Национальный цифровой ресурс Руконт - межотраслевая электронная библиотека (ЭБС) на базе технологии Контекстум (всего произведений: 567175)
Консорциум Контекстум Информационная технология сбора цифрового контента
Уважаемые СТУДЕНТЫ и СОТРУДНИКИ ВУЗов, использующие нашу ЭБС. Рекомендуем использовать новую версию сайта.

Физика. Оптика (200,00 руб.)

0   0
Первый авторТюрин Ю. И.
АвторыЧернов И. П., Крючков Ю. Ю., Томский политехн. ун-т
ИздательствоИзд-во ТПУ
Страниц240
ID260520
АннотацияУчебник, 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».
Кем рекомендованоНаучно-методическим Советом по физике Министерства образования и науки Российской Федерации в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по техническим направлениям подготовки и специальностям
Кому рекомендованоПредназначен для преподавателей, студентов, бакалавров и магистров технических университетов.
ISBN5-98298-434-5--
УДК53(075.8)+535(075.8)
ББК22.34я73
Тюрин, Ю. И. Физика. Оптика : учебник / И. П. Чернов, Ю. Ю. Крючков; Томский политехн. ун-т; Ю. И. Тюрин .— Томск : Изд-во ТПУ, 2009 .— 240 с. : ил. — ISBN 5-98298-434-5-- .— URL: https://rucont.ru/efd/260520 (дата обращения: 06.08.2021)

Предпросмотр (выдержки из произведения)

Интерференционные опыты по методу деления волнового фронта . <...> Интерференционные полосы равного наклона в тонких пленках . <...> Интерференционные полосы равной толщины в тонких пленках . <...> Дифракция Фраунгофера на круглом отверстии (дифракция в параллельных лучах) . <...> Геометрическая оптика, не рассматривая вопрос о природе света, исходит из эмпирических законов его распространения и использует представление о световых лучах, преломляющихся и отражающихся на границах сред с разными оптическими свойствами и прямолинейных в оптически однородной среде. <...> Эти значения однозначно опре деляют показатель преломления среды: n = √⎯ . <...> Однако во многих случаях, особенно при больших интенсивностях световых по токов, это предположение несправедливо: показатель преломления за висит от напряженности поля световой волны (нелинейная поляризуе мость вещества). <...> Движением световых частиц через эфир переменной плотности и их взаимодействием с ма териальными телами, по Ньютону, обусловлены преломление и отра жение света, цвета тонких пленок, дифракция света и его дисперсия. <...> Опи раясь на этот принцип, Френель поновому истолковал принцип Гюй 15 генса, дал удовлетворительное волновое объяснение прямолинейности распространения света и объяснил многочисленные дифракционные явления. <...> Это дало основания высказать идею о поперечности световых коле баний, исходя из которой Френель построил теорию кристаллооптиче ских явлений. <...> Первым указанием на непосредственную связь электромагнетизма с оптикой было открытие Фарадеем (1848 г.) вращения плоскости поля ризации света в магнитом поле (эффект Фарадея). <...> В основу формального построения по следней можно положить четыре закона, установленных опытным путем: 1) закон прямолинейного распространения света; 2) закон независимости световых лучей; 3) закон отражения; 4) закон преломления света. <...> 22 λ Геометрическая оптика является предельным случаем волновой оптики <...>
Физика._Оптика.pdf
Стр.2
Стр.3
Стр.4
Стр.5
Физика._Оптика.pdf
УДК 53(075.8+535) ББК 22.34я73 Т98 Тюрин Ю.И. Т98 Физика. Оптика: учебник / Ю.И. Тюрин, И.П. Чернов, Ю.Ю. Крючков. – Томск: Издво Томского политехнического университета, 2009. – 240 с. ISBN 5982984345 Учебник, классический по построению и содержанию, представляет курс лекций по физике, направленный на выработку у студентов практических навы ков использования фундаментальных физических законов для решения профес сиональных 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 про граммы ТПУ по направлению «Технологии водородной энергетики, энергосбе режение и возобновляемые источники энергии» и предназначен для преподава телей, студентов, бакалавров и магистров технических университетов. УДК 53(075.8+535) ББК 22.34я73 Рецензенты Доктор физикоматематических наук, профессор зав. кафедрой общей и экспериментальной физики ТГУ В.П. Демкин Доктор физикоматематических наук, профессор зав. кафедрой прикладной и теоретической физики НГТУ В.Г. Дубровский Академик РАН главный научный сотрудник Института теплофизики СО РАН В.Е. Накоряков ISBN 5982984345 © ГОУ ВПО «Томский политехнический университет», 2009 © Тюрин Ю.И., Чернов И.П., Крючков Ю.Ю., 2009 © Оформление. Издательство Томского политехнического университета, 2009
Стр.2
ОГЛАВЛЕНИЕ ПРЕДИСЛОВИЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6 1. РАЗВИТИЕ ОПТИКИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8 2. ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ ОПТИКА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19 2.1. Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19 2.2. Принцип наименьшего времени Ферма в геометрической оптике . . .22 2.3. Законы геометрической оптики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30 2.3.1. Прямолинейное распространение света . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30 2.3.2. Независимость световых лучей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33 2.3.3. Отражение света . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33 2.3.4. Преломление света . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36 2.4. Применения принципа Ферма . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41 2.5. Фокусное расстояние сферической поверхности . . . . . . . . . . . . . . . . . .46 2.6. Сферическое зеркало . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .50 2.7. Призма . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .51 2.8. Фокусное расстояние линзы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53 2.9. Увеличение линзы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .55 2.10. Рассеивающие линзы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .56 2.11. Простейшие оптические системы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57 2.11.1. Лупа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57 2.11.2. Очки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .58 2.11.3. Фотоаппарат . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .59 2.11.4. Микроскоп и телескоп . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60 2.12. Основные погрешности оптической системы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .63 2.13. Разрешающая способность . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .66 2.14. Активная оптика . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .67 Основные выводы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .71 Упражнения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .73 Задачи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .74 3. ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .75 3.1. Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .75 3.2. Принцип Гюйгенса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76 3.3. Интерференция волн . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .80 3.3.1. Стоячие волны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .86 3.3.2. Стоячие волны на струне . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .88 3.3.3. Интерференция волн, излучаемых двумя точечными источниками . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .90 3.3.4. Два дипольных излучателя . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .92 3
Стр.3
3.4. Когерентность и некогерентность . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .94 3.5. Интерферометрия интенсивности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .96 3.6. Интерференция света . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .99 3.6.1. Интерференционные опыты по методу деления волнового фронта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .99 3.6.2. Опыт Юнга . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100 3.6.3. Зеркала Френеля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .102 3.6.4. Бипризма Френеля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .103 3.6.5. Билинза Бийе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .103 3.7. Деление амплитуды. Локализация интерференционных полос . . . . .104 3.7.1. Интерференционные полосы равного наклона в тонких пленках . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .105 3.7.2. Интерференционные полосы равной толщины в тонких пленках . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .107 3.7.3. Опыт Поля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .110 3.7.4. Интерферометр Майкельсона . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .111 3.7.5. Кольца Ньютона . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .113 3.8. Двухлучевые интерферометры. Общие сведения . . . . . . . . . . . . . . . . . .114 3.8.1. Интерферометр Рэлея . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .115 3.8.2. Интерферометр Жамена . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .116 3.8.3. Интерферометр Рождественского . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .117 3.9. Многолучевая интерференция. Общие сведения . . . . . . . . . . . . . . . . .120 3.9.1. Схема интерферометра Фабри–Перо . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .121 3.10. Нестационарная интерференция света . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .126 3.11. «Просветление» оптики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .127 Основные выводы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .128 Упражнения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .129 Задачи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .130 4. ДИФРАКЦИЯ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .133 4.1. Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .133 4.2. Поле N одинаковых осцилляторов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .140 4.3. Дифракция на отдельной щели . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .144 4.4. Дифракционная решётка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .146 4.5. Дисперсия дифракционной решётки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .152 4.6. Разрешающая способность дифракционной решётки . . . . . . . . . . . . .153 4.7. Дифракция Френеля. Зоны Френеля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .156 4.8. Дифракция Фраунгофера на круглом отверстии (дифракция в параллельных лучах) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .160 4.9. Оптические приборы и их разрешающая способность . . . . . . . . . . . . .162 4.10. Дифракционное рассеяние . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .167 4.11. Голография . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .171 4.12. Дифракция рентгеновских лучей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .175 Основные выводы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .178 Упражнения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .180 Задачи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .181 4
Стр.4
5. ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .185 5.1. Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .185 5.2. Виды поляризации световых волн . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .186 5.3. Поляризаторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .195 5.4. Закон Малюса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .199 5.5. Поляризация при отражении . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .204 5.6. Поляризация рассеянного света . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .206 5.7. Двойное лучепреломление . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .206 5.8. Оптическая активность . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .217 5.9. Интерференция поляризованных лучей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .220 5.10. Эффект Керра . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .223 5.11. Эффект Фарадея . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .225 5.12. Поляризационные устройства . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .227 5.13. Жидкокристаллические мониторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .230 Основные выводы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .235 Упражнения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .237 Задачи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .238 5
Стр.5