Оптика

Рассмотрена нетривиальная возможность селективного отражения, которая связана с пересечением дисперсионных кривых элементарных возбуждений различной физической природы. Определены типы пересечений и выполнена классификация спектральных кроссоверов. Для металлов, полупроводников и диэлектриков выведены формулы для условий наблюдения спектрального кроссовера в намагниченном ферромагнетике.

В учебное пособие вошли три раздела общего курса физики. Данные разделы рассмотрены в соответствии с примерной программой курса общей физики для не физических факультетов университетов. В каждой части рассмотрены примеры решения типовых контрольных заданий и предложены задания для самостоятельного решения.

В первой части методических указаний для физического практикума по оптике, вышедших под названием «Геометрическая оптика», рассматривались первые четыре лабораторные работы. В настоящих указаниях приводятся лабораторные работы (с пятой по восьмую) практикума по оптике. Они посвящены основным разделам волновой оптики: интерференции и дифракции. В данных указаниях подробно рассмотрены теоретические аспекты интерференции в тонких слоях, двулучевой интерферометрии, дифракции Френеля и Фраунгофера, дифракционной решетки. Подробно излагается порядок выполнения рассматриваемых лабораторных работ по исследованию указанных разделов волновой оптики.

В сборнике «Труды РФЯЦ-ВНИИЭФ» опубликованы результаты научных исследований, а также методических и проектно-конструкторских разработок в области прикладных задач теоретической физики, математического моделирования физических процессов, ядерной физики, физики ядерных реакторов, исследований по термоядерному синтезу, электрофизики, физики ускорителей, приборов и техники эксперимента, физики лазеров, гидродинамики, реологии, физики горения и взрыва, физической химии, экологии, материаловедения, безопасности, средств защиты от несанкционированных действий, электроники, радиотехники, оптоэлектроники.

Доказано, что эффективность приемников излучения определяется током обратно-смещенного p-n-перехода этого прибора. В свою очередь ВАХ при обратном смещении определяется термогенерацией с участием ловушек с энергиями термической активации 0, 45 и 0. 53 эВ. На процессы термогенерации с этих ловушек оказывает определяющее влияние эффект Френкеля. Кроме того, важную роль играет электрон-фононное взаимодействие. Без его учета теоретические результаты с экспериментальными не согласуются. Сильное электрон-фононное взаимодействие связано с молекулярной природой центров рекомбинации, которые, как предполагается связаны со сложными комплексами вакансии кислорода.

В рамках модели потенциала нулевого радиуса в адиабатическом приближении исследовано влияние кулоновского взаимодействия на оптические свойства комплекса A {+} + e в квантовой точке, описываемой моделью "жесткой стенки". Аналитически получено дисперсионное уравнение для дырки, локализованной на A {0} -центре. Показано, что изменение квантового состояния электрона приводит к существенному росту энергии связи дырки. В рамках адиабатического приближения, с учетом дисперсии радиуса квантовых точек, получено аналитическое выражение для коэффициента примесного поглощения квазинульмерной структуры с комплексами A {+} + e в случае перехода дырки, локализованной на A {0} -центре, в состоянии дискретного спектра адиабатического потенциала электрона. Выявлено, что адиабатический потенциал электрона приводит к нетривиальной зависимости коэффициента примесного поглощения от среднего радиуса квантовой точки.

Теоретически исследован фотодиэлектрический эффект, связанный с возбуждением примесных комплексов A {+} +e в квазинульмерной структуре. В адиабатическом приближении с учетом дисперсии радиуса квантовых точек получено выражение для спектральной зависимости изменения диэлектрической проницаемости. Показано, что поляризуемость комплекса A {+} +e в дипольном приближении определяется средним радиусом квантовых точек и энергией связи дырки локализованной на A {0}-центре. Найдено, что изменение диэлектрической проницаемости наиболее существенно в случае круговой поляризации света. Проанализирована возможность использования фотодиэлектрического эффекта в качестве эффективного механизма воздействия ИК-излучения на распространения субмиллиметровых волн в полупроводниковых структурах.

Разработан новый метод определения параметров глубоких центров, названный авторами рекомбинационной спектроскопией. Этот метод проверен на рентгеночувствительных приемниках излучения. Показано, что результаты, получаемые путем математической обработки ВАХ p-n -переходов, согласуются с данными емкостных измерений. Определены параметры ряда центров рекомбинации в кремнии, в том числе имеющих энергии термической активации 0, 45 и 0, 53 эВ. Данные центры обладают сильной температурной зависимостью коэффициентов захвата и, по-видимому, связаны с кислородно-вакансионными комплексами в кремнии.

Теоретически исследовано примесное электрооптическое поглощение в параболической квантовой яме с равномерным распределением примесных центров по координатам. Показано, что квантово-размерный эффект Штарка проявляется в красном смещении края полосы примесного поглощения, а также в значительном увеличении силы осциллятора оптического перехода с ростом напряженности электрического поля.

В рамках модели потенциала нулевого радиуса проведен расчет коэффициента примесного электрооптического поглощения в квазинульмерной структуре с учетом дисперсии радиуса квантовых точек для случая произвольного направления вектора поляризации световой волны по отношению к направлению электрического поля. Показано, что квантово-размерный эффект Штарка проявляется в спектре поглощения квазинульмерной структуры в красном смещении энергии оптических переходов и в дихроизме примесного поглощения света, связанного с изменением правил отбора для осцилляторных квантовых чисел в y- и z-направлениях квантовой точки.

В модели потенциала нулевого радиуса теоретически исследовано примесное поглощение света в квазинульмерной структуре с дискообразными квантовыми точками. Показано, что особенность геометрического и потенциального конфайнмента квантового диска проявляется в пространственной анизотропии энергии связи D{-}-состояния и в существенной зависимости края полосы примесного поглощения от характерных размеров дискообразных квантовых точек.

Рассмотрен эффект резонансной передачи квантовой информации между двумя активированными наночастицами на большие расстояния с учетом запаздывающего диполь-дипольного взаимодействия атомов в поле непрерывного оптического излучения. Выделены два типа процессов передачи квантовой информации, которые связаны либо с изменением фазы локальных индуцированных дипольных моментов кубитов, либо с изменением инверсии в зависимости от интенсивности внешнего оптического излучения, селективно возбуждающего один из кубитов. Показано, что эти процессы могут быть идентифицированы при интерференции осциллирующих квантовых дипольных моментов кубитов. Отмечена значительная роль процессов передачи энергетической квантовой информации в системе ансамблевых кубитов из активированных двухуровневыми атомами наночастиц. Установлено, что процессы передачи фазовой квантовой информации возможны на произвольные расстояния и могут быть использованы в устройствах квантовой коммуникации.

В импульсных магнитных полях наблюдались квантовые осцилляции прохождения излучения лазера с длиной волны 10, 6 мкм через волновод, представляющий собой два монокристалла висмута, разделенных зазором, сравнимым с длиной волны излучения. Показано, что магнитное поле при межзонных переходах существенным образом влияет на время релаксации.

Рассмотрена возможность обучения технологии и развития культуры физического эксперимента на примере решения задачи определения показателя преломления порошкообразных твердых тел. Обсуждаются все основные этапы исследования – от постановки эксперимента до окончательной обработки полученных результатов.

Дан обзор исследований по дифракции волн различной природы на дифракционных решетках в ближней зоне – дифракции Френеля. Отмечены особенности самоизображения структуры решетки – ковра Тальбота – для случаев пропускающей и отражающей решеток. Дан анализ эффекта Лоу и рассмотрены возможности интерферометра Тальбота–Лоу в исследовании волновых свойств очень крупных молекул. Подчеркнута необходимость изучения дифракции Френеля и ее практических приложений в курсе общей физики технических университетов.

Обсуждаются примеры применения процедуры нормировки из различных разделов курса общей физики. Показано, что во всех случаях нормировка – это устранение неоднозначности в количественном выражении физической величины.

Изложены теоретические основы раздела «Основы квантовой механики» курса физики, где приведены сведения по основным понятиям, формулам и законам, а также свойствам изучаемых объектов. В конце каждой темы рассмотрены основные методы и приведены примеры решения типовых задач.

Изложены теоретические основы раздела “Оптика” курса физики, где приведены сведения по основным понятиям, формулам и законам, а также свойствам изучаемых объектов. В конце каждой темы рассмотрены основные методы и приведены примеры решения типовых задач.

Учебник, классический по построению и содержанию, представляет курс лекций по физике, направленный на выработку у студентов практических навыков использования фундаментальных физических законов для решения профессиональных задач. Основное внимание уделено раскрытию физического смысла геометрической и волновой оптики, поляризации света, современному научному, практическому и технологическому применению оптических явлений. Разработан в рамках реализации Инновационной образовательной программы ТПУ по направлению «Технологии водородной энергетики, энергосбережение и возобновляемые источники энергии».

Учебник посвящен физике квантовых процессов, содержит многочисленные примеры, упражнения и задачи. Основное внимание уделено раскрытию физического смысла квантовой оптики, квантово-механическому описанию свойств атомов, современным представлениям физики конденсированного состояния. Классический по построению и содержанию курс имеет целью выработать у студентов практические навыки использования фундаментальных физических закономерностей для решения профессиональных задач. Учебник разработан в рамках реализации Инновационной образовательной программы ТПУ по направлению «Технологии водородной энергетики, энергосбережение и возобновляемые источники энергии».

Учебное пособие содержит теоретическую часть, тестовые задания и задачи по разделам курса общей физики «Колебания. Волновая оптика». Предназначено для практических занятий по физике и самостоятельной работы студентов, получающих элитное техническое образование, а также бакалавров и магистров технических специальностей всех видов обучения.

Цель статьи - исследование оптоэлектронных переключателей с расширенными функциональными возможностями.

Цель данной статьи - исследовать возможность и оценить эффективность передачи потока оптического излучения через ослабляющие участки открытых оптических каналов связи.

Сохранение и передача энергии поглощенных квантов света в прозрачной среде.

Квантовая природа света и методы линейной и нелинейной квантовой физики.

Останки больших хищных плезиозавров - рептилий пресмыкающихся из отряда зауроптеригий нашли на юге Австралии.

Ученые установили, что оптические свойства пористого кремния - перспективного материала для микроэлектроники - изменяются под действием паров йода.

Биохимики расшифровали геном человека, но чтобы знать, как работает организм, придется разобраться во взаимодействии почти 300 тысяч белков. Чтобы это выполнить, ученые создали лазер на свободных электронах (ЛСЭ).

Две струи расплавленного олова, между которыми время от времени загорается разряд, испускающий мягкие рентгеновские лучи, - возможно, таким будет источник света для нанолитографии, то есть производства микросхем. Этот источник разработан учеными из троицкого Института спектроскопии РАН.

Рассказывается о том, что метаматериалы могут служить не только для того, чтобы в более или менее отдаленном будущем создать шапку- или танк-невидимку.

Проделав дырки в полупрозрачной пленке золота, физики сделали ее надежды препятствием для света.

Рассказывается о том, почему клетка не может делиться бесконечное число раз.

Создан оптический микроскоп, который формирует трехмерное изображение с помощью одной единственной линзы.

Световая волна пересчитывает единичные атомы.

Создан переключатель потоков света из одного-единственного атома.

Листать страницы на дисплее в виде очков можно движением глаз.

Статья об оптических приборах и методах их применения в медицинской диагностике.

Приведены задачи по основным разделам прикладной оптики, расчету и проектированию оптических систем. Даны основные формулы геометрической оптики и теории аберраций оптических систем. Задачник соответствует учебникам «Прикладная оптика» и «Расчет и проектирование оптических систем» и служит фактически их дополнением в части методики решения практических задач.

В учебном пособии представлена теория по разделу физики колебаний и волн, рассмотрены типичные задачи по теме, подобраны задачи для самостоятельного решения.

Формулируется новая теория культуры взаимодействия человека с социумом и с космосом, основанная на естественно-научной концепции света и цвета как электромагнитном волновом процессе. Даны теоретические обоснования и некоторые практические рекомендации по использованию цвета в рекламе, создании делового имиджа, подборе кадров, в деловом этикете, оформлении официальных и неофициальных мероприятий (переговоры, презентации). Представленные сведения можно использовать при изучении цветоведения, средств коммуникации, психологии, культурологии, экологии, концепций современного естествознания и в целом для расширения познаний о теории и практике древних и современных элементов цветовой культуры человека.

Практикум подготовлен на кафедре экспериментальной физики физического факультета Воронежского государственного университета.

Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре физики полупроводников и микроэлектроники физического факультета Воронежского государственного университета.

Формулируется новая теория культуры взаимодействия человека с социумом и с космосом, основанная на естественно-научной концепции света и цвета как электромагнитном волновом процессе. Даны теоретические обоснования и некоторые практические рекомендации по использованию цвета в рекламе, создании делового имиджа, подборе кадров, в деловом этикете, оформлении официальных и неофициальных мероприятий (переговоры, презентации). Представленные сведения можно использовать при изучении цветоведения, средств коммуникации, психологии, культурологии, экологии, концепций современного естествознания и в целом для расширения познаний о теории и практике древних и современных элементов цветовой культуры человека.

Учебное пособие подготовлено на кафедре оптики и спектроскопии физического факультета Воронежского государственного университета.

Пособие содержит теоретический материал, освещающий основные вопросы волновой оптики (волновая природа света, интерференция, дифракция, дисперсия), и задачи, сопровождаемые подробным решением. Издание предназначено студентам естественнонаучных специальностей университетов, для которых физика является профилирующим предметом.

Пособие содержит теоретический материал, освещающий основные вопросы геометрической оптики (основные понятия и определения, методы построения и расчета изображений, даваемых оптическими системами и т. д.), и задачи, сопровождаемые подробным решением. Издание предназначено студентам естественнонаучных специальностей университетов, для которых физика является профилирующим предметом.

Пособие содержит описание различных моделей динамики лазерных систем в их взаимосвязи, а также некоторых методов, позволяющих делать анализ свойств их решений.

Приведены необходимые сведения об основных оптических приборах на основе сферической линзы, рассмотрены особенности оптических измерений, даны практические указания по выполнению четырех лабораторных работ в области геометрической оптики и необходимые сведения по обработке результатов измерений.

В данных методических указаниях рассматриваются теоретические основы явления фотоэлектрического эффекта: дается краткая история открытия и изучения фотоэффекта, его законов, методики их подтверждения. Описаны устройство и применение фотоэлементов, работающих по принципу внешнего и внутреннего фотоэффекта. Подробно излагается порядок выполнения лабораторной работы общего физического практикума «Изучение законов фотоэффекта». Издание осуществлено при финансовой поддержке Программы «Развитие научного потенциала высшей школы (грант 2.1.1/466)».

Лабораторные работы специального практикума носят учебно-исследовательский характер и предполагают индивидуальное выполнение студентом всех экспериментальных заданий. Он построен таким образом, что по мере его выполнения студенты подробно знакомятся с классической литературой по теории вопросов, решаемых в каждой работе. Часть приведенных в пособии заданий имеет научно-исследовательский характер (НИ). Во всех работах приведены контрольные теоретические вопросы для проверки знаний по каждому из соответствующих этапов.