СОФИЙСКИ УНИВЕРСИТЕТ “СВ. КЛИМЕНТ ОХРИДСКИ”
ФИЗИЧЕСКИ ФАКУЛТЕТ
Утвърдена с Протокол на ФС N: …../ ……..
Декан:
/доц. д-р Д. Мърваков/
УЧЕБНА ПРОГРАМА
ПО ДИСЦИПЛИНАТА: Теоретични основи на приложна оптика
ВКЛЮЧЕНА В УЧЕБНИЯ ПЛАН НА СПЕЦИАЛНОСТ: Инженерна физика
СТЕПЕН НА ОБУЧЕНИЕ: Бакалавър
КАТЕДРА: Оптика и спектроскопия
ИЗВАДКИ ОТ УЧЕБНИЯ ПЛАН
Вид на занятията:
|
Семестър:
|
Хорариум-часа/
седмично:
|
Хорариум-часа
Общо:
| Лекции |
7
|
4
|
60
|
Семинарни упражнения
|
7
|
2
|
30
|
Практически упражнения
|
|
-
|
-
|
Общо часа:
|
|
6
|
90
|
Форма на контрол:
|
|
|
изпит
|
А. АНОТАЦИЯ
Курсът е предназначен за по-задълбочено запознаване на студентите с физико-теоретичния базис на геометричната оптика, фотометрията, вълновата, молекулната, статистическата и квантовата оптика. Разглежданите въпроси допълват задължителния курс по оптика, като най-голямо внимание се отделя на въпросите свързани с кохерентност, дифракция и поляризационни характеристики на оптичното лъчение.
Б. СЪДЪРЖАНИЕ НА УЧЕБНАТА ПРОГРАМА:
Лекции
№
|
Тема на занятието
|
Брой часове
|
1.
|
Оптични лъчения като поток на енергия. Светлина. Геометричен фактор на лъчистия сноп. Колимиран сноп. Физичен лъч. Видове взаимодействия на оптичните лъчения със среди и граници.
|
2
|
2.
|
Геометричен лъч като идеализация на физичен лъч. Основни понятия и закони на геометричната оптика. Геометрична теория на формиране на образа. Стигматизъм.
|
2
|
3.
|
Параксиално приближение (Гаусова оптика). Спрегнати точки на оптичната система. Инварианти на Абе и Лагранж-Хелмхолц.
|
2
|
4.
|
Идеални центрирани оптични ситеми. Таутохронизъм на оптични системи. Кардинални точки. Основни параметри на оптичните системи.
|
2
|
5.
|
Геометрични аберации. Хроматична аберация. Кръгче на разсейване и разделителна способност на оптичната система. Граници на геометричната оптика
|
2
|
6.
|
Око като оптичен уред. Пространствена разделителна способност на окото. Стереоскопично зрение.
|
2
|
7.
|
Основни фотометрични величини. Изменение на лъчистата яркост при взаимодействие със среди и граници. Инвариант на Щраубел.
|
2
|
8.
|
Спектрални координати и спектрални коефициенти. Връзка между съответните лъчисти и светлинни фотометрични величини. Граници на фотометрията.
|
2
|
9.
|
Вълнова природа на оптичните лъченията. Плоски вълни като идеализация на реални оптични лъчения. Поляризационни характеристики на оптични вълни. Взаимодействие на вълната с изотропна среда при феноменологично описание на явлението.
|
2
|
10.
|
Взаимодействие на вълните с гранични повърхности. Формули на Френел и Сивухин. Пълно вътрешно отражение и оптични вълноводи.
|
2
|
11.
|
Плоски светлинни вълни в анизотропни средии. Лъчев и вълнов вектори, вълнов фронт и фазова повърхнина. Двойно лъчепречупване. Изкуствена анизотропия.
|
3
|
12.
|
Вектор на Максуел и матрица на Джоунс. Фазови пластинки.
|
2
|
13.
|
Интерференчна схема на Юнг. Наблюдаемост на интерференчни явления и кохерентност.
|
2
|
14.
|
Интерференция на поляризираните вълни. Локализация на интерференчните ивици в различни схеми на интерференция.
|
2
|
15.
|
Дифракция. Принцип на Хюйгенс-Френел. Интеграл на Кирхоф.
|
2
|
16.
|
Дифракция на Френел. Зони на Френел и Шустър.
|
2
|
17.
|
Формиране на образа в оптичната система в рамките на дифракционна теория. Вълнови аберации.
|
2
|
18.
|
Дифракция на Фраунхофер. Дифракционни решетки.
|
2
|
19.
|
Основи на холографията.
|
2
|
20.
|
Граници на вълновата оптика. Нелинейна оптика. Самофокусиране. Оптични солитони.
|
2
|
21.
|
Взаимодействие на електромагнитната вълна с вещество в рамки на молекулната оптика. Теорема на Евалд-Озеен.
|
2
|
22.
|
Дисперсия на показателя на пречупване. Поглъщане и аномална дисперсия. Формула на Лорентц-Лоренц. Молекулна рефракция. Оптика на метали.
|
3
|
23.
|
Пространствена дисперсия и оптична активност. Ефект на Фарадей. Дихроизъм.
|
2
|
24.
|
Ефект на Зееман. Ефект на Щарк. Ефект на Кер. Линеен ефект на Покелс.
|
2
|
25.
|
Рейлиево разсейване. Ефект на Раман. Разсейване на Манделштам-Брилюен.
|
2
|
26.
|
Оптично лъчение в кухина с крайни размери. Формула на Планк. Квантуване на лъчението. Коефициенти на Айнщаин. Фотонни състояния, класическа граница
|
2
|
27.
|
Статистически явления в оптиката. Флуктуации на оптичното лъчение. Случайни процеси, корелационни функции. Теорема на Винер-Хинчин.
|
2
|
28.
|
Взаимна кохерентност. Теорема на Ван Цитер-Цернике. Кохерентности от висши порядъци. Интерферометър на Браун-Туис.
|
2
|
29.
|
Спекли. Разпространение на оптичните лъчения в случайно-нехомогенни среди. Оптика на турбулентната атмосфера.
|
2
|
Семинари упражнения
№
|
Тема на занятието
|
Брой часове
|
1.
|
Преминаване на колимирани снопове през ламинарни оптични среди.
|
2
|
2.
|
Распространение на оптичните лъчения в градиентни среди.
|
2
|
3.
|
Декартово правило на знаците. Референтни равнини. Пространствен интервал. Оптичен косинус. ABCD матрица.
|
3
|
4.
|
Пречупване и отражение на светлинните снопове от сферични повърхнини.
|
2
|
5.
|
Пресмятане на прости оптични системи.
|
2
|
4.
|
Напречно и надлъжно увеличение.
|
1
|
5.
|
Роля на диафрагми. Винетиране. Каустика.
|
2
|
6.
|
Яркостен контраст и неговото изменение при разпространение на оптичните лъчения.
|
2
|
7.
|
Поляризационни филтри на Шолц и Лио.
|
2
|
8.
|
Вектор на Стокс. Матрица на Мюлер.
|
3
|
9.
|
Фотонни кристали.
|
1
|
10
|
Гаусови снопове. Формули на Когелник.
|
2
|
12.
|
Поглъщане и излъчване на светлина. Лазер.
|
3
|
13.
|
Детектори на оптичните лъчения. Шумове.
|
3
|
В. Формата на контрол е: изпит. Студентите се изпитват писмено с избраните от тях въпроси от конспекта на лекциите. За уточняване на познанията на студентите (при желание от тяхната страна, с цел повишаване на оценката) преподавателят може да извърши и устно препитване на студента в присъствие на асистента.
-
“Отличен” (5,5-6): Цялостно усвояване на материала и показаните възможности за прилагането му;
-
“Мн.добър” (4,5-5,5): Частични пропуски при усвояване на материала и малки затруднения при прилагането му;
-
“Добър” (3,5-4,5): Усвоена е по-голямата част от материала и са показани известни умения за прилагането му;
-
“Среден” (3,0-3,5): Посредствени познания на материала и значителни затруднения при прилагането му.
Крайната оценка се формира с отчитане на участие на студентите в семинарни упражнения (15%) и подготовка на реферат на съгласувана с преподавателя тема (20%)
Г. Основна литература:
1.Сивухин В.Д. Оптика.-М.: Наука, 1980.
2.Goodman J.H. Statistical Optics.-N.-Y.: John Wiley&Sons Publ., 1985.
3.Джерард А., Берч Дж. М. Введение в матричную оптику.-М.: Мир, 1978.
4.Тарасов Л.В. Введение в квантовую оптику.-М.: ВШ, 1987.
5.Мак-Картни Э. Оптика атмосферы.-М.: Мир, 1979.
Д. Допълнителна литература:
1.Haferkorn H. Optik.-Berlin, DVW, 1980.
2.Ландсберг Г.С. Оптика.-М.: Наука, 1976.
3.Solimeno S. e.a. Guiding, Diffraction, and Confinement of Optical Radiation. –Orlando, AP, 1986.
4.Haus H.A. Waves and Fields in Optoelectronics.-N.Jersey, Prentice-Hall, 1984.
5.O’Neill E.L. Introduction to Statistical Optics.-Reading: Addison-Wesley Publ., 1963.
6.Волькенштейн М.В. Молекулярная оптика.-М.:, ГИТТЛ, 1951.
7.Goodman J.W. Introduction to Fourier Optics.-N.-Y.: McGraw-Hill, 1968.
8.Лоудон Р. Квантовая теория света.-М.: Мир, 1976
9.Иванов А.П. и др. Распространение света в плотно-упакованных дисперсных средах.-Минск, НТ, 1988.
Сподели с приятели: |