Самостоятельная работа студентов. Промежуточные зачеты и собеседования проводятся в виде экзамена: устная беседа без подготовки по вопросам собеседования и ответ подготовленного вопроса

Промежуточные зачеты и собеседования проводятся в виде экзамена: устная беседа без подготовки по вопросам собеседования и ответ подготовленного вопроса билета.

Студент допускается к промежуточному зачету при наличии:

а) конспектов материала вынесенного на самостоятельную работу (подчеркнутые вопросы в карте лекционного курса).

в) конспектов вопросов для углубленной самостоятельной работы.

Промежуточный зачет № 1

Охватывает материал лекционного курса 1 – 6 лекций, вопросы собеседования 1 – 16, вопросы для углубленной самостоятельной работы с 1 – 10.

Промежуточный зачет № 2

Охватывает материал разделов "дифракция", "поляризация", "геометрическая оптика" т.е. материал лекционного курса по темам 7 – 15, вопросов для углубленной самостоятельной работы с 11 – 27.

Контрольная работа № 1 проводится по материалу 1 – 11 практических занятий.

Контрольная работа № 2 проводится по материалу 12 – 23 практических занятий.

Условием допуска к контрольной работе является наличие в тетради всех решенных задач, вынесенных в перечень задач учебно-методической карты, семинарских и практических занятий по указанным темам.

ВОПРОСЫ СОБЕСЕДОВАНИЯ

1. Предмет оптики. Волновая и квантовая оптика.

2. Развитие представлений о природе света. Этапы развития оптики.

3. Оптика 20 века. Достижения современной оптики.

4. Электромагнитная теория света. Уравнение и график электромагнитных волн.

5. Период, частота, фаза, начальная фаза длина, скорость электромагнитной волны.

6. Фотонная теория света. Энергия, масса, импульс фотона. Масса покоя фотона.

7. Явления, в которых проявляются волновые и корпускулярные свойства света.

8. Шкала электромагнитных волн.

9. Источники света.

10. Приемники света.

11. Кривая видности человеческого глаза. Цвет и длина электромагнитной волны.

12. Фотометрия. Энергетическая и световая система единиц.

13. Точечный источник света.

14. Законы освещенности.

15. Физический смысл потока излучения, сила света, освещенности.

16. Физический смысл яркости и светимости.

17. Закон Ламберта.

18. Кандела. Эталон силы света.

19. Люмен. Люкс.

20. Призменный фотометр, фотометр Люммера-Бродхуна.

21. Шаровой фотометр, люксметр.

22. Интерференция света.

23. Когерентные и некогерентные световые волны и источники света.

24. Сложение световых волн. Принцип суперпозиции.

25. Получение когерентных световых пучков.

26. Разность фаз двух световых волн.

27. Геометрическая, оптическая длина пути. Оптическая разность хода.

28. Условия максимума и минимума при интерференции двух когерентных волн.

29. Метод Юнга.

30. Бизеркала Френеля.

31. Бипризма Френеля.

32. Билинза Бийе.

33. Зеркало Ллойда.

34. Интерференционные полосы. Ширина интерференционной полосы.

35. Интерференционная картина монохроматического и белого света.

36. Интерференция света при отражении от тонкой пластинки.

37. Интерференция света при прохождении тонкой пластинки.

38. Интерференция света в природе, в быту и технике.

39. Потеря половины длины волны.

40. Интерференция света на пленке с нулевой толщиной.

41. Полосы равного наклона.

42. Полосы равной толщины.

43. Кольца Ньютона.

44. Роль линзы для наблюдений интерференции света.

45. Многолучевая интерференция.

46. Интерферометр Фабри-Перо.

47. Просветление линз.

48. Интерференционные фильтры и зеркала.

49. Измерение длины световой волны.

50. Измерение отрезков.

51. Измерение малых углов.

52. Эталон метра.

53. Контроль качество обработки поверхности.

54. Интерферометр Майкельсона.

55. Интерферометр Жамена.

56. Микроинтерферометр Линника.

57. Дифракция света. Дифракция Френеля и Фраунгофера.

58. Принцип Гюйгенса-Френеля.

59. Зоны Френеля.

60. Амплитудные и фазовые зонные решетки.

61. Дифракция Френеля на круглом отверстии.

62. Дифракция Френеля на диске.

63. Дифракция Фраунгофера на щели.

64. Методы решения задачи дифракции Фраунгофера на одной щели.

65. Роль линзы для наблюдения дифракции Фраунгофера.

66. Дифракционный спектр монохроматического и белого света.

67. Угловая ширина дифракционного максимума.

68. Влияние на дифракционную картину ширины щели, положение щели и линзы, фокусного расстояния линзы.

69. Дифракционная решетка. Спектр дифракционной решетки.

70. Главный максимум. Уравнение главного максимума.

71. Добавочные максимумы и минимумы. Их уравнения.

72. Спектр дифракционной решетки монохроматического и белого света.

73. Перекрытие спектров.

74. Угловая дисперсия дифракционной решетки.

75. Линейная дисперсия дифракционной решетки.

76. Разрешающая способность дифракционной решетки

77. Амплитудные и фазовые дифракционной решетки.

78. Дифракция рентгеновских лучей на кристаллической решетке.

79. Формула Вульфа-Брегга.

80. Спектральный анализ рентгеновского излучения.

81. Рентгеноструктурный анализ.

82. Метод Лауэ. Метод Дебая-Шерера.

83. Голография. Получение и воспроизведение голограмм.

84. Голограммы Лейта. Голограммы Денисюка.

85. Дифракция света на ультразвуковых волнах. Определение звука ультразвука в жидкости.

86. Геометрическая оптика. Световой луч.

87. Основные законы геометрической оптики.

88. Принцип Ферма.

89. Обратимость светового луча.

90. Полное внутреннее отражение. Предельный угол.

91. Призмы, поворачивающие световой луч на 90⁰ и 180⁰.

92. Перескоп. Рефрактометр.

93. Волоконная оптика. Строение волокон.

94. Светопроводящий кабель. Волоконная линия связи.

95. Ход лучей в призмы для n_пр>n_ср и n_пр<n_ср.

96. Преломляющий угол призмы. Угол отклонения светового луча.

97. Плоское зеркало. Построение изображения точки, предмета, человека.

98. Коэффициенты отражения, пропускания, поглощения.

99. Сферическая поверхность. Выпуклое, вогнутое сферическое зеркало. Параксиальные лучи.

100. Формулы преломления света на одной сферической поверхности. Правило знаков.

101. Ход лучей в сферических зеркалах. Ход произвольного луча.

102. Построение изображений в сферических зеркалах. Действительные и мнимые изображения.

103. Формула преломления света на двух сферических поверхностях. Частные случаи. Правило знаков.

104. Тонкая линза, фокус, фокусное расстояние, фокальная плоскость, оптическая сила линзы.

105. Ход трех лучей в собирающей линзе. Ход произвольного луча.

106. Ход трех лучей в рассеивающей линзе. Ход произвольного луча.

107. Построение изображений в собирающей линзе.

108. Построение изображений в рассеивающей линзе.

109. Аберрации оптических систем: сферическая, хроматическая, астигматизм, дисторсия, кома. Их устранение.

110. Оптические свойства человеческого глаза: получение изображение строение, разрешающая способность, чувствительность, цветовое восприятие.

111. Дальнозоркость, близорукость глаза человека. Очки.

112. Лупа: ход лучей, увеличение, расстояние наилучшего видения, применение.

113. Микроскоп: устройство, ход лучей, увеличение, применение.

114. Телескоп: устройство и типы, ход лучей, увеличение.

115. Другие оптические приборы: фотоаппарат, фотоувеличитель, проекционный аппарат, эпидиаскоп, кодоскоп.

116. Дифракционная природа изображения. Разрешающая способность объектива.

117. Естественный и поляризованный свет. Свет поляризованный по кругу, по эллипсу, линейно поляризованный свет.

118. Поляризаторы и анализаторы. Виды.

119. Поляризация света при отражении от диэлектрика. Закон Брюстера. Стопа Столетова.

120. Закон Малюса.

121. Двойное лучепреломление. Обыкновенные и необыкновенные лучи. Оптическая ось и главные сечения кристалла.

122. Механизмы двойного лучепреломления в одноосных кристаллах. Волновые поверхности.

123. Анизотропная пластинка в λ, λ/2, λ/4 между поляризатором и анализатором.

124. Интерференция плоскополяризованных волн.

125. Искусственная анизотропия при деформации. Метод фотоупругости.

126. Эффект Керра. Постоянная Керра. Применение эффекта Керра.

127. Вращение плоскости поляризации кристаллами и растворами.

128. Объяснение механизма вращения плоскости поляризации по Френелю.

129. Поляриметры, сахарометры, поляризационные фильтры.

130. Устройство полутеневого анализатора.

131. Дисперсия света. Нормальная и аномальная дисперсия света.

132. Методы наблюдения дисперсии света.

133. Поглощение света. Коэффициент поглощения.

134. Основы электронной теории дисперсии света.

135. Фазовая скорость. Групповая скорость света.

136. Физическая суть эффекта Вавилова-Черенкова. Счетчики частиц.

137. Спектральные приборы. Спектроскоп, монохроматор, спектрограф, спектрометр.

138. Спектр. Линейчатый, полосатый, сплошной спектр.

139. Спектры излучения и поглощения. Их получение.

140. Качественный и количественный спектральный анализ.

141. Цвета тел. Цвет краски и лака.

142. Объяснение возникновения радуги.

143. Линейная и нелинейная оптика.

144. Оптическое детектирование, генерация гармоник, самофокусировка, многофотонные процессы.

145. Рассеяние света. Вид оптический неоднородных сред. Схемы наблюдения рассеяния света.

146. Молекулярное рассеяние света. Закон Релея. Флуктуации плотности.

147. Цвет неба (днем, утром, вечером).

148. Астрономические методы измерения скорости света.

149. Лабораторные методы измерения скорости света.

150. Современные методы измерения скорости света.

151. Эффект Доплера. Продольный и поперечный эффект Доплера.

152. Применение эффекта Доплера в радиолокации, астрономии, молекулярной физике.

153. Аберрация света.

154. Опыт Физо.

155. Опыт Майкельсона.

156. Постулаты Эйнштейна. Следствие СТО.

157. Фотоэффект. Виды фотоэффекта.

158. Работы Столетова. Законы фотоэффекта.

159. Схемы наблюдения и исследования внешнего фотоэффекта. ВАХ фотоэлемента. Задерживающий потенциал.

160. Уравнение Эйнштейна. Объяснение законов фотоэффекта.

161. Экспериментальная проверка уравнения Эйнштейна. Определение постоянной Планка, работы выхода, красные границы фотоэффекта.

162. Фотоэлемент, фотоумножитель, фотосопротивление, фотодиод, вентильный фотоэлемент.

163. Электронно-оптический преобразователь. Приборы ночного видения.

164. Давление света. Опыты Лебедева.

165. Объяснение давления света на основе электромагнитной и фотонной теории.

166. Рентгеновские лучи. Работа Рентгена. Рентгеновская трубка.

167. Тормозное рентгеновское излучение, его спектр. Коротковолновая граница.

168. Характеристическое рентгеновское излучение. Его спектр. Закон Мозли.

169. Эффект Комптона.

170. Опыт Боте.

171. Тепловое излучение.

172. Энергетическая светимость. Спектральная плотность энергетической светимости. Поглощательная способность.

173. Абсолютно черное тело. Модели абсолютно черного тела.

174. Закон Кирхгофа. Следствия закона Кирхгофа.

175. Закон Стефана-Больцмана. Закон Вина. Закон смещения Вина.

176. Спектр излучения абсолютно черного тела.

177. Формула Релея-Джинса. Ультрафиолетовая катастрофа.

178. Формула Планка. Связь формулы Планка с законами теплового излучения.

179. Экспериментальное определение постоянной Планка. Методы измерения температур тел.

180. Оптические пирометры (радиационный, яростный, цветовой).

181. Тепловые источники света.

182. Определение солнечной постоянной.

Вопросы экзаменационных билетов.

(второй вопрос)

1. Предмет оптики. Краткий исторический обзор учения о свете. Волновые свойства света. Квантовые свойства света.

2. Электромагнитная теория света.

3. Источники и приемники света.

4. Основные энергетические и световые величины и их единицы. Фотометрия.

5. Явление интерференции. Методы наблюдения интерференции в оптике: схема Юнга, бипризма Френеля.

6. Методы наблюдения интерференции в оптике: зеркала Френеля, билинза Вийе, зеркало Ллойда.

7. Интерференция в тонких пленках и пластинках.

8. Полосы равной толщины и равного наклона.

9. Кольца Ньютона.

10. Многолучевая интерференция. Интерферометр Фабри-Перо. Применение в науке и технике.

11. Интерферометры: Майкельсона, Жамена, Линника. Применение.

12. Интерференционные фильтры. Просветление линз. Применение.

13. Явление дифракции. Принцип Гюйгенса-Френеля. Дифракция Френеля. Зоны Френеля.

14. Объяснение прямолинейности распространения света по волновой теории.

15. Зонная пластинка. Дифракция Френеля на круглом отверстии, на круглом экране, на краю полубесконечного экрана.

16. Дифракция Фраунгофера на щели.

17. Дифракционная решетка. Дисперсия и разрешающая способность решетки. Применение дифракционных решеток.

18. Дифракция рентгеновских лучей. Формула Вульфа-Брегга.

19. Дифракция света на ультразвуковых стоячих волнах.

20. Понятие о голографии. Применение в науке и технике.

21. Геометрическая оптика как предельный случай волновой оптики. Принцип Ферма. Законы отражения и преломления света.

22. Полное внутреннее отражение. Волоконная оптика. Применение в науке и технике.

23. Призмы.

24. Отражение и преломление света на сферической поверхности. Зеркала.

25. Тонкие линзы. Формулы линзы. Оптическая сила линзы.

26. Аберрация линз (сферическая, хроматическая, астигматизм, кома, дисторсия).

27. Глаз как оптическая система. Оптические приборы (лупа, микроскоп, телескоп, фотоаппарат, эпидиаскоп).

28. Дифракционная природа изображения. Разрешающая способность оптических приборов.

29. Поляризованный и неполяризованный свет. Поляризаторы и анализаторы. Закон Малюса.

30. Эллиптическая, линейная и круговая поляризация.

31. Поляризация света при отражении от диэлектрика. Угол Брюстера.

32. Поляризация света при двойном лучепреломлении. Дихроизм.

33. Пластинки λ/4 и λ/2. Интерференция плоскополяризованных волн.

34. Искусственная анизотропия. Фотоупругий эффект, эффект Керра.

35. Вращение плоскости поляризации. Поляризационные приборы и их применение.

36. Дисперсия света. Нормальная дисперсия. Аномальная дисперсия. Коэффициент поглощения.Электронная теория дисперсии и поглощения света.

37. Фазовая и групповая скорости. Эффект Вавилова-Черенкова.

38. Спектр испускания и поглощения. Спектральный анализ. Спектрометры. Цвета тел. Радуга.

39. Понятие о нелинейной оптики.

40. Явление рассеяния света. Закон Релея. Поляризация рассеянного света. Молекулярное рассеяние света. Цвета неба и зорь.

41. Скорость света. Классические опыты по измерению скорости света. Аберрация света.

42. Опыты по распространению света в движущейся среде: опыты Физо и Майкельсона.

43. Эффект Доплера в оптике.

44. Современные методы измерения скорости света.

45. Фотоэлектрический эффект. Фотоны. Уравнение Эйнштейна.

46. Фотоэлемент. Фотоумножитель, электронно-оптический преобразователь. Опыты Вавилова.

47. Давление света. Опыты Лебедева. Объяснение давления света на основе электромагнитной и фотонной теории света.

48. Получение рентгеновских лучей. Тормозное и характеристическое излучение и их спектры. Опыт Боте. Применение рентгеновских лучей.

49. Эффект Комптона.

50. Тепловое излучение. Лучеиспускательная и поглощательная способность тела. Излучение абсолютно черного тела. Закон Кирхгофа и его следствия.

51. Закон Стефана-Больцмана. Закон смещения Вина. Распределение энергии в спектре излучения абсолютно черного тела.

52. Формула Релея Джинса. Квантование энергии излучения. Формула Планка, ее связь с законами Стефана-Больцмана и Вина.

53. Оптические пирометры.

54. Расчет солнечной постоянной, энергии излучения земли, энергии поступающей на землю от солнца. Расчет энергии, излучаемой солнцем за одну секунду, за сутки, за год. Расчет массы, сгораемой на солнце за 1 секунду, времени жизни солнца.

Учебное издание

Оптика

Методические указания

Редактор и компьютерная верстка В.А.Меркушева

Сдано 14.11.2013 г.

Подписано в печать 13.12.2013 г.

Формат 60х84/16

Бумага офсетная. Печать на ризографе.

Гарнитура Таймс

Усл.печ.л. 5. Тираж 100. Заказ № 23

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: