Вопросы к экзамену по курсу "Оптика"

1. Распространение света в неоднородной среде. Эйконал. Уравнение эйконала. Уравнение для вычисления траектории луча в неоднородной среде.

2. Распространение света в среде, где показатель преломления зависит только от вертикальной координаты. Уравнение n sin(α) = const. Рефракция. Миражи.

3. Принцип Ферма. Рефракция. Миражи.

4. Диапазоны электромагнитных волн и источники излучения. Разложение светового поля по частотам. Ряды Фурье для светового поля.

5. Спектр света. Разные определения спектра света. Спектр экспоненциально затухающего светового цуга.

6. Спектр огибающей светового импульса и спектр самого импульса. Соотношение неопределенности частоты и времени (без доказательства).

7. Явление интерференции. Ширина полос. Видность. Интенсивность света при сложении двух световых волн ортогональных поляризаций. Интенсивность света при сложении двух световых волн одинаковой поляризации как функция разности фаз.

8. Связь ширины интерференционных полос и угла между интерферирующими волнами. Интерференция лазерных и интерференция нелазерных источников света.

9. Получение интерференции методом деления амплитуды. Интерференция волн отраженной и прошедшей полупрозрачную пластинку. Интерференция света при отражении от тонкой пленки. Интерферометр Майкельсона. Ширина интерференционных полос в этих опытах.

10. Получение интерференции методом деления волнового фронта. Опыт Юнга. Бипризма Френеля. Зеркало Ллойда. Билинза Бийе. Ширина интерференционных полос в этих методах.

11. Порядок интерференции, номер полосы. Когерентность, частично когерентный свет. Квазимонохроматический свет. Спектральная ширина источника света. Относительная спектральная ширина. Длина и время когерентности. Механизм смазывания интерференционной картины за счет немонохроматичности источника света.

12. Пространственная когерентность. Длина пространственной когерентности. Апертура интерференции, максимально допустимая апертура интерференции. Механизм смазывания интерференционной картины за счет протяженности источника света. Объем когерентности.

13. Звездный интерферометр Майкельсона. Измерение угловых размеров звезд. Оптический аналог опыта Брауна-Твисса. Понятие об эффекте группировки фотонов. Параметр вырождения света.

14. Локализация интерференционной картины на примере наблюдения интерференции в схеме с бипризмой Френеля. Полосы равного наклона при отражении света от плоскопараллельной пластинки.

15. Полосы равной толщины при отражении света от тонкой пленки. Кольца Ньютона.

16. Полосы равной толщины и равного наклона в интерферометре Майкельсона. Интерферометр Жамена. Интерферометр Рождественского (Маха-Цендера).

17. Скалярная теория дифракции Кирхгофа. Коэффициент наклона. Применение теории Кирхгофа к дифракции света на отверстии произвольной формы в плоском экране.

18. Зоны Френеля. Радиусы зон Френеля. Векторные диаграммы для зон Френеля. Пятно Пуассона.

19. Зонная пластинка. Фокус зонной пластинки. Отношение интенсивностей в фокусе линзы и зонной пластинки. Ложные фокусы зонной пластинки. Дифракция Фраунгофера на круглом отверстии.

20. Дифракция Фраунгофера на одной щели. Дифракция Фраунгофера на прямоугольном отверстии.

21. Принцип Бабине. Дифракция Френеля на краю экрана. Спираль Корню.

22. Дифракционная решетка. Главные дифракционные максимумы. Угловая ширина главного максимума. Спектральное разрешение решетки. Критерий Рэлея.

23. Главные и побочные максимумы дифракционной решетки. Дифракционная решетка с отсутствующими четными главными дифракционными максимумами.

24. Голограмма плоской световой волны. Голограмма точки при нормальном падении опорной волны. Голограмма точки при наклонном падении опорной волны. Плоская голограмма протяженного объекта. Толстослойная голограмма.

25. Дифракционный предел разрешения телескопа и глаза. Понятие о разрешающей способности микроскопа.

26. Модель атома Томсона. Комплексная поляризуемость атомов.

27. Комплексный показатель преломления. Его связь с коэффициентом поглощения и вещественным показателем преломления. Закон Бугера-Ламберта-Бера.

28. Лоренцевская форма линии поглощения. Нормальная и аномальная дисперсия света.
Срочно забыть.

1. Апертурная диафрагма. Входной и выходной зрачки. Апертура. Относительное отверстие.

2. Эйконал по Бутикову.

3. Из принципа Ферма можно получить закон преломления.

4. Теорема Парсеваля.

5. Соотношение неопределенности Гейзенберга.

6. Интегральная теорема Кирхгофа.

7. Трудности теории дифракции Кирхгофа.

8. Теория дифракции Френеля. Построения Гюйгенса.

9. Дифракция Фраунгофера и Фурье-образ амплитудного коэффициента пропускания экрана.

10. Отражательная решетка с профилированным штрихом.

11. Рассеяние света в мутной среде.

12. Рэлеевское рассеяние света.

13. Любопытные оптические явления. Спеклы. Радуга. Глория и брокенский призрак. Венцы. Гало, солнечный столб, солнечный крест. Фата-моргана. Норвежская спиральная аномалия. Стробоскопический эффект в дневном свете.

14. Линза Френеля.

15. Фурье-оптика.

16. Дисперсионные соотношения Крамерса-Кронига.

17. Лоренцевская форма спектральной линии и дисперсионный контур показателя преломления не зависят от модели атома Томсона.

18. Однородная (лоренцевская) и неоднородная (доплеровская) ширина спектральной линии.

19. Причина неравенства n > 1 в области прозрачности среды.

20. Оптика плазмы.

21. Оптика металлов. Прозрачность сред для рентгеновского излучения.