëîì äèñêå (136). Äèôðàêöèîííàÿ êàðòèíà Ôðàóíãîôåðà êàê ôóðüå-îáðàç ñâåòîâîãî ïîëÿ íà äèôðàêöèîííîì ýêðàíå (136). Äèôðàêöèÿ Ôðàóíãîôåðà íà ïðÿìîóãîëüíîì îòâåðñòèè (137).
Äèôðàêöèÿ Ôðàóíãîôåðàíà êðóãëîì îòâåðñòèè (139). Ïîëå â ôîêàëüíîé ïëîñêîñòè ëèíçû (140). Äèôðàêöèÿãàóññîâà ïó÷êà (141). Äèôðàêöèÿ ÷àñòè÷íî êîãåðåíòíîãî ïó÷êà (144).ËÅÊÖÈß 13 ....................................................................................................................... 145Äèôðàêöèÿ Ôðàóíãîôåðà íà ïåðèîäè÷åñêèõ ñòðóêòóðàõ (145). Äèôðàêöèîííûå ðåøåòêè (145).
Ñïåêòðàëüíûå õàðàêòåðèñòèêè ðåøåòîê (147). Àìïëèòóäíûå äèôðàêöèîííûå ðåøåòêè (150). Ôàçîâûå ðåøåòêè (151). Äèôðàêöèÿ íà óëüòðàçâóêîâîéâîëíå (152). Äèôðàêöèÿ ðåíòãåíîâñêèõ âîëí (155). Íåñòàöèîíàðíàÿ äèôðàêöèÿ (156).Äèôðàêöèÿ èìïóëüñà íà êðóãëîì îòâåðñòèè (157).ËÅÊÖÈß 14 .......................................................................................................................
159Ñïåêòðàëüíûå ïðèáîðû ñ ïðîñòðàíñòâåííûì ðàçëîæåíèåì ñïåêòðà (159). Ðàçðåøàþùàÿ ñïîñîáíîñòü ïðèçìû (162). Òèïû ñïåêòðàëüíûõ ïðèáîðîâ (163). Îïòè÷åñ-317êèå ïðèáîðû, ôîðìèðóþùèå èçîáðàæåíèå (164). Òåîðèÿ Àááå (167). Ìåòîä ôàçîâîãî êîíòðàñòà (168). Ìåòîä òåìíîãî ïîëÿ (169).Ð À Ç Ä Å Ë 5. ÄÈÑÏÅÐÑÈßËÅÊÖÈß 15 ....................................................................................................................... 175Ìàòåðèàëüíûå óðàâíåíèÿ ñðåäû (176). ×àñòîòíàÿ è ïðîñòðàíñòâåííàÿ äèñïåðñèÿñðåäû (177). Ðàñïðîñòðàíåíèå ìîíîõðîìàòè÷åñêîé âîëíû â èçîòðîïíîé ñðåäå ñ÷àñòîòíîé äèñïåðñèåé (177).
Ïîëÿðèçóåìîñòü è äèýëåêòðè÷åñêàÿ ïðîíèöàåìîñòüñðåäû (179). Ìîëåêóëÿðíàÿ ðåôðàêöèÿ (181). Îñíîâû ýëåêòðîííîé òåîðèè äèñïåðñèè (182). Äèñïåðñèÿ ãàçîâ (183). Ñïåêòðû ïîãëîùåíèÿ ãàçîâ (186). Ñðåäû ñ îòðèöàòåëüíûì ïîêàçàòåëåì ïðåëîìëåíèÿ (187).ËÅÊÖÈß 16 ....................................................................................................................... 189Ïðàêòè÷åñêèå ôîðìóëû äèñïåðñèè (189). Àáñîðáöèîííûå ñâåòîôèëüòðû (190).
Ðàñïðîñòðàíåíèå ñâåòà â èçîòðîïíûõ äèýëåêòðèêàõ (191). Ôàçîâàÿ è ãðóïïîâàÿ ñêîðîñòè (191). Äèñïåðñèîííîå ðàñïëûâàíèå èìïóëüñîâ (194). Ïðîñòðàíñòâåííî-âðåìåííÿ àíàëîãèÿ (195). Îöåíêè õàðàêòåðíûõ âåëè÷èí (197). Âîëîêîííî-îïòè÷åñêèåñèñòåìû ñâÿçè (198). Ðàñïðîñòðàíåíèå âîëí â ìåòàëëàõ è ïëàçìå (199).Ð À Ç Ä Å Ë 6. ÎÏÒÈ×ÅÑÊÈÅ ßÂËÅÍÈß ÍÀ ÃÐÀÍÈÖÅ ÐÀÇÄÅËÀ ÑÐÅÄ.ÃÅÎÌÅÒÐÈ×ÅÑÊÀß ÎÏÒÈÊÀËÅÊÖÈß 17 ....................................................................................................................... 203Ãðàíè÷íûå óñëîâèÿ (203). Çàêîíû ãåîìåòðè÷åñêîé îïòèêè (204).
Ôîðìóëû Ôðåíåëÿ (205). Ôàçîâûå ñîîòíîøåíèÿ (206). Àìïëèòóäíûå ñîîòíîøåíèÿ (207). ÓãîëÁðþñòåðà è åãî ôèçè÷åñêèé ñìûñë (208). Ïîëíîå âíóòðåííåå îòðàæåíèå (208).Îòðàæåíèå åñòåñòâåííîãî ñâåòà (209). Âîëîêîííûå ñâåòîâîäû (209). Ïðîñâåòëÿþùèå ïîêðûòèÿ (211). Çåðêàëüíûå ïîêðûòèÿ (212). Èíòåðôåðåíöèîííûå ñâåòîôèëüòðû (214).ËÅÊÖÈß 18 ....................................................................................................................... 215Ðàñïðîñòðàíåíèå ñâåòà ÷åðåç ñôåðè÷åñêóþ ãðàíèöó ðàçäåëà ñðåä (215). Îïòè÷åñêàÿñèëà ñèñòåìû ïîâåðõíîñòåé (217). Òîíêàÿ ëèíçà (218). Óñëîâèÿ Ìàêñâåëëà äëÿ êîàêñèàëüíûõ ñèñòåì (219). Êàðäèíàëüíûå ýëåìåíòû îïòè÷åñêîé ñèñòåìû (220).Ð À Ç Ä Å Ë 7.
ÂÎËÍÛ Â ÀÍÈÇÎÒÐÎÏÍÛÕ ÑÐÅÄÀÕËÅÊÖÈß 19 ....................................................................................................................... 227Ìàòåðèàëüíûå óðàâíåíèÿ (228). Ãëàâíûå ïîêàçàòåëè ïðåëîìëåíèÿ è ãëàâíûåñêîðîñòè âîëíû (228). Ñêîðîñòü ïî íîðìàëè è ïîâåðõíîñòü íîðìàëåé (230). Ðàñïðîñòðàíåíèå ïëîñêîé ìîíîõðîìàòè÷åñêîé âîëíû (230). Ëó÷åâàÿ ñêîðîñòü èëó÷åâàÿ ïîâåðõíîñòü (231).
Óðàâíåíèå íîðìàëåé Ôðåíåëÿ. Ïîâåðõíîñòü íîðìàëåé (232). Ýëëèïñîèä íîðìàëåé (233). Óðàâíåíèå ëó÷åâûõ ñêîðîñòåé. Ëó÷åâàÿïîâåðõíîñòü (234). Ýëëèïñîèä Ôðåíåëÿ (236). Äâîéíîå ëó÷åïðåëîìëåíèå. Ïðèíöèï Ãþéãåíñà (236).ËÅÊÖÈß 20 ....................................................................................................................... 238Ïîëÿðèçàòîðû (238). Óïðàâëåíèå ñîñòîÿíèåì ïîëÿðèçàöèè ñâåòà. Àíàëèç ñîñòîÿíèÿ ïîëÿðèçàöèè (239). Èñêóññòâåííàÿ àíèçîòðîïèÿ ïðè âíåøíèõ âîçäåéñòâèÿõ(243). Îïòè÷åñêàÿ àêòèâíîñòü (247). Îïòè÷åñêàÿ àêòèâíîñòü è ïðîñòðàíñòâåííàÿäèñïåðñèÿ (248).