Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Калитеевский Н.И. -> "Волновая оптика" -> 2

Волновая оптика - Калитеевский Н.И.

Калитеевский Н.И. Волновая оптика — М.: Высшая школа, 1995. — 463 c.
ISBN 5-06-003083-0
Скачать (прямая ссылка): volnovayaoptika1995.djvu
Предыдущая << 1 < 2 > 3 4 5 6 7 8 .. 175 >> Следующая

При построении курса была сделана попытка такого изложения основных проблем оптики, которое в максимальной степени облегчило бы слушателям дальнейшее более подробное изучение этих вопросов и в то же время удовлетворяло бы требованию единства теории и эксперимента. На наш взгляд, это требование совершенно обязательно при первичном ознакомлении студентов-физиков с основами науки.
Следует иметь в виду, что физики не едины в вопросе о том, каким должно быть содержание университетского курса общей физики, и за Последнее время изданы книги, которые могут быть охарактеризованы как поисковые. Эта книга также является поиском способа современного изложения такого классического раздела физики, как "Волновая оптнка".
При решении этой задачи возникают трудности и часто приходится принимать компромиссное решение. Так, например, при исследовании проблем классической волновой оптики нельзя игнорировать открывшуюся ныне возможность использования когерентных источников света, хотя затруднительно детальное исследование фундаментального понятия когерентности (как это было сделано, например, в монографии Борна и Вольфа*, рассчитанной на более подготовленного читателя).
Но рассмотрение современной оптики невозможно без изучения свойств оптических квантовых генераторов (лазеров). Поэтому на протяжении всей книги последовательно проводится сравнение таких источников света с обычными (тепловыми), хотя лишь в заключительной главе подробно обсуждаются понятия вынужденного излучения и инверсной среды. Неизбежны также разрывы в логике, связанные с необходимостью использования квантовых понятий при изложении некоторых вопросов (иапример, предельно кратком изложении основ нелинейной оптики). Стремясь ограничить круг таких проблем, мы свели к минимуму обра-
* Борн М., Вольф Е. Принципы оптики. М., 1970.
6
щения к проолемам спектроскопии, иллюстрирующие возможность применения рассматриваемых оптических методов.
Мы сочли целесообразным отойти от обычной последовательности изучения основных разделов оптики. Изложение начинается с тех проблем, которые могут быть описаны с помощью плоских электромагнитных волн, условия возникновения и распространения которых в однородных диэлектриках получаются при решении классических уравнений Максвелла, обобщающих предшествующую данному курсу элементарную теорию электричества. В электромагнитной теории света сразу выявляется поляризация световой волны, а использование граничных условий для уравнений Максвелла позволяет провести детальный анализ преломления и отражения волиы на границе двух диэлектриков (формулы Френеля и их следствия). Решается ряд важных задач, в том числе достаточно подробно исследуется внутреннее отражение электромагнитных волн и его приложения. При неизбежном усложнении изложения исследуются условия прохождения электромагнитной волны в анизотропном диэлектрике (оптика кристаллов). Объясняется двойное лучепреломление света и преобразование линейной поляризации в эллиптическую.
При таком построении курса естественным является дальнейший переход к объяснению разнообразных физических явлений, связанных с учетом действия поля световой волны на электроны и ионы. Эти приложения электронной теории существенны для решения многих принципиальных вопросов: кроме традиционного рассмотрения электронной теории дисперсии дается Представление о молекулярной теории вращения и решаются некоторые другие задачи, в частности проводится Ознакомление с основами нелинейной оптики.
Для понимания интерференции и дифракции электромагнитной волны вводятся квазимонохроматические волны ("хаотически модулированные колебания"*). При введении этих понятий законы возникновения и распространения электромагнитных волн дополняют условиями обрыва колебаний оптических электронов в атоме и другими причинами, определяющими время когерентности. В рамках этой схемы обосновывается когерентность колебаний для точечных источников света в пределах одного цуга волн, а затем выявляются условия пространственной когерентности, при которых может наблюдаться стационарная интерференционная картина от реальных источников.
После этого уже не сложно исследовать экспериментальные методы наблюдения интерференции световых волн. При этом проводится оценка времени когерентности для обычного источника света и лазера по изменению видности интерференционной картины, получаемой с помощью интерферометра Майкельсона. Большое внимание уделено интерферометру Фабри—Перо, широко используемому в спектроскопии и лазерной физике и позволяющему охарактеризовать проникновение радиофизических идей в современную оптику.
Дифракция световых волн базируется на подробном, но полуколичественном исследовании принципа Гюйгенса - Френеля. В то же время часть задач (например, распределение интенсивности, даваемое дифракционной решеткой) сосчитана до конца, что облегчает их понимание. Рассматривается переход от
* См.: Горелик Г.С. Колебания и волны. М., 1965.
волновой к геометрической оптике, вводится понятие эйконала. Подробнее, чем это обычно делается, рассмотрены особенности современных решеток с профилированным штрихом.
Предыдущая << 1 < 2 > 3 4 5 6 7 8 .. 175 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed