Оптика линейная

Оптика линейная и нелинейная нелинейно-оптические явления. Световые пучки в вакууме или в воздухе проходят один сквозь другой, не оказывая друг на друга какого-либо возмущения. В этом проявляется принцип суперпозиции световых волн, из которого следует линейность уравнений классической оптики. На фотонном языке суперпозиция световых волн означает, что фотоны непосредственно друг с другом не взаимодействуют. [c.211]

Приборы КС-55 и КСА-1 рассчитаны на применение кварцевой и стеклянной оптики. Линейная дисперсия приборов имеет следующие значения [c.398]

По формуле геометрической оптики линейное увеличение объектива [c.9]

Опыты, проводимые со слабыми световыми полями, показали, что характер оптических явлений не зависит от интенсивности излучения. Такие явления принято называть линейными оптическими явлениями. Область оптики, изучающую такие явления, принято называть линейной оптикой. В основе линейной оптики лежит тот факт, что существует линейная связь Р = кЕ между Р и (Р — дипольный момент, приобретенный 1 см среды, и — макроскопическая восприимчивость среды, Е — напряженность действующего на среду светового поля). При таких предположениях показатель преломления и другие характеристики среды не будут зависеть от интенсивности излучения. Там, где это не будет особо оговорено, будем иметь в виду случай именно линейной оптики. [c.9]

I. ПРИНЦИП СУПЕРПОЗИЦИИ ЛИНЕЙНОЙ оптики [c.67]

Принцип суперпозиции является результатом того, что световые волны описываются однородными линейными уравнениями Максвелла и линейными материальными уравнениями. Другими словами, свойства среды, в которой распространяется свет, не зависят от интенсивности распространяющейся световой волны. Это, как нам сейчас известно, имеет место только при слабых полях . Следовательно, принцип суперпозиции будет верным только для слабых полей, т. е. принцип суперпозиции является принципом линейной оптики. [c.67]

Так же как и во всех других главах при отсутствии особого упоминания, будем иметь дело только с линейной оптикой, в основе которой, как уже нами неоднократно отмечено, лежит принцип суперпозиции. Вопросы, связанные с нарушением принципа суперпозиции при взаимодействии волн, будут изло.жены в основном в гл. XVI. [c.68]

О зависимости коэффициента поглощения от интенсивности света. В основе вывода закона Бугера лежит основной принцип линейной оптики — независимость характера оптических явлений (в данном случае поглощения) от интенсивности света. Поэтому естественно, что он будет верным при слабых световых полях. Проверка закона Бугера при разных интенсивностях была проведена С. И. Вавиловым. Им на проведенных в широких пределах интенсивности опытах было обнаружено некоторое отступление от закона Бугера. В 1925 г. С. И. Вавилову и В. Л. Левшину удалось наблюдать уменьшение поглощения света большой интенсивности при распространении в среде (в урановом стекле). [c.282]

Смещение красной границы фотоэффекта. Выше мы излагали суть теории Эйнштейна и ее экспериментальное подтверждение в рамках линейной оптики — при слабых световых полях. Подобный фотоэффект можно называть однофотонным. [c.345]

Как следует из (17.2), при положительном коэффициенте поглощения а > 0) прохождение света через среду приводит к ослаблению интенсивности. В классической линейной оптике всегда а > О и, следовательно, всегда наблюдается поглощение света. [c.379]

Как следует из (18.12), распространение сильного светового поля в среде в отличие от линейной оптики приводит к изменению в общем случае комплексного показателя преломления в зависимости от интенсивности света, в результате чего происходят пропорциональные интенсивности поля изменения как фазовой скорости света в среде, так и коэффициента поглощения. Другими словами, при распространении сильного светового поля в среде создается новое условие для распространения света самим же светом, т. е. возникает эффект взаимодействия. [c.397]

Следует отметить, что как при классическом, так и квантовом описании нелинейных оптических явлений нужно с большой осторожностью пользоваться фундаментальным принципом суперпозиции, справедливость которого в изложении линейной оптики не подвергалась сомнению. При распространении света в нелинейной среде, одна мощная волна, встречаясь с другой волной, может воздействовать на нее, что и приводит к нарушению принципа суперпозиции. Постановка таких опытов в вакууме невозможна —. эффект взаимодействия световых пучков (рассеяние света на свете) во много раз меньше чувствительности любой современной аппаратуры. [c.171]

Для дифракции сферической волны на круглом отверстии или длинной и узкой щели обычно указывают размер препятствия (радиус отверстия, ширину щели и т. д.) и длину волны к. Например, сравнивается картина дифракции световых и ультракоротких волн, длины волн которых различаются в 100 ООО раз. У читателя может создаться впечатление, что соотношение этих двух величин (длины волны и линейного размера препятствия) нацело определяет условия возникновения дифракционной картины от точечного источника. Эта ошибка, к сожалению, встречается очень часто. На самом деле необходимо учитывать третий параметр — расстояние от источника света до препятствия (или расстояние между препятствием и экраном, на котором наблюдается дифракционная картина). Ведь степень приближения к геометрической оптике связана с тем, сколько зон Френеля уложилось на данном препятствии. Если линейные размеры препятствия того же порядка, что и размер зоны Френеля (ска- [c.268]

Следовательно, три величины D, р и X определяют условия дифракции и соотношение между ними оказывается решающим при переходе от волновой оптики к геометрической. Для удобства введем понятие параметра дифракции р =VpX/B. Физический смысл этой величины совершенно ясен. Параметр дифракции показывает, каково соотношение между линейными размерами зоны Френеля и введенного препятствия (или отверстия). [c.269]

Какой круг явлений описывается в нелинейной оптике Какие основные представления обычной (линейной) оптики подлежат пересмотру [c.456]

В практической оптике для многих задач можно считать фронт сферическим, если расстояние г превосходит линейные размеры источника в десять раз или более. В этом случае закон убывания интенсивности с квадратом расстояния выполняется практически с достаточной точностью (см. 7). [c.40]

В плоскости волнового фронта, т. е. в плоскости, перпендикулярной к М, расположены вектор О (электрической индукции) и вектор Н (напряженности магнитного поля), который совпадает с вектором магнитной индукции В = р//, ибо р в оптике для большинства сред равно 1. Вектор же Е (напряженность электрического поля), не совпадающий с О, образует с N угол, отличный от прямого ). Оба вектора Е и О всегда перпендикулярны к //, так что общее расположение векторов соответствует рис. 26.4. Сказанное и построение рис. 26.4 относится к каждой из указанных выше линейно-поляризованных волн в отдельности. [c.500]

Явления преломления и отражения света с молекулярной точки зрения рассматриваются как результат интерференции падающей волны и вторичных волн, испускаемых молекулами среды благодаря вынужденным колебаниям зарядов, индуцированных падающей волной ( 135). В линейной оптике вынужденные колебания совершаются с частотой внешнего поля, вследствие чего падающая, отраженная и преломленная волны имеют одну и ту же частоту. Если. принимать во внимание ангармоничность колебаний зарядов в молекулах среды, то, как было выяснено в 235, индуцированный полем дипольный момент имеет слагаемые, отвечающие колебаниям с частотами, кратными частоте падающей на среду волны. Поэтому молекулы среды испускают волны и с кратными частотами, и нелинейная среда в целом создает излучение с частотами 2а>, Зсо и т. д. Это явление получило название генерации кратных гармоник света. [c.837]

До создания лазеров в оптике и спектроскопии практически безраздельно господствовал принцип линейности. Согласно этому принципу реакция вещества на действие света линейно зависит от напряженности действующего светового поля. Отсюда однозначно следует, что оптико-спектроскопические параметры (показатель преломления, коэффициент поглощения, эффективность люминесценции и рассеяния и др.) не зависят от интенсивности световых потоков и определяются только свойствами вещества. [c.298]

До создания лазеров этот принцип не подвергался сомнению и считался надежно подтвержденным всей совокупностью экспериментальных и теоретических данных о распространении света в веществе. Известно лишь несколько работ, в которых высказывалась мысль о том, что принцип линейности в оптике следует рассматривать, как первое приближение в описании оптических явлений, и предпринимались попытки обнаружить оптические эффекты, выходящие за рамки этого приближения. Уже упоминалось об опытах Вавилова (1920) по проверке линейности закона поглощения света веществом, аналитическим выражением которого является известный закон Бугера — Ламберта — Бера (см. 21.6). И хотя в этих опытах был использован очень широкий диапазон интенсивностей световых потоков, никаких отклонений от закона Бугера — Ламберта — Бера не было обнаружено. Причина неудачи заключалась в низкой спектральной плотности [c.298]

Использование в оптическом эксперименте лазерных источников света привело к открытию ряда явлений, не совместимых с принципом линейности. Практически одновременно с созданием первых лазеров были обнаружены такие нелинейные оптические явления, как генерация гармоник, сложение и вычитание частот световых потоков, вынужденное комбинационное рассеяние света, двухфотонное поглощение. Было ясно также, что сам лазер — это оптическая система, в которой важную роль играет эффект насыщения усиления света активной средой. Все это стимулировало бурное развитие теоретических и экспериментальных исследований нелинейного взаимодействия света с веществом, разработку методов практического использования нелинейных оптических явлений в науке и технике и привело, в частности, к возникновению нелинейной оптики. [c.298]

Таким образом, под нелинейной оптикой в настоящее время понимают оптику достаточно интенсивных пучков света, в которых становятся заметными нелинейные оптические свойства вещества. Отметим, что в оптически нелинейных средах нарушается принцип суперпозиции, являющийся основой линейной оптики. [c.298]

Из формул (36.2) и (36.3) следует, что в слабых полях > связь между поляризованностью среды и напряженностью электрического поля линейна, т. е. реакция среды на внещнее поле является линейной. Линейная связь между Р и Е обусловливает все особенности линейной оптики, проявляющиеся в дисперсии, поглощении, рассеянии и других, связанных с ними явлениях. [c.299]

Ранее я отмечал, что углубление наших представлений о природе света способствует развитию оптики. Примером может служить возникновение на основе квантово-оптических представлений так называемой нелинейной оптики . По словам С. И. Вавилова, с того времени, когда были открыты квантовые свойства света, вопрос о линейности оптики сделался спорным . ОППОНЕНТ. Тут мы действительно выходим за рамки простых наблюдений. [c.13]

АВТОР. Между прочим, линейность в оптике наблюдать вовсе нетрудно. Как известно, два световых пучка проходят один сквозь другой без взаимного возмущения (закон независимости световых пучков). Это и есть проявление линейности оптики. Сам термин линейный имеет математическое происхождение он свя- [c.13]

Данный опыт хорошо известен в классической оптике. Однако, подобно интерференционному опыту Юнга, он имеет прямое отношение к квантовой физике. Как и в интерференционном опыте, будем уменьшать интенсивность светового пучка до тех пор, пока через поляризаторы не пойдут одиночные фотоны. Рассмотрим проиллюстрированные на рис. 4,6 случаи в применении к одиночным фотонам. Напомним, что поляризация фотона соответствует поляризации световой волны, из которой взят данный фотон. Это означает, в частности, что после первого поляризатора будем иметь линейно поляризованные (в направлении оси поляризатора) фотоны. Вот с этими фотонами и будем далее работать, называя их условно исходными. [c.98]

С того времени, когда были открыты квантовые свойства света вопрос о линейности оптики сделался спорным. [c.128]

В общем случае под нелинейной средой в оптике понимают среду, физические характеристики которой обнаруживают зависимость от интенсивности проходящего сквозь нее света. Одна и та же среда ведет себя как линейная среда , когда через нее проходит относительно слабый световой пучок, и становится нелинейной при прохождении света достаточно высокой интенсивности. В нелинейной оптике рассматриваются обратимые изменения характеристик среды по прекращении облучения вещества светом его характеристики возвращаются к прежним значениям. [c.213]

Приведенные конструкции спектрографов тппа ИСП-22 пли ИСП-28 и КС-55 или КСА-1 кроме кварцевой оптики, могут быть снабжены и комнлектодг стеклянно оптики, так как угловая дисперсия кварцевых нрпзм, Kaii отл ечалось ранее, существенно меньше в видимой области, чем для стеклянных иризм. Так, напрпмер, для кварцевой оптики линейная дисперсия приборов типа КСА-1 в области 5000 А равна 21 к мм, тогда как для стеклянной оптики в этой же области дисперсия 11,6 к мм, т. е. почти в 2 раза больше. [c.147]

Для классификации геометрических аберрацйй разложим эти функции в степенные ряды по своим аргументам. Линейные члены этих разложений, пропорциональные у и г, соответствуют параксиальной оптике. Линейные члены по т] и не войдут, так как в параксиальном приближении у и г не зависят от цаклона лучей, выходящих из точки Р. Не могут войти и члены четных степеней ввиду осевой симметрии оптической системы. Из всего этого следует, что разложения в степенные ряды отклонений Ау — у — г/ и Аг = = г — гд могут содержать только члены нечетных степеней по у, г, т , причем эти разложения могут начаться с членов, степень которых не ниже трех. Считая аргументы у, г, т], малыми, сохраним в разложениях только члены третьей степени. Аберрации, вычисленные в этом приближении, называются первичными, или аберрациями третьего порядка. Члены пятой степени вызывают аберрации пятого порядка, и т. д. Мы ограничимся только аберрациями третьего порядка. [c.101]

Дифракция света будет нами рассмотрена в рамках линейной оптики. Отдельные отступления от установленных закономерностей при распространегин мощных световых потоков будут оговорены. [c.118]

Остановимся более подробно на генерации второй гармоники. На первый взгляд могло казаться, что с условием возникновения второй гармоники мы уже достаточно знакомь[ и нет особой необходимости более подробно останавливаться на механизме генерации. Действительно, так может казаться HM Hfra на первый взгляд. Возникновение в каких-либо точках среды второй прмоникн еще не означает, что оно приведет к эффективному образованию соответствующей волны. Дело в том, что в отличие от линейной оптики, где из-за неизменности частоты вторичной волны фазовые скорости падающей и вторичной волн одинаковы и, следовательно, вторичные волны когерентны как с первичной, так и между собой. В нашем случае фазовая скорость первичной волны [Уф (ш) = = dn (q))] отличается от фазовой скорости [уф (2 з) = hi (2й))] вторичной. Причиной этому служит дисперсия Ы ( >) ф П 2(ii) света. В результате такого различия вторичные волны, возникшйе [c.403]

Вернемся теперь к выявлению тех ограничений, которые связаны с введенными вьипе упрощениями в постановке задачи. Выше уже указывалось, что закрепление направления колебаний векторов Е и Н соответствует переходу от эллиптической к линейной поляризации электромагнитной волны. Постановка одномерной задачи [Е = плоских волн, в этом случае излучению с плоским волновым фронтом соответствует в оптике параллельный пучок лучей. Отклонимся от вопроса о том, сколь реально экспериментальное осуществление плоской волны, и исследуем подробнее ее свойства. [c.28]

Бугера. Она количественно описывает спадание интенсивности излучения по мере его проникновения в поглощающую среду. При записи дифференциального уравнения коэффициент поглощения q считается не зависящим от интенсивности света. Это положение лежит в основе всех обсуждаемых ниже явлений. Справедливость такого линейного приближения доказана множеством самых разных экспериментальных фактов. Лишь при использовании источников света очень бoльuJOЙ мощности (лазеров), появившихся в последнее время, возникла необходимость учета зависимости q от 1, что и послужило одной из причин возникновения нелинейной оптики (см. 4.7, 8.5). [c.101]

Остальные из упомянутых выше свойств второй гармоники в отраженном свете требуют более детального анализа. Количественное их описание основано на теории, аналогичной изложенной в гл. XXIII для френелевского отражения в линейной оптике. Согласно объясненному там общему методу, свойства отраженных и преломленных волн устанавливаются с помощью граничных условий, сводящихся к требованию непрерывности тангенциальных составляющих напряженности электрического и магнитного полей. Сами же напряженности записываются как суперпозиции волн, удовлетворяющих уравнениям Максвелла. [c.846]

Смысл дальнейших рассуждений состоит в установлении связи неизвестных величин А , A , Л22. 12 с известными В, ,1 на основе граничных условий. Подобным образом действуют и в линейной оптике (см. ГЛ. XXIII), но в ней заданными величинами служили амплитуда и волновой вектор волны, падающей из среды /. В нелинейной же оптике отраженная и преломленная волны порождаются нелинейной поляризацией, и поэтому заданная величина входит в выражение для поля внутри преломляющей среды. [c.847]

Прежде чем перейти к рассмотрению нелинейных оптических явлений, напомним некоторые положения линейной оптики (см. гл. 16). Предположим, что среда изотропна. При использовании нелазерных источников света поляризация вещества связана с напряженностью электрического поля простым соотнощением [c.299]

Уравнения типа (9.1.1), устанавливающие связь глежду каким-либо внешним воздействием на среду и откликом среды на это воздействие, называют материальными уравнениями. Если параметры среды ие зависят от интенсивности внешнего воздействия, малериальные уравнения оказываются линейными. Так, уравнение (9.1.1) является линейным по отношению к В, если диэлектрическая восприимчивость среды а не зависит от напряженности В поля световой волны. Такая ситуация как раз и имела место в долазерной оптике, в связи с чем эту оптику можно было бы назвать линейной оптикой . [c.212]

Оптик о-электронный тракт преобразует сигнал переменной размерности, а математический аппарат для синтеза таких систем даже в линейном приближении не разработан. Если работу оптико-электронного тракта описать линейным опеоатором, то получим уравнение [c.15]

Как отмечалось, пакет позволяет моделировать прохождение детерминированных и случайных сигналов че))ез оптико-электронный тракт ОЭП. Под оптико-электронным трактом понимается совокупность линейных двумерных звеньев, преобразующих оптический сигнал, и линейных одномерных звеньев. [c.174]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...