Темы для обсуждения на коллоквиуме 1 (Весна 2022 г.) Для групп 0А01, 0А02, 0А03, 0А04, 0А05, 0Б01 (
 Скачать 38 Kb.
|
|
ТЕМЫ ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ НА КОЛЛОКВИУМЕ № 1 (Весна 2022 г.) Для групп 0А01, 0А02, 0А03, 0А04, 0А05, 0Б01 (2-ой курс ИЯТШ) Лектор: к.ф.-м.н., доцент Святкин Л.А. Простейшие схемы источников и приемников ЭМВ (вибратор Герца). Экспериментальное исследование свойств ЭМВ (результаты опытов Герца, Лебедева, Глаголева-Аркадьева, Попова). Объемная плотность энергии ЭМВ. Вектор Умова-Пойнтинга (Вектор Умова) и его свойства. Масса и импульс электромагнитного поля. Излучение диполя. Диаграмма направленности излучения диполя. Интенсивность излучения. Понятие светового луча. Законы геометрической оптики. Вывод законов отражения и преломления света на границе раздела двух сред, используя либо принцип Ферма, либо принцип Гюйгенса. Криволинейное распространение луча в неоднородной среде. Явление полного отражения и его применение в науке и технике. Фотометрические величины: световой поток, сила света, освещенность, светимость, яркость. Интерференция световых волн. Условия максимумов и минимумов при интерференции. Интенсивность результирующей волны при сложении двух когерентных волн, колеблющихся с разностью фаз ∆φ (с выводом формулы). Геометрическая и оптическая разность хода. Способы получения интерференции: Опыт Юнга, Зеркала Френеля, бипризма Френеля, билинза Бийе. Ширина интерференционной полосы (с выводом формулы). Когерентность и монохроматичность световых волн. Понятие цуга волн. Время когерентности, длина когерентности и предельный наблюдаемый порядок интерференции. Понятие радиуса когерентности. Интерференция в отраженном и проходящем свете в тонких пленках и клине: вывод условий максимумов и минимумов. Интерференционные полосы равного наклона и равной толщины. Кольца Ньютона. Схемы интерферометров Майкельсона, Линника, Рэлея, Жамена, Рождественского, Фабри-Перо (самостоятельно) и их назначение. Применение интерференции света (голография, просветление оптики, интерференционная спектроскопия). Дифракция по Юнгу и по Френелю. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля (с выводом формул для радиуса границ зон и их площади). Спираль Френеля (самостоятельно). Зонная пластинка. Дифракция Френеля на отверстии и на щели: условия максимумов и минимумов. Влияние ширины отверстия/щели на яркость и вид дифракционной картины. Дифракция белого света и понятие френелевского (волнового) параметра. Дифракция Френеля на диске: обосновать появление пятна Пуассона. Дифракционная решетка и ее параметры. Вывод формулы для расчета интенсивности света в зависимости от угла дифракции на решетке. Условие главных максимумов и минимумов, а также побочных минимумов (с выводом). Разрешающая способность и угловая дисперсия дифракционной решетки. Различие между интерференционной и дифракционной картинами. Дифракция рентгеновских лучей: особенности и применение. Условие Вульфа-Брэгга (с выводом). Виды поляризации света. Понятие степени поляризации света. Устройства, позволяющие получать линейно поляризованный свет из естественного. Закон Малюса. Поляризация при отражении и пропускании (формулы Френеля). Двойное лучепреломление: обыкновенный и необыкновенный лучи. Оптическую ось и главное сечение кристалла. Причины двойного лучепреломления. Призма Николя. Пластинки в полволны и в четверть волны (самостоятельно). Интерференция поляризованного света. Искусственная анизотропия. Вращение плоскости поляризации света в оптически активных веществах. Применение плоскополяризованных волн (самостоятельно). Аномальная и нормальная дисперсия света и их наблюдение. Понятие групповой и фазовой скоростей. Вывод формулы для групповой скорости (самостоятельно). Вывод формулы для показателя преломления на основе идей взаимодействия ЭМВ с электроном атома. Поглощение и рассеяние света. Закон Бугера (с выводом). Коэффициенты поглощения и экстинкции. Интенсивность рассеянного света в зависимости от частоты света (при разном соотношении размеров неоднородностей в среде и длиной волны света). Излучение Вавилова-Черенкова: условие наблюдения с выводом. Счетчики Черенкова: назначение. Историческое развитие взглядов на природу света. Двойственность природы света (корпускулярно – волновой дуализм). Понятие теплового излучения и его отличие от других видов излучения. Поглощательная способность. Понятие абсолютно черного тела (АЧТ). Интегральная и спектральная излучательные способности тела (привести графики их зависимости от частоты излучения для АЧТ, серого тела и реального тела). Закон Кирхгофа. Закон Стефана-Больцмана. Вывод закона Стефана-Больцмана на основе классической термодинамики. Законы Вина. Формула Релея–Джинса (указать противоречия с опытом). Гипотеза Планка. Формула Планка. Вывод законов теплового излучения на основе формулы Планка. Фотонная теория света. Опыты Боте. Масса, энергия и импульс фотона. Давление света. Опыты Иоффе-Добронравова. Фотоэффект: виды и законы. Эффект Комптона: вывод формулы Комптона. |