Фізична оптика

Фізи́чна о́птика (відома також як хвильова оптика) — розділ оптики, у якому вивчаються явища інтерференції, дисперсії, дифракції, поляризації світла та інші процеси, в яких наближення геометричної оптики не справджується. Базується на принципі Гюйгенса, згідно з яким кожна точна хвильового фронту є джерелом хвиль, що розповсюджуються у всіх напрямках. Іншим важливим принципом є принцип суперпозиції, який визначає що в лінійних системах значення амплітуди хвилі в певній точці простору визначається амплітудами хвиль, які проходять через цю точку, з врахуванням фаз.

1. Хвильова оптика. Інтерференція світла (закінчення).

Багатопроменева інтерференція. Багатопроменева інтерференція в тонких плівках.

2. Хвильова оптика. Дифракція світла (початок).

Дифракція світла – сукупність явищ, що обумовлені хвильовою природою світла та спостерігаються при його поширенні в середовищі з різко вираженою оптичною неоднорідністю (отвори в екранах, границі непрозорих тіл тощо).

В більш вузькому сенсі під дифракцією світла розуміють огинання світлом зустрічних перешкод, тобто відхилення від закону прямолінійного поширення.

Для опису поширення світла за наявності таких різко виражених неоднорідностей застосовують принцип Гюйгенса-Френеля.

Принцип Гюйгенса-Френеля:

1. В кожний момент часу кожну точку електромагнітної хвилі можна представити як точкове джерело вторинних хвиль, які поширюються в усіх напрямках та є когерентними між собою.

2. Результат дії електромагнітної хвилі у будь-якій досліджуваній точці можна представити як результат інтерференції (взагалі, багатопроменевої) зазначених вторинних хвиль.

Інше формулювання п.2: світлове поле, що виникає в результаті інтерференції зазначених вторинних хвиль, бігається з реальним полем електромагнітної хвилі в досліджуваній точці.

Дифракція Френеля та Фраунгофера, різниця між ними.

Дифракція Френеля. Метод зон Френеля. Зонна діаграмма. Пляма Араго-Пуассона.

Джерела

• Akhmanov, A ; Nikitin, S. Yu (1997). Physical Optics. Oxford University Press. ISBN 0-19-851795-5.
• Max Born, Emil Wolf Principles of Optics: Electromagnetic Theory of Propagation, Interference and Diffraction of Light, Cambridge University Press.

Література

• Коливання та хвилі. Хвильова оптика : навч. посіб. / М. В. Ушкац, С. С. Коваль, Ж. Ю. Буруніна ; під ред. О. О. Мочалова ; Нац. ун-т кораблебудування ім. адмірала Макарова. - Миколаїв : НУК, 2011. - 137 с. : рис. - Бібліогр.: с. 134. - 100 прим. - ISBN 978-966-321-202-9
• Фізичні основи моделювання хвильових електромагнітних процесів в оптиці / П. С. Кособуцький, М. С. Каркульовська, М. С. Сегеда; Нац. ун-т "Львів. політехніка". - Л., 2003. - 209 c. - (Прикладна і комп'ют. фізика"; № 3). - Бібліогр.: с. 205-207.
• Фізична оптика. Фізика атома. Фізика напівпровідників : навч. посіб. до лаб. робіт з дисципліни "Фізика" : (для студ. всіх спец. ВНЗів) / Анатолій Володимирович Тишкевич, Володимир Михайлович Костенко; В.о. Донбас. держ. машинобуд. акад..– Краматорськ : ДДМА, 2011.– 123 с.– 60 пр.– Бібліогр.: с. 123 . – ISBN 978-966-379-480-8
• Хвильова оптика та квантова фізика : навч. посібник до лаб. практикуму / Л. С. Завертанна [та ін.] ; Харківський авіаційний ін-т ім. М.Є. Жуковського. - Х. : [б.в.], 1997. - 149 с.
• 1.     Кучерук І.М., Горбачук І.Т., Луцик П.П. Загальний курс фізики. (у 3-х т.). Т.3. Оптика. Квантова фізика. Електрика і магнетизм. - К.: Техніка, 1999. Параграфи 3.5, 4.1, 4.2.