Самостоятельная работа Лекции Семинары Лабораторные работы 1

N раз- дела	Наименование раздела	Трудоёмкость (академических часов) и содержание занятий				Форма текущего контроля
		Аудиторная работа			Самостоятельная работа
		Лекции	Семинары	Лабораторные работы	Самостоятельная работа
1	Электромагнитная теория света.	4 часа. Лекции 1,2 Предмет изучения и разделы оптики. Уравнения Максвелла и материальные уравнения. Волновое уравнение. Скорость света. Бегущие электромагнитные волны. Плоские и сферические волны. Гармоническая волна и комплексная форма ее представления. Модели реальных световых волн, модулированные волны - световые пучки и импульсы.	4 часа. Семинары 1,2 Решение задач по темам: Геометрическая оптика. Зеркала, линзы и оптические системы. Кардинальные элементы оптической системы. Построение изображений. Схемы оптических приборов. 2 часа. Семинар 3 Решение задач по темам: Уравнения Максвелла и материальные уравнения. Волновое уравнение. Электромагнитные волны и их основные свойства. Комплексная форма представления волны. Бегущие плоские и сферические волны.		9 часов. Решение задач по темам семинаров 1,2,3. Работа с лекционным материалом.	ДЗ, Т, КР, Об,
		2 часа. Лекция 3 Свойства плоских волн. Ориентация и взаимосвязь полевых векторов. Поляризация света. Поток энергии электромагнитной волны. Вектор Умова-Пойнтинга. Интенсивность света. Энергетика световых пучков и импульсов. Закон изменения энергии электромагнитного поля. Объемная плотность импульса и давление электромагнитной волны.	2 часа. Семинар 4. Стоячая электромагнитная волна: ориентация и взаимосвязь полевых векторов, узлы и пучности. Перенос энергии в стоячей волне. Плотность потока энергии и объемная плотность импульса электромагнитных волн. Интенсивность и давление света. 4 часа. Семинары 5,6 Поляризация света: линейная, круговая и эллиптическая поляризации. Закон Малюса. Методы получения и анализа поляризованного света. Естественно поляризованный свет.		9 часов. Решение задач по темам семинаров 4,5,6. Работа с лекционным материалом.
		2 часа. Лекция 4 Метод спектрального описания волновых полей. Фурье-анализ и фурье-синтез волновых полей. Преобразования Фурье. Спектральные амплитуда, фаза и плотность. Свойства преобразований Фурье. Соотношение между длительностью импульса и шириной спектра. Теорема Планшереля. Спектральная плотность интенсивности.	4 часа. Семинары 7,8. Преобразования Фурье. Спектральные амплитуда, фаза и плотность интенсивности. Спектры и спектральные плотности интенсивности различных сигналов (прямоугольный импульс, затухающий квазигармонический сигнал).		6 часов. Решение задач по темам семинаров 7,8. Работа с лекционным материалом.
		2 часа. Лекция 5. Классическое описание излучения света. Дипольное излучение осциллятора. Затухающий осциллятор как модель излучающего «атома», время радиационного затухания. Естественная форма и ширина линии излучения. Излучение ансамбля статистически независимых осцилляторов. Ударное и доплеровское уширения спектральной линии. Однородное и неоднородное уширения линии.	2 часа. Семинар 9 Контрольная работа	…	4 часа. Подготовка к контрольной работе.
2	Интерференция света.	2 часа. Лекция 6. Интерференция света. Двухволновая интерференция монохроматических волн. Уравнение интерференции и функция видности. Линейная и угловая ширины интерференционных полос. Интерференция квазимонохроматического света. Спектральное описание, время и длина когерентности. Временное описание, функция временной корреляции. Взаимосвязь спектра и функции временной корреляции, понятие о фурье-спектроскопии. Степень временной когерентности и функция видности.	4 часа. Семинары 10,11. Двухволновая интерференция. Уравнение интерференции и функция видности. Схема Юнга. Анализ простейших интерференционных схем (бизеркало и бипризма Френеля, билинза Бийе, зеркало Ллойда). 4 часа. Семинары 12,13. Интерференция квазимонохроматического света на примере схемы Юнга. Функция видности. Длина и время когерентности. Анализ спектральных характеристик источника по интерференционной картине. Временное описание, функция временной корреляции.		6 часов. Решение задач по темам семинаров 10,11. Работа с лекционным материалом.	ДЗ, Т, КР, Об,
		2 часа. Лекция 7. Пространственная когерентность. Угол и радиус когерентности. Звездный интерферометр Майкельсона. Функция пространственно-временной корреляции. Степень пространственно-временной когерентности и функция видности.	4 часа. Семинары 14,15. Интерференция света протяженных квазимонохроматических источников на примере схемы Юнга. Пространственная когерентность, угол и радиус когерентности. Зависимость видности интерференционной картины от размеров источника.		6 часов. Решение задач по темам семинаров 14,15. Работа с лекционным материалом.
		2 часа. Лекция 8. Методы получения интерференционных картин - деление волнового фронта и деление амплитуды, реализации методов. Интерференция в тонких пленках. Полосы равной толщины и равного наклона. Многоволновая интерференция. Формулы Эйри. Интерферометр Фабри-Перо и пластинка Люммера-Герке. Интерференционные фильтры и зеркала.	2 часа. Семинар 16. Интерференция в тонких пленках. Полосы равной толщины и равного наклона, их локализация. 4 часа. Семинары 17,18. Многоволновая интерференция. Формулы Эйри. Интерферометр Фабри-Перо и пластинка Люммера-Герке. 2 часа. Семинар 19 Контрольная работа		9 часов. Решение задач по темам семинаров 16-18. Работа с лекционным материалом. 4 часа. Подготовка к контрольной работе.
3	Дифракция света.	2 часа. Лекция 9. Дифракция света. Принципы Гюйгенса и Гюйгенса-Френеля. Дифракционный интеграл Френеля. Теорема обратимости Гельмгольца. Принцип дополнительности Бабине. Метод зон Френеля. Радиус и площадь зоны Френеля. Число Френеля. Метод векторных диаграмм. Зонные пластинки и линза.	2 часа. Семинар 20. Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Дифракция на круглом отверстии, спираль и зоны Френеля.	…	3 часа. Решение задач по теме семинара 20. Работа с лекционным материалом.	ДЗ, Т, КР, Об
		2 часа. Лекция 10. Простейшие дифракционные задачи. Дифракция на круглом отверстии и круглом экране, спираль Френеля. Пятно Пуассона. Дифракция на крае полубесконечных экрана и щели, спираль Корню. Ближняя и дальняя зоны дифракции. Дифракционная длина. Дифракционная расходимость пучка в дальней зоне. Фокусировка света, как дифракционное явление.	2 часа. Семинар 21. Дифракция на непрозрачном диске, пятно Пуассона. Зонные пластинки и линза. Ближняя и дальняя зоны дифракции. Дифракционная длина.		3 часа. Решение задач по теме семинара 21. Работа с лекционным материалом.
		2 часа. Лекция 11. Недостатки принципа Гюйгенса-Френеля. Понятие о теории дифракции Кирхгофа. Дифракционный интеграл Френеля-Кирхгофа. Приближения Френеля и Фраунгофера. Дифракция в дальней зоне как пространственное преобразование Фурье. Угловой спектр пучка. Связь ширины спектра с поперечными размерами пучка.	2 часа. Семинар 22. Дифракционный интеграл Френеля-Кирхгофа. Приближения Френеля и Фраунгофера. Функция пропускания. Дифракция в дальней зоне как пространственное преобразование Фурье. Угловой спектр пучка. Связь ширины спектра с поперечными размерами пучка.		3 часа. Решение задач по теме семинара 22. Работа с лекционным материалом.
		2 часа. Лекция 12. Дифракция Фраунгофера на пространственных структурах: прямоугольном отверстии, круглом отверстии и щели. Функция пропускания. Амплитудные и фазовые дифракционные решетки. Распределение интенсивности в дифракционной картине, интерференционная функция. Дифракция на акустических волнах	2 часа. Семинар 23. Дифракция Фраунгофера на прямоугольном и круглом отверстиях, щели.Дифракционная решетка. Распределение интенсивности в дифракционной картине.		3 часа. Решение задач по теме семинара 23. Работа с лекционным материалом.
4	Спектральный анализ световых полей.	2 часа. Лекция 13. Спектральный анализ световых полей. Спектроскопия с пространственным разложением спектров. Дисперсионные, дифракционные и интерференционные спектральные приборы. Их основные характеристики – аппаратная функция, угловая и линейная дисперсии, разрешающая способность и область дисперсии. 2 часа. Лекция 14. Преобразование и синтез световых полей. Понятие о дифракционной теория формирования изображений. Роль дифракции в приборах, формирующих изображение: линзе, телескопе и микроскопе. Специальные методы наблюдения фазовых объектов: метод темного поля и метод фазового контраста. Запись и восстановление светового поля. Голография.	4 часа. Семинары 24,25. Основные характеристики дисперсионных, дифракционных и интерференционных спектральных приборов – аппаратная функция, угловая и линейная дисперсии, разрешающая способность и область дисперсии. 2 часа. Семинар 26. Контрольная работа	…	6 часов. Решение задач по темам семинаров 24,25. Работа с лекционным материалом. 4 часа. Подготовка к контрольной работе.	ДЗ, Т, КР, Об
5	Распространение света в веществе.	2 часа. Лекция 15. Распространение света в веществе: микроскопическая картина. Поляризуемость среды и молекулы. Дисперсия света. Классическая электронная теория дисперсии. Поглощение света (закон Бугера).	2 часа. Семинар 27. Дисперсия света. Классическая электронная теория дисперсии. Поглощение света (закон Бугера). Зависимости показателя преломления и коэффициента поглощения от частоты. Фазовая и групповая скорости. Формула Рэлея.		3 часа. Решение задач по теме семинара 27. Работа с лекционным материалом.	ДЗ, Т, КР, Об
5		2 часа. Лекция 16. Зависимости показателя преломления и коэффициента поглощения от частоты. Дисперсионная формула Зелмеера. Фазовая и групповая скорости. Формула Рэлея. Дисперсионное расплывание волновых пакетов. Дисперсионная длина.	2 часа. Семинар 28. Оптические явления на границе раздела изотропных диэлектриков. Законы отражения и преломления света. Формулы Френеля.		3 часа. Решение задач по теме семинара 28. Работа с лекционным материалом.	ДЗ, Т, КР, Об
		2 часа. Лекция 17. Оптические явления на границе раздела изотропных диэлектриков. Законы отражения и преломления света. Формулы Френеля. Эффект Брюстера и явление полного внутреннего отражения. Энергетические соотношения при преломлении и отражении света.	2 часа. Семинар 29. Эффект Брюстера и явление полного внутреннего отражения. Энергетические соотношения при преломлении и отражении света.		3 часа. Решение задач по теме семинара 29. Работа с лекционным материалом.
6	Распространение света в анизотропных средах.	2 часа. Лекция 18. Распространение света в анизотропных средах. Описание диэлектрических свойств анизотропных сред. Плоские электромагнитные волны в анизотропной среде. Структура световой волны, фазовая и лучевая скорости. Уравнения Френеля для фазовых и лучевых скоростей. Эллипсоид лучевых скоростей и лучевая поверхность. Одноосные и двухосные кристаллы.	4 часа. Семинары 30,31. Распространение света в анизотропных средах. Структура световой волны, фазовая и лучевая скорости. Эллипсоид лучевых скоростей и лучевая поверхность. Оптические свойства одноосных кристаллов. Обыкновенный и необыкновенный лучи. Построение Гюйгенса.		1 час. Работа с лекционным материалом.	ДЗ, Т, КР, Об
6	Распространение света в анизотропных средах.	2 часа. Лекция 19. Оптические свойства одноосных кристаллов. Обыкновенный и необыкновенный Отрицательные и положительные кристаллы. Построение Гюйгенса. Двойное лучепреломление и поляризация света. Поляризационные приборы, четвертьволновая и полуволновая пластинки. Анизотропия оптических свойств, наведенная механической деформацией, электрическим и магнитным полями.	4 часа. Семинары 32. Двойное лучепреломление и поляризация света. Интерференция поляризованного света. Поляризационные приборы, четвертьволновая и полуволновая пластинки. Получение и анализ эллиптически поляризованного света. 2 часа. Семинар 33 Контрольная работа		1 час. Работа с лекционным материалом. 4 часа. Подготовка к контрольной работе.	ДЗ, Т, КР, Об
7	Рассеяние света.	2 часа. Лекция 20. Рассеяние света. Излучение элементарного рассеивателя. Индикатриса рассеяния, поляризация рассеянного света и закон Рэлея. Молекулярное рассеяние. Элементы статистической теории рассеяния, формулы Эйнштейна и Рэлея. Основные особенности молекулярного рассеяния. Рассеяние света в мелкодисперсных и мутных средах.			1 час. Работа с лекционным материалом.	Об
8	Излучение света.	2 часа. Лекция 21. Излучение света. Тепловое излучение. Излучательная и поглощательная способности вещества и их соотношение. Модель абсолютно черного тела. Формула Рэлея-Джинса. Ограниченность классической теории излучения. Закон Стефана-Больцмана. Формула смещения Вина. Формула Планка.			1 час. Работа с лекционным материалом.	Об
		2 часа. Лекция 22. Основные представления квантовой теории излучения света атомами и молекулами. Квантовые свойства света: фотоэлектрический эффект и эффект Комптона. Квантовые свойства атомов, постулаты Бора. Модель двухуровневой системы. Взаимодействие двухуровневой системы с излучением.			1 час. Работа с лекционным материалом.
		2 часа. Лекция 23. Типы радиационных переходов. Коэффициенты Эйнштейна. Взаимодействие при термодинамическом равновесии. Вывод формулы Планка. Многоуровневые системы. Структура энергетических уровней атомов, молекул и твердых тел. Явление люминесценции: основные закономерности, спектральные и временные характеристики, интерпретация в рамках квантовых представлений.			1 час. Работа с лекционным материалом.
9	Резонансное усиление света.	2 часа. Лекция 24. Резонансное усиление света. Инверсная заселенность энергетических уровней и коэффициент усиления. Получение инверсной заселенности в трехуровневой системе. Ширина линии усиления. Лазеры – устройство и принцип работы. Принципиальная схема лазера. Условия стационарной генерации (баланс фаз и амплитуд). Продольные и поперечные моды. Спектральный состав излучения лазера. Синхронизация мод, генерация сверхкоротких импульсов.			1 час. Работа с лекционным материалом.	Об
10	Нелинейные оптические явления.	2 часа. Лекция 25. Нелинейные оптические явления. Поляризация среды в поле высокоинтенсивного лазерного излучения. Среды с квадратичной нелинейностью, оптическое детектирование и генерация второй гармоники. Среды с кубической нелинейностью, самофокусировка волновых пучков и генерация третьей гармоники.			1 час. Работа с лекционным материалом.	Об
10	Нелинейные оптические явления.	2 часа. Лекция 26. Среды с кубической нелинейностью, самофокусировка волновых пучков и генерация третьей гармоники.	2 часа. Зачетная курсовая контрольная по всему курсу.		1 час. Работа с лекционным материалом.	Об