СПб.: Питер, 2006, 336 стр.
Рассмотрен широкий круг физических явлений, относящихся к различным разделам оптики.
Изложены основные принципы математического описания оптических явлений, приведены примеры их практического использования. Дано представление о современных методах управления спектральными и временными параметрами излучения, применении оптических устройств в информационных системах и т. д. Приведено большое количество фотографий, полученных в реальных оптических экспериментах. Материал подробно иллюстрирован и адаптирован для студентов технических вузов; отражены последние достижения оптики.
Рекомендовано научно-методическим советом по физике в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям «Физика», «Прикладная математика и физика», «Оптотехника», «Приборостроение» и другим физическим и техническим направлениям подготовки.
Свет как электромагнитные волны
Уравнения Максвелла для электромагнитного поля
Волновое уравнение. Скорость электромагнитных волн
Плоские и сферические волны
Свойства электромагнитных волн. Вектор Пойнтинга
Спектральное представление световых волн
Общие свойства лучей
Уравнение эйконала
Законы распространения лучей
Оптический путь
Уравнение светового луча в неоднородной среде
Закон прямолинейного распространения света в однородной среде
Закон изменения интенсивности
Закон независимости световых пучков
Стигматические световые пучки
Принцип Ферма
Прохождение света через плоскую границу сред
Отражение света от границы двух однородных сред
Преломление света на границе двух однородных сред
Примеры решения задач
Прохождение света через сферическую границу сред
Отражение и преломление на сферической границе
Правила знаков
Сферическое зеркало
Линейные и угловые характеристики изображений
Центрированная оптическая система
Преломление света в линзе. Формула тонкой линзы
Идеальные оптические системы
Матричное описание оптических систем
Глаз как оптическая система
Аберрации оптических систем
Примеры решения задач
Фотометрия
Фотометрические величины
Поток лучистой энергии
Сила света
Освещенность поверхности
Яркость источника
Светимость поверхности
Единицы световых неличин
Примеры решения задач
Интерференция и дифракция света
Возникновение интерференции
Двухлучевая интерференция
Временная и пространственная когерентность, степень когерентности
Методы наблюдения интерференционных картин
Метод деления амплитуды
Кольца Ньютона
Полосы равного наклона
Просветление оптики
Метод деления волнового фронта
Двухлучевые интерферометры.
Измерение угловых размеров источников.
Звездный интерферометр
Многолучевая интерференция
Эталон Фабри—Перо
Диэлектрические покрытия
Примеры решения задач
Дифракция Френеля
Принцип Гюйгенса—Френеля
оны Френеля
Дифракция на круглом отверстии
Применение метода векторных диаграмм
Дифракция на круглом диске. Пятно Пуассона
Поперечные дифракционные распределения от круглого отверстия
Изменение фазовых соотношений между вторичными волнами.
Зонные пластинки
Дифракция на прямолинейном крае экрана
Дифракция нл полуплоскости. Зоны Шустера
Дифракция Френеля на бесконечной щели
Скалярная теория дифракции Кирхгофа
Границы дифракционных приближений
Дифракция Фраунгофера
Особенности дифракции в дальней зоне
Дифракция Фраунгофера как пространственное фурье-преобразование
Дифракция на прямоугольном отверстии
Дифракция па круглой апертуре
Дифракционный предел разрешающей способности
Основы фурье-оптики
Дифракция на регулярных структурах
Возникновение системы главных и побочных максимумов
Спектральные свойства дифракционной решетки
Фазовые решетки. Решетки со сложной структурой
Дифракция на двумерных структурах
Трехмерная решетка. Дифракция рентгеновских лучей
Дифракционные принципы голографирования
Примеры решения задач
Взаимодействие света с веществом
Поляризация света .
Естественный и поляризованный свет
Анализ поляризации. Степень поляризации
Описание поляризации с помощью параметров Стокса
Примеры решения задач
Отражение и преломление света
Граничные углопия. Формулы Френеля
Анализ формул Френеля
Полное внутреннее отражение
Отражение света от поверхности металлов
Примеры решения задач
Распространение света в анизотропных средах
Тензор диэлектрической проницаемости анизотропной среды
Распространение монохроматической плоской волны в анизотропной среде
Двулучепрсломление в одноосных кристаллах
Анализ хода лучей в кристаллах с помощью построений Гюйгенса
Кристаллические поляризационные устройства
Интерференция поляризованных лучей
Гиротропия или естественная оптическая активность
Параметрическая кристаллооптика
Примеры решения задач
Классическая теория излучения и поглощения
Естественная ширина спектральной линии
Механизмы уширения спектральных линий
Поглощение света. Закон Бугера
Классическая теория дисперсии
Групповая и фазовая скорости. Дисперсионная зависимость
Нормальная и аномальная дисперсия
Дисперсия вдали от линии поглощения
Примеры решения задач
Рассеяние света
Теория рассеяния Рэлея
Рассеяние Ми и молекулярное рассеяние
Неупругое рассеяние
Квантовая и лазерная оптика
Квантовая теория излучения
Законы теплового излучения
Формула Планка
Спонтанное и вынужденное излучение
Квантовые эффекты в оптике
Световое давление
Эффект Комптона
Примеры решения задач
Лазеры
Принципы усиления света
Основные типы лазеров
Рубиновый лазер
Неодимовый лазер
Гелий-неоновый лазер
Лазер на углекислом газе
Ионные лазеры
Эксимерные лазеры
Лазеры на красителях
Полупроводниковые лазеры
Химические лазеры
Открытые резонаторы лазеров
Нелинейная оптика
Механизмы оптической нелинейности
Некогерентные нелинейные эффекты
Генерация второй оптической гармоники
Параметрическая генерация света
Вынужденное рассеяние и обращение волнового фронта
Эффекты самовоздействия света
Нелинейный резонанс и оптическая бистабильность
Принципы нелинейной лазерной спектроскопии
Световое давление в лазерных пучках
Современная оптика: достижения и перспективы
Адаптивная оптика
Градиентная оптика
Волоконная оптика
Интегральная оптика
Оптическая обработка информации
Силовая оптика
Рассмотрен широкий круг физических явлений, относящихся к различным разделам оптики.
Изложены основные принципы математического описания оптических явлений, приведены примеры их практического использования. Дано представление о современных методах управления спектральными и временными параметрами излучения, применении оптических устройств в информационных системах и т. д. Приведено большое количество фотографий, полученных в реальных оптических экспериментах. Материал подробно иллюстрирован и адаптирован для студентов технических вузов; отражены последние достижения оптики.
Рекомендовано научно-методическим советом по физике в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям «Физика», «Прикладная математика и физика», «Оптотехника», «Приборостроение» и другим физическим и техническим направлениям подготовки.
Свет как электромагнитные волны
Уравнения Максвелла для электромагнитного поля
Волновое уравнение. Скорость электромагнитных волн
Плоские и сферические волны
Свойства электромагнитных волн. Вектор Пойнтинга
Спектральное представление световых волн
Общие свойства лучей
Уравнение эйконала
Законы распространения лучей
Оптический путь
Уравнение светового луча в неоднородной среде
Закон прямолинейного распространения света в однородной среде
Закон изменения интенсивности
Закон независимости световых пучков
Стигматические световые пучки
Принцип Ферма
Прохождение света через плоскую границу сред
Отражение света от границы двух однородных сред
Преломление света на границе двух однородных сред
Примеры решения задач
Прохождение света через сферическую границу сред
Отражение и преломление на сферической границе
Правила знаков
Сферическое зеркало
Линейные и угловые характеристики изображений
Центрированная оптическая система
Преломление света в линзе. Формула тонкой линзы
Идеальные оптические системы
Матричное описание оптических систем
Глаз как оптическая система
Аберрации оптических систем
Примеры решения задач
Фотометрия
Фотометрические величины
Поток лучистой энергии
Сила света
Освещенность поверхности
Яркость источника
Светимость поверхности
Единицы световых неличин
Примеры решения задач
Интерференция и дифракция света
Возникновение интерференции
Двухлучевая интерференция
Временная и пространственная когерентность, степень когерентности
Методы наблюдения интерференционных картин
Метод деления амплитуды
Кольца Ньютона
Полосы равного наклона
Просветление оптики
Метод деления волнового фронта
Двухлучевые интерферометры.
Измерение угловых размеров источников.
Звездный интерферометр
Многолучевая интерференция
Эталон Фабри—Перо
Диэлектрические покрытия
Примеры решения задач
Дифракция Френеля
Принцип Гюйгенса—Френеля
оны Френеля
Дифракция на круглом отверстии
Применение метода векторных диаграмм
Дифракция на круглом диске. Пятно Пуассона
Поперечные дифракционные распределения от круглого отверстия
Изменение фазовых соотношений между вторичными волнами.
Зонные пластинки
Дифракция на прямолинейном крае экрана
Дифракция нл полуплоскости. Зоны Шустера
Дифракция Френеля на бесконечной щели
Скалярная теория дифракции Кирхгофа
Границы дифракционных приближений
Дифракция Фраунгофера
Особенности дифракции в дальней зоне
Дифракция Фраунгофера как пространственное фурье-преобразование
Дифракция на прямоугольном отверстии
Дифракция па круглой апертуре
Дифракционный предел разрешающей способности
Основы фурье-оптики
Дифракция на регулярных структурах
Возникновение системы главных и побочных максимумов
Спектральные свойства дифракционной решетки
Фазовые решетки. Решетки со сложной структурой
Дифракция на двумерных структурах
Трехмерная решетка. Дифракция рентгеновских лучей
Дифракционные принципы голографирования
Примеры решения задач
Взаимодействие света с веществом
Поляризация света .
Естественный и поляризованный свет
Анализ поляризации. Степень поляризации
Описание поляризации с помощью параметров Стокса
Примеры решения задач
Отражение и преломление света
Граничные углопия. Формулы Френеля
Анализ формул Френеля
Полное внутреннее отражение
Отражение света от поверхности металлов
Примеры решения задач
Распространение света в анизотропных средах
Тензор диэлектрической проницаемости анизотропной среды
Распространение монохроматической плоской волны в анизотропной среде
Двулучепрсломление в одноосных кристаллах
Анализ хода лучей в кристаллах с помощью построений Гюйгенса
Кристаллические поляризационные устройства
Интерференция поляризованных лучей
Гиротропия или естественная оптическая активность
Параметрическая кристаллооптика
Примеры решения задач
Классическая теория излучения и поглощения
Естественная ширина спектральной линии
Механизмы уширения спектральных линий
Поглощение света. Закон Бугера
Классическая теория дисперсии
Групповая и фазовая скорости. Дисперсионная зависимость
Нормальная и аномальная дисперсия
Дисперсия вдали от линии поглощения
Примеры решения задач
Рассеяние света
Теория рассеяния Рэлея
Рассеяние Ми и молекулярное рассеяние
Неупругое рассеяние
Квантовая и лазерная оптика
Квантовая теория излучения
Законы теплового излучения
Формула Планка
Спонтанное и вынужденное излучение
Квантовые эффекты в оптике
Световое давление
Эффект Комптона
Примеры решения задач
Лазеры
Принципы усиления света
Основные типы лазеров
Рубиновый лазер
Неодимовый лазер
Гелий-неоновый лазер
Лазер на углекислом газе
Ионные лазеры
Эксимерные лазеры
Лазеры на красителях
Полупроводниковые лазеры
Химические лазеры
Открытые резонаторы лазеров
Нелинейная оптика
Механизмы оптической нелинейности
Некогерентные нелинейные эффекты
Генерация второй оптической гармоники
Параметрическая генерация света
Вынужденное рассеяние и обращение волнового фронта
Эффекты самовоздействия света
Нелинейный резонанс и оптическая бистабильность
Принципы нелинейной лазерной спектроскопии
Световое давление в лазерных пучках
Современная оптика: достижения и перспективы
Адаптивная оптика
Градиентная оптика
Волоконная оптика
Интегральная оптика
Оптическая обработка информации
Силовая оптика