Оптика (Прикладна фізика та наноматеріали)

Тип: На вибір ВУЗу

Кафедра: експериментальної фізики

Навчальний план

СеместрКредитиЗвітність
411Іспит

Лекції

СеместрК-сть годинЛекторГрупа(и)
448професор Романюк М. О.ФзП-21(1), ФзП-21(2)

Лабораторні

СеместрК-сть годинГрупаВикладач(і)
1

Практичні

СеместрК-сть годинГрупаВикладач(і)
464ФзП-21(1)доцент Хапко З. А.
ФзП-21(2)Апуневич С. В.

Опис навчальної дисципліни

Мета  – Вивчити основні закони оптики, сучасні уявлення про природу світла, їх пояснення та застосування. Ознайомити студентів з основними здобутками фізики у цій галузі знань, показати експериментальні прояви головних її закономірностей, їх значення для пізнання природи та для практики, окреслити очікувані перспективи її розвитку.

Завдання –  Досягти виконання мети. Зокрема: вивчити закони класичної оптики, феноменологічний опис поширення світла, взаємодії світлових пучків між собою та з речовиною, питання хвильової та корпускулярної природи світла, явищ в області слабких та сильних світлових пучків.

Описати принципові природознавчі оптичні експерименти та застосування оптичних закономірностей у практиці та фізичному експерименті, тенденції розвитку оптичних досліджень і нових застосувань.

В результаті вивчення даного курсу студент повинен

знати:

  • Основні властивості світлових пучків, їх взаємодію між собою та з речовиною, можливості практичного використання законів оптики, а також фундаментальні закономірності оптики рухомих середовищ, методи генерації світла, обґрунтування хвильової та корпускулярної природи світла, закономірності та можливості нелінійної оптики.

вміти:

  • Провести прості вимірювання оптичних характеристик речовини (поглинання світла, дисперсію показників заломлення, спектри свічення твердих тіл і газів, склад і вміст сумішей газів та конденсованих систем), характеристики світлових пучків (інтенсивність, поляризація, когерентність), розшифрувати класичні інтерференційні та прості експериментальні картини, визначати головні характеристики інтерференційних, дифракційних, дисперсійних та лінзових систем, юстувати такі прості системи.

Уміти розраховувати параметри простих оптичних приладів, світлових пучків та фізичних характеристик речовин на базі закономірностей, висвітлених у програмі курсу.

Рекомендована література

 Базова

  1. Романюк М.О. Оптика : підручник / М.О.Романюк, А.С.Крочук, І.П.Пашук; за ред. проф. М.О.Романюка. – Львів : ЛНУ імені Івана Франка. 2012. – 564 с.
  2. Ландсберг Г.С. Оптика. – М.: Наука.
  3. Горбань І.С. Оптика. – К.: Вища школа.
  4. Кучерук І.Н. Горбачук І.Г.Загальний курс фізики. Т.3. – К.: Техніка. 1999.
  5. Матвеев А.Н. Оптика. – М.: Высшая школа.
  6. Калитиевский Н.И. Волновая оптика. – М.: Высшая школа.
  7. Фриш, Л. В.Тиморева. Курс общей физики. Ч.3. – Москва: Физматгиз.
  8. Годжаев Н.М. Оптика. Москва: Высшая школа.
  9. Савельев И.В. Курс общей физики. Т.3. – Москва: Наука.
  10. Бутиков Е.И. Оптика. – Москва: Высшая школа.
  11. Королев Ф.А.. Курс физики. – Москва: Просвещение.
  12. Білий М.У., Скубенко А.Ф. Загальна фізика. Оптика. – К.: Вища школа.
  13. Сборник задач по общему курсу физики. Оптика. Под. Ред. Д.В. Сивухина. – М.: Наука.
  14. Физический практикум. Электричество и оптика. Под ред. В.И. Ивероновой. – М.: Наука.
  15. М.Колінько, І.Пашук, І.Стефанський. Оптичний практикум. Ч.1 та ч. 2. – Львів: ЛНУ, 2000, 2004.

Допоміжна

  1. Нагибина И.М. Интерференция и дифракция света. – Л., 1974.
  2. Королев Ф.А. Курс физики (оптика, атомная и ядерная физика). М.: Просвещение. –
  3. Борн, Э. Вольф. Основы оптики.– М.: Наука.
  4. Дитчберн Р. Физическая оптика. – М.: Наука.
  5. Вуд Р. Физическая оптика. – Л.-М.: ОНТИ, 1986.
  6. Дж. Батерс. Голография и ее применение. – М.: Энергия.
  7. Фейнмановские лекции по физике. Т.3. – М.: Мир.
  8. Островский Ю.И. Голография и ее применение. – Л.

 Інформаційні ресурси

 http://www.wikipedia.org

Програма навчальної дисципліни

Змістовий модуль 1. Геометрична і хвильова оптика.

Тема 1. Етапи розвитку оптики. Класичні закони оптики.
Тема 2. Рівняння Максвелла і висновки з них. Випромінювання осцилятора.
Тема 3. Інтерференція світла. Класичні інтерференційні схеми та їх характеристики.
Тема 4. Інтерференція у тонких плівках.
Тема 5. Інтерферометри. Застосування інтерференції світла.
Тема 6. Дифракція світла. Зони Френеля. Складання амплітуд.
Тема 7. Дифракція Фраунгофера. Щілина. Решітка.
Тема 8. Дифракція на багатомірних структурах, її застосування. Голографія.
Тема 9. Геометрична оптика. Заломлення світла на сферичній поверхні. Інваріанти. Дзеркала.
Тема 10. Товста лінза. Оптичні прилади. Аберації.
Тема 11. Роздільна здатність об’єктива, дифракційна теорія зображення, фазово-контрольний мікроскоп.
Тема 12. Оптика рухомих середовищ. Головні експерименти і висновки з них.

Змістовий модуль 2. Квантова природа світла та його взаємодія з речовиною.

Тема 13. Поляризація світла. Формули Френеля. Висновки з них.
Тема 14. Дисперсія світла: головні експерименти та класичний аналітичний опис явища.
Тема 15. Оптика анізотропних середовищ. Кристалооптика.
Тема 16. Отримання та аналіз поляризованого світла.
Тема 17. Параметричні ефекти у кристалооптиці.
Тема 18. Застосування поляризованого світла та параметричних ефектів. Акустооптика.
Тема 19. Температурне випромінювання світла. Абсолютно чорне тіло. Опис його випромінювання. Формула Планка. Коефіцієнти Айнштайна.
Тема 20. Зовнішній фотоефект. Тиск світла. Їх пояснення. Властивості фотона.
Тема 21. Розсіяння світла. Релеєвське та комбінаційне розсіяння. Застосування.
Тема 22. Люмінесценція. Природа центрів свічення, закони загасання. Застосування люмінесценції.
Тема 23. Оптичні квантові генератори – будова, активна речовина, властивості випромінювання. Модуляція добротності, синхронізація мод.
Тема 24. Поняття про нелінійну оптику. Когерентні та некогерентні нелінійно-оптичні ефекти.