Вопросы к экзамену по оптике. Физфак УрФУ. Второй курс.

Вопросы к экзамену по дисциплине «Оптика»
1. Преломление света на сферической границе раздела. Центрированная оптическая система.
Формула тонкой линзы.
2. Кардинальные элементы оптической системы. Сложение двух центрированных
оптических систем. Толстая линза. Зрительные трубы.
3. Основные фотометрические величины и их измерение. Ламбертовский источник света.
4. Шкала электромагнитных волн. Оптический диапазон.
Волновые уравнения.
Электромагнитные волны в изотропном диэлектрике.
5. Электромагнитные волны оптического диапазона. Электромагнитная природа света.
Волновые уравнения. Закон дисперсии.
6. Уравнения Максвелла для плоских монохроматических волн. Комплексная форма записи.
Вектор волновой нормали. Поперечность световых волн. Вектор плотности потока
энергии волны.
7. Естественный свет и процесс его излучения. Спектральный состав. Естественная ширина
спектральной линии.
8. Излучение света системой атомов. Цуг волн. Виды спектров.
9. Волновые пакеты. Групповая и фазовая скорости света.
10. Электронная теория дисперсии света. Нормальная и аномальная дисперсии.
11. Поляризация света. Виды поляризации. Степень поляризации. Получение света,
поляризованного по кругу. Применение явления двулучепреломления в поляризационных
приборах.
12. Поляризационные приборы. Закон Малюса.
13. Рассеяние и поглощение света. Рассеяние света в мутной среде. Рэлеевское рассеяние
света. Закон Бугера.
14. Отражение и преломление света на границе раздела двух сред. Формулы Френеля.
Изменение фазы волны при отражении от границы раздела двух изотропных сред.
15. Полное внутреннее отражение с точки зрения формул Френеля. Неоднородные волны.
Световоды. Поляризация отраженных волн. Закон Брюстера.
16. Тензор диэлектрической проницаемости кристалла. Распространение света в
анизотропной среде. Уравнение волновых нормалей Френеля. Двулучепреломление.
17. Влияние электромагнитного поля на оптические свойства сред. Эффекты Керра и
Поккельса. Оптическая активность. Эффект Фарадея.
18. Давление света. Опыты Лебедева.
19. Двухлучевая интерференция света. Оптическая разность хода. Условие когерентности.
Функция видности интерференционной картины.
20. Классические интерференционные опыты: опыт Юнга, зеркала и бипризма Френеля,
зеркало Ллойда, кольца Ньютона.
21. Интерферометр Майкельсона. Опыт Майкельсона-Морли.
22. Частично-когерентный свет. Пространственная и временная когерентность в опытах
Юнга и с интерферометром Майкельсона.
23. Многолучевая интерференция света в интерферометре Фабри-Перо.
24. Получение когерентных волн путем деления волнового фронта. Опыт Юнга. Ширина
интерференционной полосы.
25. Получение когерентных пучков света методом деления амплитуды. Полосы равной
толщины и равного наклона.
26. Интерференционные спектральные приборы и их характеристики.
27. Многослойные диэлектрические покрытия. Интерференционные фильтры. Просветление
оптики. Диэлектрические зеркала.
28. Эффект Саньяка. Лазерные гироскопы.
29. Явление дифракции света. Интеграл Френеля-Кирхгофа.
30. Интеграл Френеля –Кирхгофа в приближениях Френеля и Фраунгофера. Число Френеля.
Его физический смысл.
31. Сферические волны. Принцип Гюйгенса-Френеля. Зоны Френеля в задачах дифракции
сферической волны на круглом отверстии в непрозрачном экране и круглом непрозрачном
экране.
32. Зоны Френеля. Зонная пластинка.
33. Дифракция света на дифракционной решетке.
34. Спектральный анализ. Основные спектральные приборы: дифракционная решетка и
интерферометр Фабри-Перо. Область свободной дисперсии, угловая дисперсия и
хроматическая разрешающая сила.
35. Дифракция Фраунгофера света на длинном прямоугольном отверстии.
36. Дифракция на правильной трехмерной структуре. Дифракция рентгеновских лучей.
37. Приближение геометрической оптики. Уравнение эйконала. Законы геометрической
оптики как следствие эйконального приближения.
38. Основные принципы голографии. Голограммы Денисюка. Применение голографии.
39. Равновесное тепловое излучение. Закон Кирхгофа. Абсолютно черное тело и законы его
излучения. Ультрафиолетовая катастрофа.
40. Спонтанное и вынужденное излучение. Вывод формулы Планка по Эйнштейну. Законы
излучения абсолютно черного тела.
41. Опыт Физо и объяснение его с позиций специальной теории относительности.
42. Постулаты специальной теории относительности. Преобразования Лоренца. Эффекты
Доплера и аберрации света.
43. Фотон и его характеристики: масса. Энергия и импульс. Фотоэлектрический эффект.
44. Экспериментальные основания специальной теории относительности. Постулаты
Эйнштейна.
45. Типы лазеров и способы их накачки.
46. Активная среда в лазере. Инверсная заселенность уровней. Понятие об отрицательной
температуре. Трех- и четырехуровневые системы.
47. Устройство и роль лазерных резонаторов. Условия лазерной генерации.