Оптика

Влияние дифракции на разрешающую способность оптических приборов. Телескоп. Критерий Рэлея разрешения изображения источников. Микроскоп. Глаз. Спектральные оптические приборы и их характеристики. Призма как дисперсионный спектральный прибор. Демонстрация: спектральное разложение белого света призмой. Дифракционная решётка как дифракционный спектральный прибор. Демонстрации: разложение белого света в спектр отражательной решёткой; дифракционная картина при одновременном падении лазерных пучков красного, зелёного и синего цветов на пропускательную дифракционную решётку.

Влияние дифракции на разрешающую способность оптических приборов. Телескоп. Критерий Рэлея разрешения изображения источников. Микроскоп. Глаз. Спектральные оптические приборы и их характеристики. Призма как дисперсионный спектральный прибор. Демонстрация: спектральное разложение белого света призмой. Дифракционная решётка как дифракционный спектральный прибор. Демонстрации: разложение белого света в спектр отражательной решёткой; дифракционная картина при одновременном падении лазерных пучков красного, зелёного и синего цветов на пропускательную дифракционную решётку.

Влияние дифракции на разрешающую способность оптических приборов. Телескоп. Критерий Рэлея разрешения изображения источников. Микроскоп. Глаз. Спектральные оптические приборы и их характеристики. Призма как дисперсионный спектральный прибор. Демонстрация: спектральное разложение белого света призмой. Дифракционная решётка как дифракционный спектральный прибор. Демонстрации: разложение белого света в спектр отражательной решёткой; дифракционная картина при одновременном падении лазерных пучков красного, зелёного и синего цветов на пропускательную дифракционную решётку.

Дифракционная расходимость как следствие связи между шириной пространственного спектра и размером источника. Линза как анализатор пространственного спектра. Теория Аббе формирования оптического изображения линзой. Демонстрация: опыт Аббе-Портера. Методы пространственной фильтрации при получении изображений фазовых объектов. Метод тёмного поля. Метод фазового контраста (метод Цернике). Демонстрация: визуализация потоков воздуха от пламени свечи методами тёмного поля и фазового контраста. Оптическая голография. Уравнения Габора. Объёмные голограммы. Метод Денисюка. Демонстрации голограмм.

Дифракционная расходимость как следствие связи между шириной пространственного спектра и размером источника. Линза как анализатор пространственного спектра. Теория Аббе формирования оптического изображения линзой. Демонстрация: опыт Аббе-Портера. Методы пространственной фильтрации при получении изображений фазовых объектов. Метод тёмного поля. Метод фазового контраста (метод Цернике). Демонстрация: визуализация потоков воздуха от пламени свечи методами тёмного поля и фазового контраста. Оптическая голография. Уравнения Габора. Объёмные голограммы. Метод Денисюка. Демонстрации голограмм.

Дифракционная расходимость как следствие связи между шириной пространственного спектра и размером источника. Линза как анализатор пространственного спектра. Теория Аббе формирования оптического изображения линзой. Демонстрация: опыт Аббе-Портера. Методы пространственной фильтрации при получении изображений фазовых объектов. Метод тёмного поля. Метод фазового контраста (метод Цернике). Демонстрация: визуализация потоков воздуха от пламени свечи методами тёмного поля и фазового контраста. Оптическая голография. Уравнения Габора. Объёмные голограммы. Метод Денисюка. Демонстрации голограмм.

Дифракционная расходимость как следствие связи между шириной пространственного спектра и размером источника. Линза как анализатор пространственного спектра. Теория Аббе формирования оптического изображения линзой. Демонстрация: опыт Аббе-Портера. Методы пространственной фильтрации при получении изображений фазовых объектов. Метод тёмного поля. Метод фазового контраста (метод Цернике). Демонстрация: визуализация потоков воздуха от пламени свечи методами тёмного поля и фазового контраста. Оптическая голография. Уравнения Габора. Объёмные голограммы. Метод Денисюка. Демонстрации голограмм.

«Свободная» дифракция в световом пучке. Гауссов пучок. Демонстрация: расходимость лазерного пучка на длинной трассе. Дифракция Фраунгофера на периодической последовательности щелей. Угловая ширина дифракционного максимума. Спектральное разрешение для m-го порядка дифракции. Дифракционные решётки. Демонстрация: дифракционная картина для решёток с разным периодом; образование порядков дифракции при отражении лазерного луча от поверхностей грампластинки, компакт-диска, металлической линейки. Дифракция в дальней зоне как пространственное преобразование Фурье. Угловой спектр.

Уравнение Гельмгольца. Формула Грина. Основы теории дифракции Кирхгофа. Теорема Кирхгофа-Гельмгольца. Запись формулы Кирхгофа-Гельмгольца при задании падающего поля на плоскости. Приближение Кирхгофа и оптическое приближение. Интегральная формула Френеля-Кирхгофа. Приближение Френеля. Дифракция в дальней зоне (дифракция Фраунгофера). Угол дифракционной расходимости. Демонстрация: дифракция Фраунгофера на щели и отверстиях прямоугольной и круглой формы.

Уравнение Гельмгольца. Формула Грина. Основы теории дифракции Кирхгофа. Теорема Кирхгофа-Гельмгольца. Запись формулы Кирхгофа-Гельмгольца при задании падающего поля на плоскости. Приближение Кирхгофа и оптическое приближение. Интегральная формула Френеля-Кирхгофа. Приближение Френеля. Дифракция в дальней зоне (дифракция Фраунгофера). Угол дифракционной расходимости. Демонстрация: дифракция Фраунгофера на щели и отверстиях прямоугольной и круглой формы.