birmaga.ru
добавить свой файл

1

Физическая оптика

3 курс, 6 семестр, 34 часа
Волновое уравнение и его следствия. Уравнения Максвелла для электромагнитной волны в диэлектрике. Волновое уравнение. Скалярная волна. Плоская и сферическая волна. Гармоническая волна. Уравнение Гельмгольца. Фазовая скорость. Волновой пакет. Групповая скорость. Формула Релея для групповой скорости.

Скалярная теория дифракции. Интегральная теорема Гельмгольца Кирхгофа. Граничные условия Кирхгофа. Формула Френеля - Кирхгофа для дифракции на отверстии. Альтернативные функции Грина. Интеграл Рэлея - Зоммерфельда. Обобщение на случай немонохроматических волн. Дифракция на границах. Приближение Френеля. Приближение Фраунгофера. Принцип дополнительности Бабине. Понятие оптического транспаранта. Примеры дифракции Фраунгофера: дифракция на прямоугольном и круглом отверстии, дифракция на амплитудной и фазовой решетке.

Поляризация. Векторные свойства электромагнитной волны. Поляризация плоской гармонической волны. Эллипс поляризации. Параметры Стокса. Состояние поляризации. Интерпретация состояния поляризации на сфере Пуанкаре.

Прохождение световых волн через границу раздела сред. Граничные условия. Законы отражения и преломления. Закон Снелиуса для волновых нормалей. Формулы Френеля. Отражательная и пропускающая способность. Поляризация при отражении. Угол Брюстера. Полное внутреннее отражение. Изменение состояния поляризации при полном внутреннем отражении. Ромб Френеля.

Распространение света в проводящих средах. Уравнения Максвелла для проводников. Волновое уравнение и уравнение Гельмгольца для металлов. Комплексный показатель преломления. Структура преломленной волны. Закон преломления. Эффективный показатель преломления, глубина проникновения. Изменение состояния поляризации при отражении от металла. Коэффициент отражения от металла и его зависимость от частоты. Формула Хагена - Рубенса. Электронная теория постоянных металла.

Распространение света в анизотропных средах. Уравнения Максвелла для анизотропных сред. Тензор диэлектрической проницаемости. Связь между векторами поля в анизотропной среде. Уравнение нормалей Френеля и его решения. Поверхность волновых нормалей. Двухосные и одноосные кристаллы. Распространение волн в одноосных кристаллах. Обыкновенный и необыкновенный показатели преломления. Поляризующие устройства. Анализ поляризованного света.


Теория частичной когерентности. Комплексное представление немонохроматических полей. Корреляционная функция световых пучков. Функция взаимной когерентности, автокогерентность, степень когерентности. Спектральное представление взаимной когерентности. Формула Винера- Хинчина. Временнàя когерентность. Интерференция квазимонохроматического света. Экспериментальное измерение степени когерентности. Пространственная когегентность. Теорема Ван-Цитерта - Цернике.
Литература:


  1. Ахманов С.А. Физическая оптика. М. Из-во Московского государственного университета, 1998.

  2. Борн М., Вольф Э. Основы оптики. М., Наука,1973.

  3. Кольер Р., Беркхарт К., Лин Л. Оптическая голография. М., Мир, 1973.

  4. Козлов Н.П. “Оптика проводящих сред ”, Издательство “Самарский университет”, Самара 1999 г.