Решение задач по физике и математике.


Оптика

Основные разделы современной оптики и решаемые ими задачи. Классическая электромагнитная теория света. Классификация волн. Шкала электромагнитных волн. Источники света, их характеристики. Недостатки классической электромагнитной теории. Корпускулярно-волновой дуализм.

Электромагнитная теория распространения света. Уравнения Максвелла. Волновое уравнение. Бегущие электромагнитные волны. Скорость света. Плотность энергии и импульса электромагнитных волн. Вектор Умова-Пойнтинга. Интенсивность света. Волновые пучки и волновые пакеты.

Модели оптического излучения. Монохроматические и квазимонохроматические волны, широкополосное излучение. Фурье-анализ и Фурье-синтез волновых полей. Спектральная плотность мощности. Модулированные волны. Соотношение между длительностью импульса и шириной спектра.

Интерференция света. Интерференция монохроматических волн. Интерференция квазимонохроматического света. Функция видности. Временная когерентность, длина и время когерентности; спектральное и временное рассмотрение. Взаимосвязь спектра и корреляционной функции, понятие о Фурье-спектроскопии.

Получение интерференционных картин делением волнового фронта (метод Юнга) и делением амплитуды (метод Френеля). Полосы равной толщины и равного наклона. Основные интерференционные схемы. Интерферометр Майкельсона.

Пространственная когерентность. Интерферометр Юнга. Звездный интерферометр Майкельсона. Радиус пространственной когерентности, оценки для полей тепловых источников и лазеров. Методы повышения степени когерентности, пространственные фильтры и монохроматоры.

Многоволновая интерференция. Суперпозиция многих волн с равными амплитудами. Интерферометр Фабри-Перо. Формула Эйри. Пластинка Люммера-Герке.

Применение интерферометров в научных исследованиях и технике. Раз личные типы интерферометров. Модуляционная интерферометрия и измерение малых смещений. Интерференционные фильтры и зеркала.

Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Дифракционный интеграл и его трактовка. Зоны Френеля. Применение векторных диаграмм для качественного анализа дифракционных картин. Зонная пластинка. Линза.

Простейшие дифракционные задачи: дифракция на круглом отверстии и круглом экране. Пятно Пуассона. Дифракция на крае полубесконечного экрана. Спираль Корню. Ближняя и дальняя зоны дифракции. Дифракционная длина.

Понятие о теории дифракции Кирхгофа. Приближение Френеля и приближение Фраунгофера. Пространственное преобразование Фурье. Дифракционная картина в дальней зоне как Фурье-образ дифракционного объекта. Угловой спектр, связь его ширины с размерами отверстия.

Дифракция Фраунгофера. Дифракция на прямоугольном отверстии, круглом отверстии и щели. Амплитудные и фазовые дифракционные решетки. Дифракция на акустических волнах. Акустооптические модуляторы.

Спектральный анализ в оптике. Спектроскопия с пространственным разложением спектров. Призменные, дифракционные и интерференционные спектральные приборы и их основные характеристики: аппаратная функция, угловая и линейная дисперсия, разрешающая способность, область дисперсии.

Дифракция волновых пучков. Дифракционная теория формирования изображений. Роль дифракции в приборах, формирующих изображение: линзе, телескопе и микроскопе. Специальные методы наблюдения фазовых объектов: метод фазового контраста, метод темного поля.

Дифракция на многомерных структурах. Схемы Брэгга и Лауэ. Обратные задачи в теории дифракции. Понятие о рентгеноструктурном анализе. Голография. Схемы записи голограмм и восстановления изображений.

Распространение света в веществе: микроскопическая картина. Дисперсия света. Классическая электронная теория дисперсии. Зависимости показателей преломления и поглощения от частоты. Фазовая и групповая скорости, их соотношение (формула Рэлея). Поглощение света (закон Бугера). Дисперсионное расплывание волновых пакетов.

Страницы: 1 2

8 Комментариев на странице “Оптика”

  1. венера написал:

    На тонкую пленку воды под углом 52 градуса падает параллельный пучок белого света.При какой толщине пленки зеркально отраженный свет окрашен в желтый свет наиболее сильно?Длина волны желтых лучей 0,6 мкм.

    Ответ на вопрос

  2. ZooM написал:

    Какие же вы все меркантильные!!! только деньги на уме, всё платное… Ничего, скоро я запущу бесплатную альтернативу и она будет одним из самых популярных сайтов!!!!

    Ответ на вопрос

    admin Reply:

    Запускай! Только бесплатные альтернативы нам уже и так есть. Каждый ищет то, что ему нужно.

    Ответ на вопрос

  3. Евгения написал:

    Можно ход решения!

    Задача 22. Сравните наибольшую разрешающую способность для красной линии кадмия, длина волны для которого λ, двух дифракционных решеток одинаковой длины l, но разных периодов d1 и d2.

    Ответ на вопрос

  4. Дмитрий написал:

    На диафрагму с двумя узкими щелями,находящимся на расстоянии d=2.5 мм,падает по нормали к ней монохроматический свет.Интерференционная картина образуется на экране,отстоящем от диафрагмы на расстояние l=100 см.Куда и на какое расстояние \[\Delta y\]
    сместятся интерференционные полосы,если 1 из щелей закрыть стеклянной пластинкой толщиной b=10 мкм (n=1/5)?

    Ответ на вопрос

  5. admin написал:

    Сергей
    Полные решения задач платные. Если интересно, оформите заказ на решение задач.
    Ход решения задач:
    109. Используйте закон Снеллиуса ( угол падения равен углу отражения) и нарисуйте рисунок.
    209. Используйте формулу для освещенности, Без линзы лучи света будут распространяться во все стороны, с линзой на экран будет падать пучок параллельных лучей. От этого освещенность увеличится.
    309. надо записать условие для минимума интенсивности: толщина пленки должна быть кратно половине длины волны падающего света:

    409. используйте формулу для дифракционной решетки

    609. Формула для ослабления света через николь
    Используйте ее.
    709. используйте формулы релятивистского относительного движения.

    Ответ на вопрос

  6. Сергей написал:

    109.Какова угловая высота солнца над горизонтом.если для освещения дна колодца солнечными лучами использовали плоское зеркало, наклонив его под углом 25 градусов к вертикали.

    209.в фокусе собирающей линзы с фокусным расстоянием 10 см находиться точечный источник света. На расстоянии 2 м от линзы помещен экран,перпендикулярный к оптической оси линзы. Во сколько раз освещенность в центре светового пятна,получающегося на экране,больше,чем освешенностьв том же месте экрана, создаваемая источником при отсутствии линзы? Потерями в линзе пренебречь.

    309.На стеклянную пластинку нанесен тонкий слой прозрачного вещ-ва с показателем преломления n=1,3. Пластинка освещена паралельным пучком света с длинной волны 640нм, падающим на пластинку нормально. Какую минимальную толщину должен иметь слой, что бы отраженный пучёк имел наименьшую яркость?

    409.дифракционная решетка содержит n=200 шт/мм. На решетку падает нормально монохроматический свет(сигма =0,6 мкм). Максимум когого наибольшего порядка дает эта решетка?

    609.Пучок света последовательно проходит через два николя, плоскости пропускания которых образуют между собой угол равный 40 градусов. Принемая, что коэффициент поглощения каждого николя равен 15%. Найти во сколько разпучок света выходящий из второго николя, ослаблен по сравнению с пучком, падающим на первый николь.

    709.С какой одинаковой по величине скоростью должны двигаться на встречу друг другу частицы в лабораторной системе отсчета, чтобы скорость их относительного движения U= 0,9*С ?

    Ответ на вопрос

  7. толик написал:

    Свет прошёл путь 0,2м в сероуглероде(n=1,63). Какой путь пройдётсвет за тоже время в воде?Чему равна оптическая длинна пути света в воде и сероуглероде?

    Ответ на вопрос

Оставить комментарий