Общая и экспериментальная физика. Часть 3. (Оптика)
(экзамен проводится по билетам (устно))
Вопросы экзамена
Точечные источники света. Телесный угол. Поток излучения. Световой поток. Сила света. Освещенность, законы освещенности. Светимость. Яркость источников. Определения светового луча, абсолютного показателя преломления, оптически однородной среды. Принцип Ферма. Закон прямолинейного распространения света. Закон независимости световых лучей. Законы отражения и преломления света, их доказательство на основе принципа Гюйгенса. Полное внутреннее отражение. Преломление в плоскопараллельной пластинке (с выводом формулы). Преломление в призме, вывод формулы тонкой призмы. Тонкие линзы. Виды линз. Определения главной оптической оси, побочной оптической оси, фокуса, мнимого фокуса, фокальной плоскости, фокусного расстояния, оптической силы линзы. Вывод формулы тонкой линзы (через формулу тонкой призмы). Построение изображений с помощью собирающих и рассеивающих линз: произвольной точки, произвольного луча, произвольного предмета. Увеличение линзы: поперечное, продольное, угловое. Определение сферического зеркала, оптического центра, полюса зеркала, главной оптической оси, фокуса зеркала. Построение изображений предмета в вогнутом и выпуклых зеркалах. Построение изображений в плоском зеркале. Вывод формулы сферического зеркала. Увеличение сферического зеркала. Сферическая и хроматическая аберрации линз. Дисторсия. Оптическая система, главные точки и главные фокусы системы. Построение изображений в оптической системе. Световые волны: основные понятия и свойства. Принцип Гюйгенса. Принцип Гюйгенса-Френеля. Интерференция света. Когерентность световых волн. Методы наблюдения интерференции света. Вывод формулы, связывающей разность хода волн с разностью фаз. Условия максимума и минимума интерференции. Расчет интерференционной картины от двух когерентных источников. Интерференция света от плоскопараллельной пластинки. Интерференция света от пластинки переменной толщины. Кольца Ньютона. Дифракция света. Объяснение дифракции на основе принципа Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля, вывод формулы для нахождения радиуса зон Френеля. Дифракция Фраунгофера от щели. Дифракция от дифракционной решетки. Дифракция при косом падении пучка на дифракционную решетку. Дифракция рентгеновских лучей, уравнения Лауэ, формула Вульфа-Брэггов. Естественный и поляризованный свет. Виды поляризованного света. Поляризаторы. Закон Малюса. Степень поляризации. Поляризация при отражении и преломлении на границе двух диэлектриков, закон Брюстера. Оптическая ось кристалла, зависимость показателя преломления кристалла от направления падения на кристалл плоскополяризованных лучей. Двойное лучепреломление. Оптический дихроизм. Интерференция поляризованных волн. Искусственная анизотропия. Эффект Керра. Фазовая и групповая скорости. Дисперсия света. Электронная теория дисперсии. Поглощение света, коэффициент поглощения. Закон Бугера. Рассеяние света. Закон Релея. Эффект Доплера в оптике. Эффект Вавилова-Черенкова.