Програма по дисциплината: оптика включена в учебния план на специалност: физика степен на обучение: бакалавър кредити (ects): 5 катедра: физика на кондензираната материя

Програмата на курса следва традициите в преподаването на оптиката в катедрата по ФКМ от времето на акад. Г. Наджаков най-напред в курса по Опитна физика, а от 60-те – 70-те години на ХХ век в курса по Обща физика. Новото развитие на оптиката, свързано преди всичко с лазерите, е причина за включването на нови раздели към курса като нелинейната оптика, а също – за промяна на изложението на други въпроси.

Както и в курса по електричество и магнетизъм, използваните модели са по възможност прости и адекватни на оптичните явления. Целта е чрез моделите да се обяснят експериментите и процесите, като обясненията отговарят на съвременните схващания за електромагнетизма, линейното и нелинейното взаимодействие на светлината с веществото, квантовата механика и др. В курса по оптика се започва от явленията, по метода на индукцията се излагат основни закономерности и се достига до общо изложение на основните идеи от геометричната, вълновата и квантовата оптика. Особено внимание се отделя на оптични апарати и методики, светлинни източници и детектори, спектрални апарати, холографски методи и др.

В курса се следват трите основни линии в развитието на оптиката като раздел от общата физика:

Развитието на възгледите за същността на светлината като вълна, електромагнитна вълна, а също – повратът от класическа към квантова физика, осъществен именно в оптиката при изследванията по излъчване и поглъщане на светлината.

Приложната оптика – изложение на физичните характеристики на окото, лещите, оптичните апарати – лупа, микроскоп, телескоп и др., фотометрията и колориметрията, светлинните източници и детектори, интерференчни, дифракционни и поляризационни методики, спектрални апарати и др.

Взаимодействие на светлината с веществото в линейната и нелинейната оптика. При изследванията на взаимодействието на електронната подсистема на атомите и молекулите в газово и кондензирано състояние с електромагнитните вълни от оптичния диапазон се проявяват квантовите особености на светлината. В курса се излагат накратко основните идеи на квантовата електроника н някои явления в нелинейната оптика.

Неделима част от лекциите са многобройните физични демонстрации, които в оптиката са особено красиви и впечатляващи и непосредствено се използват при развитието на съответните въпроси.

Семинарните упражнения към курса включват решаването на задачи от основните раздели. Тяхната цел е да илюстрират оптичните явления и закони с подходящи количествени примери и да се развият умения за намиране на решения и интерпретация на резултатите в конкретни ситуации.

Б. СЪДЪРЖАНИЕ НА УЧЕБНАТА ПРОГРАМА:

Лекции (упражнения)

№	Тема	Часове
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.	І. Основни свойства на светлината Основни оптични явления в природата и в началните изследвания по оптика (отражение, пречупване, цвят, температурно излъчване); теории за същността на светлината – исторически преглед; измерване на скоростта на светлината; ефекти на Доплер и на Черенков. ІІ. Геометрична оптика Приближение и закони на геометричната оптика; принцип на Ферма; извод на законите за отражение и пречупване на електромагнитни вълни на границата на два диелектрика, формули на Френел, пълно вътрешно отражение, световоди. Центрирани оптични системи. Пречупване от сферична повърхнина. Тънка и дебела леща. Пречупване от сложни централни оптични системи. Недостатъци на на оптичните системи. Лупа, микроскоп, телескоп, проекционен апарат. Окото като оптичен апарат. ІІІ. Вълнова оптика Интерференция и дифракция на светлината. Интерференция на два снопа – условия. Кохерентност – времева и пространствена. Способи за получаване на кохерентни снопове. Интерферометри с два снопа (интерферометри на Майкелсон и на Жамен). Многолъчева интерференция (интерферометри на Фабри-Перо и на Лумер-Герке). Френелова дифракция – принцип на Хюйгенс-Френел. Фраунхоферова дифракция от един процеп. Дифракционна решетка. Характеристики на спектралните апарати. Дифракция на рентгенови лъчи в кристали. Холография. Поляризация на светлината. Свойства и видове поляризирана светлина. Поляризация при отражение. Двойно пречупване в анизотропни среди. Интерференция на поляризирана светлина. Въртене равнината на поляризация – естествена оптична активност, ефекти на Фарадей и на Кер. ІV. Измерване интензитета на лъчението и взъимодействие на оптичните вълни с веществото Измерване интензитета на лъчението. Източници на светлина – характеристики. Детектори – характеристики. Основи на фотометрията. Колориметрия. Класическо взаимодействие на светлината с веществото. Дисперсия на светлината – дисперсионни апарати и теория на дисперсията в диелектрици. Поглъщане и разсейване на	5 (2) 7 (4) 7 (6) 12 (8) 7 (4) 4 (-) 7 (3)
№	Тема	Часове
8. 9.	светлината в нехомогенни среди, молекулно и раманово разсейване. Оптика на металите – разпространение, отражение и пречупване на светлината върху границата на метала. V. Квантова оптка Поглъщане и излъчване на светлината. Лазери. Фотоефект – обяснение. Регистрация на фотони. Спектър на излъчване, видове излъчване – некохерентно (топлинно, луминисценция), кохерентно. Закони и изследване на температурното излъчване. Стимулирано излъчване. Инверсна населеност. Лазери. Нелинейна оптика. Нелинейна поляризация на светлината – удвояване на честотата. Нелинейни параметрични ефекти. Нелинейна поправка към показателя на пречупване – самофокусиране и самодефокусиране.	8 (3) 3 (-)

В. Формата на контрол е:

Изпит за дисциплината и текуща оценка за семинарните упражнения към нея.

1.Оценка не по-ниска от среден (3) от текущия контрол на семинарните упражнения.

Контролът на семинарните упражнения се провежда от техния ръководител. Той се изразява в провеждане на контролни работи върху задачи от всеки изучаван раздел. Общата текуща оценка от семинарните упражнения е осреднената оценка от всички контролни.

Оценяването на изпита се извършва при устна беседа по 2 (3) въпроса от двете части на програмата. Беседата се провежда от преподавателя и ръководителя на семинарните упражнения. Следват се общоприетите във Физическия факултет академични критерии. При оформяне на общата оценка с относително тегло около 20% се взема предвид текущата оценка от семинарните упражнения.

1. 
   Ив. Лалов, “Електричество, магнетизъм, оптика – първото велико обединение”, София, Издателство на СУ, 2001, 2005.
   

1. 
   М. Илиев, “Оптика”, Издателство на СУ, София, 1998.
   
2. 
   Е. Наджаков, “Физика. Електромагнитни и оптични явления”, Издателство на СУ, София, 2004.
   
3. 
   Д. Сивухин, “Общий курс физики. Оптика”, “Наука”, Москва, 1980.
   
4. 
   Г. Ландсберг, “Оптика”, “Наука”, Москва, 1976.
   

Дата: 01.10.2008 г. Съставил програмата: