Программа экзамена:
1. Волновое уравнение. Монохроматические волны. Комплексная амплитуда. Уравнение Гельмгольца.
2. Монохроматические волны. Комплексная амплитуда. Уравнение плоской и сферической волн. Интерференция плоской и сферической волн.
3. Интерференция монохроматических волн. Ширина интерференционных полос. Видность полос.
4. Влияние немонохроматичности света на видность интерференционных полос. Понятие о временной когерентности. Связь времени когерентности с шириной спектра: соотношение неопределённостей.
5. Видность интерференционных полос при использовании квазимонохроматических источников света. Максимальное число наблюдаемых полос. Максимально допустимая разность хода в интерференционных опытах.
6. Апертура интерференционной схемы и влияние размеров источника на видность интерференционных полос. Понятие о пространственной когерентности. Радиус пространственной когерентности.
7. Связь радиуса пространственной когерентности с угловым размером протяженного источника. Видность интерференционных полос при использовании протяженных источников света. Звездный интерферометр Майкельсона.
10. Принцип Гюйгенса-Френеля. Количественная формулировка принципа Гюйгенса-Френеля. Волновой параметр как критерий подобия дифракционных явлений.
11. Дифракция Френеля на круглом отверстии. Спираль Френеля. Пятно Пуассона и условия его наблюдения.
12. Зонная пластинка Френеля. Интенсивность света в фокусе зонной пластинки. Идеальная линза. Фокусировка света.
13. Волновой параметр (число Френеля). Условие наблюдения дифракции Френеля и Фраунгофера. Область геометрической оптики.
14. Дифракция Фраунгофера. Связь с преобразованием Фурье. Дифракция Фраунгофера на щели и круглом отверстии. Поле в фокальной плоскости линзы.
15. Дифракция Фраунгофера в оптических приборах. Разрешающая способность телескопа и микроскопа. Критерий Релея.
16. Дифракционная решетка как спектральный прибор. Разрешающая способность и область дисперсии. Разрешающая способность призмы.
18. Интерферометр Фабри-Перо как оптический резонатор. Разрешающая способность интерферометра, связь с добротностью.
19. Дифракция Френеля на периодических структурах. Эффект саморепродукции.
20. Принципы Фурье-оптики: представление произвольной волны в виде суперпозиции плоских волн разных направлений. Пространственное преобразование Фурье. Пространственная частота. Метод Релея в задачах дифракции.
21. Теория Аббе формирования оптического изображения. Фурье-плоскость оптической системы.
22. Принципы пространственной фильтрации. Методы наблюдения фазовых структур.
23. Поле в фокальной плоскости линзы. Связь с преобразованием Фурье.
24. Дифракция Фраунгофера на амплитудной и фазовой синусоидальной решетке.
25. Методы наблюдения прозрачных (фазовых) структур. Методы темного поля и фазового контраста.
26. Голография. Голограмма точечного источника (голограмма Габора). Разрешающая способность голограммы. Понятие о голограмме с наклонным опорным пучком.
27. Объёмная голограмма. Восстановление изображения объёмной голограммой.
28. Электромагнитные волны на границе раздела двух диэлектриков. Явление Брюстера. Поляризация отражённой и преломлённой волн.
29. Способы получения линейно-поляризованного света. Дихроизм. Поляроиды. Закон Малюса.
30. Электромагнитные волны в одноосных кристаллах. Обыкновенная и необыкновенная волны. Кристаллические пластинки λ / 2 и λ / 4.
31. Двулучепреломление. Интерференция поляризованных волн.
32. Нелинейная поляризация среды. Генерация второй гармоники. Условие фазового синхронизма. Оптическое детектирование света в кристаллах.
33. Нелинейные оптические эффекты. Самофокусировка. Пороговая мощность.
34. Дисперсия. Фазовая и групповая скорости. Формула Релея. Классическая теория дисперсии. Дисперсия в ионосфере и металлах.