Содержание: Законы геометрической оптики. Закон прямолинейного распространения света, закон независимости световых пучков, закон отражения и закон преломления света. Полное внутреннее отражение, его применение. Принцип Ферма. Вывод законов геометрической оптики из принципа Ферма. Преломление и отражение на сферической поверхности. Формула преломления сферической поверхности и ее фокусы. Линза. Формула и фокусы тонкой линзы. Изображение в тонкой линзе. Увеличение. Интерференция света. Принцип суперпозиции световых волн. Оптическая разность хода. Условия максимумов и минимумов интерференции. Когерентность. Временной и спектральный подход к анализу интерференции. Время когерентности, длина когерентности. Способы получения интерференции света: метод Юнга, зеркала Френеля, бипризма Френеля. Интерференция света в опыте Юнга: положение максимумов и минимумов освещенности. Пространственная когерентность, радиус когерентности. Интерференция света в тонких пленках. Условия максимумов и минимумов интерференции. Полосы равной толщины и равного наклона, кольца Ньютона. Применение интерференции света: просветление оптики, интерференционные светофильтры, интерферометры Майкельсона и Фабри-Перо. Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Дифракция Френеля на круглом отверстии и диске. Зонная пластинка. Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Дифракция Фраунгофера на щели и решетке. Дифракция света. Разрешающая способность оптических приборов (объектива и дифракционной решетки). Дифракция рентгеновских лучей на кристалле. Формула Вульфа-Брэгга. Рентгеновская спектроскопия и рентгеноструктурный анализ. Элементы голографии, ее применение. Поляризация света. Естественный и поляризованный свет. Типы поляризации. Закон Малюса. Поляризация света при отражении и преломлении. Закон Брюстера, его применение. Двойное лучепреломление. Поляризация света при двойном лучепреломлении, обыкновенный и необыкновенный лучи. Сущность двойного лучепреломления. Построение Гюйгенса. Анализ поляризованного света с помощью пластинки в четверть волны. Искусственное двойное лучепреломление при механической деформации, в электрическом и магнитном полях. Оптически активные вещества. Элементарная теория Френеля вращения плоскости поляризации. Дисперсия света. Фазовая и групповая скорости света, связь между ними. Элементы электронной теории дисперсии света. Нормальная и аномальная дисперсия света. Связь дисперсии с поглощением. Поглощение света. Закон Бугера. Спектры поглощения и цвета тел. Рассеяние света. Закон Рэлея. Поляризация рассеянного света. Тепловое излучение. Энергетические характеристики теплового излучения. Законы Кирхгофа, их термодинамическое обоснование. Тепловое излучение. Энергетические характеристики теплового излучения. Формула Рэлея-Джинса и ее классическое обоснование. Законы излучения абсолютно черного тела: закон Стефана-Больцмана, закон смещения Вина. Квантовый характер теплового излучения. Формула Планка. Оптическая пирометрия. Радиационная, яркостная и цветовая температура. Внешний фотоэффект. Основные законы фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна. Фотоны. Опыт Боте. Корпускулярные и волновые характеристики фотонов, связь между ними. Давление света с точки зрения корпускулярной теории. Фотоны. Энергия, импульс, масса фотона. Эффект Комптона. Модель атома Бора. Постулаты Бора. Теория водородоподобного атома Бора. Опыт Франка и Герца. Волновые свойства вещества, гипотеза де Бройля. Корпускулярно-волновой дуализм. Опыты Дэвиссона и Джермера. Волновая функция, ее интерпретация. Уравнение Шредингера. Стационарное уравнение Шредингера, его свойства. Уравнение Шредингера. Частица в бесконечно глубокой потенциальной яме. Туннельный эффект. Уравнение Шредингера для гармонического осциллятора и атома водорода. Квантовые числа. Тождественность частиц. Принцип (запрета) Паули. Распределение электронов в атоме. Периодическая система элементов Менделеева. Спонтанное и вынужденное излучение. Коэффициенты Эйнштейна. Лазеры. Статистика Бозе-Эйнштейна. Фононный газ в кристаллах. Теплоемкость кристалла, теория Дебая. Статистика Ферми-Дирака. Вырожденный электронный газ в металле, электронная теплоемкость. Состав ядра: протоны и нейтроны. Изотопы. Основные характеристики ядер. Ядерные силы. Состав и характеристики атомного ядра. Дефект массы и энергия связи ядра. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Период полураспада. Типы радиоактивного распада. Реакции деления ядер, цепная реакция. Ядерная энергетика.
|