Оптика

Одноосные кристаллы. Волновая поверхность. Главное сечение кристалла. Скорость необыкновенной волны. Построение Гюйгенса. Двойное лучепреломление в одноосном кристалле. Демонстрация: двойное лучепреломление в пластинке из исландского шпата. Поляризационные приборы. Призмы Николя и Глана. Дихроизм: турмалин и плёночные поляроиды. Демонстрации: прохождение пучков белого света через призму Николя и пластинку из турмалина. Использование двойного лучепреломления для управления поляризацией: четвертьволновая и полуволновая пластинки. Закон Малюса.

Одноосные кристаллы. Волновая поверхность. Главное сечение кристалла. Скорость необыкновенной волны. Построение Гюйгенса. Двойное лучепреломление в одноосном кристалле. Демонстрация: двойное лучепреломление в пластинке из исландского шпата. Поляризационные приборы. Призмы Николя и Глана. Дихроизм: турмалин и плёночные поляроиды. Демонстрации: прохождение пучков белого света через призму Николя и пластинку из турмалина. Использование двойного лучепреломления для управления поляризацией: четвертьволновая и полуволновая пластинки. Закон Малюса.

Распространение света в анизотропной среде. Кристаллооптика. Демонстрация: раздвоение изображения при наблюдении сквозь кристалл исландского шпата. Материальное уравнение с учётом анизотропии среды. Плоские электромагнитные волны в анизотропной среде. Направления полевых векторов. Зависимость скорости волны от ориентации векторов E и D. Свойства тензора диэлектрической проницаемости. Фазовая и лучевая скорости. Связь лучевой скорости с групповой скоростью. Зависимость скорости волны от её поляризации. Эллипсоиды показателей преломления и лучевых скоростей.

Распространение света в анизотропной среде. Кристаллооптика. Демонстрация: раздвоение изображения при наблюдении сквозь кристалл исландского шпата. Материальное уравнение с учётом анизотропии среды. Плоские электромагнитные волны в анизотропной среде. Направления полевых векторов. Зависимость скорости волны от ориентации векторов E и D. Свойства тензора диэлектрической проницаемости. Фазовая и лучевая скорости. Связь лучевой скорости с групповой скоростью. Зависимость скорости волны от её поляризации. Эллипсоиды показателей преломления и лучевых скоростей.

Распространение света в анизотропной среде. Кристаллооптика. Демонстрация: раздвоение изображения при наблюдении сквозь кристалл исландского шпата. Материальное уравнение с учётом анизотропии среды. Плоские электромагнитные волны в анизотропной среде. Направления полевых векторов. Зависимость скорости волны от ориентации векторов E и D. Свойства тензора диэлектрической проницаемости. Фазовая и лучевая скорости. Связь лучевой скорости с групповой скоростью. Зависимость скорости волны от её поляризации. Эллипсоиды показателей преломления и лучевых скоростей.

Оптические явления на границе раздела изотропных диэлектриков. Законы отражения и преломления света. Полное внутреннее отражение. Демонстрации: преломление лазерного луча в призме; распространение света в стеклянном световоде в воздухе и глицерине; перенос изображения в оптоволоконном кабеле. Структура преломлённой волны при полном внутреннем отражении. Амплитудно-фазовые изменения светового поля при отражении и преломлении. Формулы Френеля. Явление Брюстера. Демонстрация: отражение света от чёрной пластинки при падении под углом Брюстера. Коэффициент отражения при нормальном падении.

Оптические явления на границе раздела изотропных диэлектриков. Законы отражения и преломления света. Полное внутреннее отражение. Демонстрации: преломление лазерного луча в призме; распространение света в стеклянном световоде в воздухе и глицерине; перенос изображения в оптоволоконном кабеле. Структура преломлённой волны при полном внутреннем отражении. Амплитудно-фазовые изменения светового поля при отражении и преломлении. Формулы Френеля. Явление Брюстера. Демонстрация: отражение света от чёрной пластинки при падении под углом Брюстера. Коэффициент отражения при нормальном падении.

Оптические явления на границе раздела изотропных диэлектриков. Законы отражения и преломления света. Полное внутреннее отражение. Демонстрации: преломление лазерного луча в призме; распространение света в стеклянном световоде в воздухе и глицерине; перенос изображения в оптоволоконном кабеле. Структура преломлённой волны при полном внутреннем отражении. Амплитудно-фазовые изменения светового поля при отражении и преломлении. Формулы Френеля. Явление Брюстера. Демонстрация: отражение света от чёрной пластинки при падении под углом Брюстера. Коэффициент отражения при нормальном падении.

Взаимодействие света с веществом. Молекулярная оптика. Поляризуемость среды и поляризуемость молекул. Поляризация газов. Поляризация плотных сред. Классическая теория дисперсии. Осцилляторная модель атома (модель Лоренца). Закон Бугера. Дисперсия света в газах. Формула Зельмейера. Демонстрация: разложение белого света в спектр в скрещенных призмах. Случай нескольких резонансов. Скорость квазимонохроматических волн в диспергирующей среде. Групповая и фазовая скорости при линейной аппроксимации закона дисперсии. Дисперсионное расплывание оптических импульсов.

Взаимодействие света с веществом. Молекулярная оптика. Поляризуемость среды и поляризуемость молекул. Поляризация газов. Поляризация плотных сред. Классическая теория дисперсии. Осцилляторная модель атома (модель Лоренца). Закон Бугера. Дисперсия света в газах. Формула Зельмейера. Демонстрация: разложение белого света в спектр в скрещенных призмах. Случай нескольких резонансов. Скорость квазимонохроматических волн в диспергирующей среде. Групповая и фазовая скорости при линейной аппроксимации закона дисперсии. Дисперсионное расплывание оптических импульсов.