Оптика, основные понятия

Оптические исследования — это прежде всего исследования физики взаимодействия света с веществом. Существуют три последовательных уровня рассмотрения указанного взаимодействия, три постепенно углубляющихся подхода I) классический, 2) полуклассический, 3) квантовый. На первом уровне оптическое излучение представляют в виде световых лучей или электромагнитных волн в соответствующем диапазоне частот, а вещество описывают с использованием понятий и аппарата механики сплошных сред, термодинамики, классической электродинамики. Иными словами, при данном подходе как свет, так и вещество рассматриваются в рамках классической физики. Полуклассический подход предполагает квантование вещества при сохранении классической трактовки света классические световые волны взаимодействуют с коллективами атомов и молекул. Принимаются во внимание структура энергетических уровней атомов и молекул, энергетических зон кристаллов, статистика заселения различных квантовых состояний. Наконец, при квантовом подходе осуществляется квантование не только вещества, но и излучения именно такой подход используется в квантовой электродинамике. Если при рассмотрении взаимодействия света с веществом на классическом и полуклассическом уровнях учитывается только волновая природа света, то на квантовом уровне принимаются во внимание также и его корпускулярные (квантовые) свойства. Это отвечает переходу от классической оптики, имеющей дело с лучами и световыми волнами, к оптике, которую естественно назвать квантовой оптикой. Одним из основных понятий этой оптики является [c.3]

Данное пособие создано преподавателями кафедры оптики физического факультета МГУ и обобщает многолетний опыт работы специального оптического практикума и лаборатории по специальности. В нем описаны 19 задач в области эмиссионного спектрального анализа, атомной спектроскопии, колебательных спектров (комбинационного рассеяния, ИК-спектроскопии), люминесценции и электронных спектров поглощения, оптических методов диагностики плазмы и оптических квантовых генераторов. Все шесть глав содержат сведения, представляющие краткий обзор основных понятий и теоретических сведений по соответствующему разделу спектроскопии, необходимых студенту для выполнения задач практикума. Каждая задача в свою очередь состоит из теоретической части и описания нескольких упражнений, на выполнение которых требуется от 9 до 36 часов. Конкретная программа работы студента определяется преподавателем. Пособие завершается приложением, где приведены основные табличные данные, используемые при обработке полученных экспериментальных результатов. [c.4]

Эта теория является основным достижением аналитической механики XIX в. Поначалу казалось, что ее главное значение — в развитии аналитических методов. Но более глубокое выявление связи механики с оптикой и раскрытая возможность нового геометрического истолкования механических проблем имела принципиальное значение. Во второй половине XIX в. накопление новых фактов и разработка новых методов в аналитической механике шло главным образом по линии геометризации. В начале XX столетия, когда это направление сочеталось с новыми течениями в физике, именно на созданной им основе были пересмотрены основные понятия классической механики. [c.210]

Основные понятия оптики, элементы конструкций и оснастка аппаратуры. [c.173]

В книге дан краткий исторический обзор перехода от международного прототипа метра к определению его через длину световой волны и изложены основные понятия физической оптики, необходимые для правильного понимания нового метода определения метра. [c.2]

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ НЕЛИНЕЙНОЙ ОПТИКИ [c.7]

В главе 1 вводятся основные понятия и уравнения нелинейной оптики атмосферы, сформировавшейся как научное направление на стыке физики атмосферы и лазерной физики. Дана общая характеристика и энергетические пороги проявления основных нелинейных оптических эффектов в газах и аэрозолях атмосферы. [c.5]

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ОПТИКИ [c.96]

Постановка и классификация задач о рассеянии волн. Задача о дифракции на многих телах относится ко многим физическим явлениям, связанным с рассеянием волн на неоднородностях. (В оптике —критическая опалесценция смесей жидкостей, явление красной зари и голубого цвета неба, явление Тиндаля, когда ярко проявляется рассеяние поляризованного света в определенных направлениях, и-т. д. в ядерной физике —рассеяние нейтронов в теории металлического состояния —рассеяние электронных волн, Сюда же относят все случаи дифракции рентгеновских лучей.) Несмотря на то что эти явления принадлежат к различным областям физики, методы изучения рассеяния на совокупности неоднородностей сходны, поэтому повсюду применяют одинаковую терминологию. Рассмотрим основные понятия оби ей теории рассеяния волн на совокупности рассеивателей. Задача о рассеянии волн на многих частицах сложна и поддается анализу в двух крайних случаях. Когда поперечник рассеяния меньше геометрического сечения частицы (например, рассеяние длинных волн на жестких частицах, взвешенных в воде), то следует говорить о слабом рассеянии. Если поперечник рассеяния значительно больше, чем геометрическое поперечное сечение отдельных неоднородностей, то следует говорить о сильном рассеянии (например, рассеяние звука на газовых пузырьках в жидкости). [c.314]

ОСНОВНЫЕ понятия ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ОПТИКИ Строение пучка лучей [c.63]

Естественным обобщением понятия случайной переменной является понятие случайного процесса, когда основными непредсказуемыми, т. е. случайными, событиями являются не числа, а функции (обычно времени или пространственных переменных или и того и другого). Таким образом, теория случайных про цессов имеет дело с математическим описанием функций, струк тура которых не может быть заранее детально предсказана Подобные функции играют чрезвычайно важную роль в оптике например, амплитуда волны света, излучаемого любым реаль ным источником, имеет свойства, которые изменяются со вре менем в какой-то мере непредсказуемо. В данной главе мы из ложим основные понятия теории таких случайных явлений, де лая упор на функции времени. Обобщение на случай функций пространственных переменных не вызывает затруднений. [c.65]

Данная книга начинается с уравнений Максвелла, а также некоторых основных понятий классической механики и геометрической оптики, которые составляют основу для дальнейшего изложения (гл. 1). [c.9]

Определив основные понятия геометрической оптики, в следующих разделах мы используем их для описания распространения света в различных физических системах. [c.65]

Фотометрией называется раздел оптики, охватывающий вопросы измерений энергии света при его излучении, распространении, поглощении и рассеянии. Ниже даются основные понятия фотометрии, т. е. понятия о световых измерениях и единицах, что необходимо для дальнейшего изучения сенситометрии. [c.95]

Основные понятия гамильтоновой механики (импульсы р, функция Гамильтона Н, форма р dq — Hdt, уравнение Гамильтона — Якоби, о котором будет идти речь ниже) возникли при перенесении на общие вариационные принципы (и, в частности, на принцип стационарного действия Гамильтона, dt 0) некоторых весьма простых и естественных понятий геометрической оптики, управляемой частным вариационным принципом — принципом Ферма. [c.218]

А. Волновые фронты. Рассмотрим коротко ) основные понятия геометрической оптики. Согласно экстремальному принципу Ферма, свет распространяется из точки Qq в точку за кратчайшее время. При этом скорость света может зависеть как от точки q ( неоднородная среда ), так и от направления луча ( неизотропная среда — например, кристаллы). [c.218]

Однако понятие частично-локализованных фурье-амплитуд и связанное с ними в случае стационарно-флуктуирующих полей понятие яркости света ( 1.1) в точке г с направлением распространения и и частотой ск очень удобно и наглядно. Оно вполне законно в рамках геометрической оптики и является основным понятием для описания процессов переноса света в мутных средах. [c.85]

После изложения основ геометрической оптики во второй главе излагается геометрическая теория оптических изображений — главным образом с принципиальной стороны. Большая часть материала этой главы при первом чтении может быть также опущена. Достаточно ограничиться минимумом получением оптических изображений в параксиальном приближении и основными понятиями фотометрии. К остальным вопросам можно обращаться по мере надобности в процессе изучения физической оптики. [c.8]

Различие между фазовой и групповой скоростями распространения волн, на которое впервые обратил внимание Г. Стокс, находит у Рэлея исчерпывающее разъяснение. В сущности, именно Рэлей ввел самое понятие (и название) групповой скорости — одно из основных понятий всякой волновой теории, играющее столь важную роль и в теории распространения радиоволн, и в оптике, и в акустике, и в волновой механике. Рэлей не только получил из кинематических соображений формулу для групповой скорости ( 191), носящую его имя, но и связал групповую скорость с соотношением между плотностями энергии и ее потока (добавление О бегущих волнах , стр. 493) ). [c.12]

Уравнение эйконала (1.5) в некотором смысле содержит в себе всю геометрическую оптику. Точнее, анализируя это уравнение, мы естественным образом приходим к основным понятиям геометрической оптики. [c.21]

Особый интерес с точки зрения волоконной оптики представляет тот факт, что показатель преломления стекла может изменяться в зависимости от его состава. Количество отраженного света от границы двух сред зависит от их показателей преломления. Но прежде чем рассмотреть механизм преломления, нужно определить некоторые основные понятия предстоящего обсуждения. На рис. 4.5 представлено несколько основных понятий, касающихся света и его преломления. [c.42]

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ и ЗАКОНЫ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ОПТИКИ [c.9]

Имя У. Кока уже известно советскому читателю по его книге Звуковые и световые волны . В своей новой книге Лазеры и голография У. Кок доходчиво и просто рассказывает об основных понятиях и проблемах когерентной оптики. Дифракция, когерентность и удивительные свойства голограмм в изложении Кока станут понятными даже неподготовленному читателю. Особенно заинтересует книга студентов младших курсов и старшеклассников. [c.4]

Резюмируя, можно утверждать, 4jo введение понятия эйконала и вывод основных уравнений (для А —> О позволили строго обосновать взаимосвязь геометрической оптики и электромагнитной теории света. Выявилось также, что постулаты, часто используемые для обоснований построений и законов геометрической оптики (например, принцип Ферма), могут рассматриваться как прямые следствия общей теории распространения электромагнитных волн и целесообразность их применения определяется лишь удобством решения тех или иных задач. [c.277]

Благодаря проникновению в акустику, гидродинамику, оптику и в явления капиллярности, механика некоторое время как бы преобладала над всеми этими областями. Труднее было ей вобрать в себя новую область науки, возникшую в XIX в., — термодинамику. Если один из двух основных принципов этой науки — принцип сохранения энергии — может быть легко объяснен на основании понятий механики, то этого нельзя сказать о втором — о возрастании энтропии. Работы Клаузиуса и Больцмана по изучению аналогии термодинамических величин с некоторыми величинами, играющими роль в периодических движениях, работы, которые и сейчас вполне современны, не смогли все-таки связать обе точки зрения. Но замечательная кинетическая теория газов Максвелла и Больцмана и более общая доктрина — так называемая статистическая механика Больцмана и Гиббса — показали, что динамика, если дополнить ее понятиями теории вероятности, позволяет интерпретировать основные положения термодинамики. [c.641]

Оптика, основные понятия 173 Орована механизм 106 Осадка 461 Осаждение 350, 399 Освещение светлопольное 176 [c.477]

В математической физике доказывается законность замены волнового импульса суммой (конечной или бесконечной) монохроматических волн. Но при изложении этого важнейшего раздела волновой оптики представляется целесообразным сначала рассмотреть ее основы более наглядно, используя упрощенную модель источника световых волн. При этом можно оценить те границы, в которых может быть использована синусовдальная идеализация. Но прежде всего нужно определить основные понятия и проанализировать, как они проявляются в эксперименте. [c.175]

Настоящая книга является первой попыткой систематического изложения физических основ работы нового класса приборов нелинейной оптики — преобразователей инфракрасного излучения — в видимом диапазоне. Для удобства читателей, не имеющих специальной подготовки в области нелинейной оптики, монография включает главу (первую) с изложением основных понятий этого раздела физики, необходимых для восприятия предмета. Во второй главе даны общие принципы расчета нелинейно-оптических преобразователей и показано, что с точки зрения формирования изображений каждый преобразователь эквивалентен некоторой линейной оптической системе с эффективными параметрами, зависящими от конфигурации и фазового фронта накачки, ее амплитуды, типа использованного синхронизма. В третьей и четвертой рассмотрены две основные схемы нелинейно-оптических преобразователей — схемы критического векторного и касательного (некритичного) синхронизма. Обсуждаются достоинства и недостатки каждой из них и возможные варианты оптимизации параметров. В последней главе анализируются разные практические аспекты работы преобразователей (спектральные и шумовые характеристики), приведены экспериментальные данные, иллюстрирующие степень соответствия параметров реальных преобразователей основным теоретическим представлениям. Приложения 1 и 3 несут самостоятельную информацию, поскольку в первом приведен новый метод в классической теории аберраций на основе интегрального принципа Гюйгенса — Френеля, а в третьем — расчетные данные по углам разных типов синхронизма. Часть информации дана в компактной форме — показаны эквипотенциальные поверхности угол синхронизма как функция длин волн накачки и инфракрасного излучения. Материал третьего приложения основан на расчетах Г. М. Барыкинского. [c.3]

Было бы, однако, неверным рассматривать пятимерную оптику только как один из вариантов единой теории поля ее основное содержание заключается скорее в геометризации основных понятий квантовой физики, поскольку в ней квантование обнаруживается как проявление периодической зависимости всех физических полей от пятой координаты действия. Поскольку само пятимерие оказывается квантовым эффектом, становятся понятными неудачи всех предшествующих попыток построения пятимерных единых теорий поля на базе одних лишь классических представлений без существенного привлечения квантовых понятий. [c.9]

Учебное руководство в равной мере рассчитано на студентов физических факультетов и вузов (как теоретиков, так и экспериментаторов) и слушателей спецотделений по переподготовке кадров в области лазерной физики, техники и технологии. Студенты и слушатели-теоретики, прочитав книгу, яснее представят себе задачи экспериментальной лазерной физики, нелинейной оптики и лазерной спектроскопии, овладев при этом формальным аппаратом, необходимым для их анализа. Студенты и слушатели, специализирующиеся в экспериментальных лабораториях, не только познакомятся с конкретными методшсами лазерной физики и полз йт разнообразный справочный материал по нелинейной оптике и спектроскопии, но и овладеют основами теории лазерной генерации, уравнениями нелинейной электродинамики и методами их анализа, освоят основные понятия теории нелинейных оптических восприимчивостей и получат представление о диагностических возможностях нелшейно-оптических устройств. Полагаем, что настоящая книга может оказаться полезной и для тех, кто изучает указанные проблемы самостоятельно. [c.8]

Рассмотрены основные понятия в законы геометрической оптики, необходимые для обоснования действия оптических систем. Описаны кои-струкцин оптических деталей и узлов, входящих в состав этих систем. Изложена теория осиовных видов оптических систем (микроскопов, телескопических систем, фотографических объективов и проекционных систем) и некоторых специальных систем (осветительных, телевизионных, фотоэлектрических, лазерных систем, голографических устройств и анаморфотных систем). Расчет оптических систем выполнен с использование ЭВМ. [c.2]

Соотношения (7.28), (7.29) имеют непосредственное отношение к кругу оптических проблем. Достаточно указать, что без их использования нельзя сформулировать понятие фотона --своеобразной частицы, И1 рающей основную роль и к антовой оптике (см. 8.5). [c.382]

Я перенес главу, посвященную основным фотометрическим понятиям, во введение, желая использовать правильную терминологию уже при описании явлений интерференции и оставив в отделе лучевой оптики лишь вопросы, связанные с ролью оптических инструментов при преобразовании светового потока. Заново написаны многие страницы, посвященные интерференции, в изложении которой и во втором переработанном издании осталось много неудовлетворительного. Я постарался сгруппировать вопросы кристаллооптики в отделе VIII, хотя и не счел возможным полностью отказаться от изложения некоторых вопросов поляризации при двойном лучепреломлении в отделе VI, ибо основные фактические сведения по поляризации мне были необходимы при изложении вопросов прохождения света через границу двух сред, с которых мне казалось естественным начать ту часть курса, где проблема взаимодействия света и вещества начинает выдвигаться на первый план. Я переработал изложение астрономических методов определения скорости света и добавил некоторые новые сведения о последних лабораторных определениях этой величины. Гораздо больше внимания уделено аберрации света. Рассмотрены рефлекторы и менисковые системы Д. Д. Максутова. Значительным изменениям подверглось изложение вопроса о разрешающей способности микроскопа я постарался отчетливее представить проблему о самосветя-щихся и освещенных объектах. Точно так же значительно подробнее разъяснен вопрос о фазовой микроскопии, приобретший значительную актуальность за последние годы. [c.11]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...