Квазиоптика занимает промежуточное положение между высокочастотной электродинамикой и оптикой. Она изучает процессы распространения, преломления и отражения очень коротких волн в ситуациях, где существенную роль играет явление дифракции. Типичным примером такого процесса является распространение волн в линзовой и зеркальной линиях, а также колебания в открытом резонаторе. Эти вопросы приобрели в послед нее время важное значение в связи с развитием квантовооптических устройств и с освоением миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов воли.
В основу книги положены наиболее интересные доклады на международном симпозиуме по квазиоптике, состоявшемся летом 1964 г. в Нью-Йорке. Включено также несколько оригинальных статей из научных журналов.
Содержание книги освещает следующие разделы: 1) квазиоптическая (и вообще асимптотическая) теории дифракции и рас пространения волн; 2) теория оптических резонаторов и световодов; 3) теория многоволновых широких волноводов; 4) применение квазиоптических устройств в диагностике плазмы, спектроскопии миллиметрового диапазона и субмиллиметровой интерферометрии.
Книга представляет интерес для физиков и инженеров, работающих в области СВЧ электроники, квантовой оптики, радиоспектроскопии и их применений в физике и технике.
В книгу выдающегося ирландского ученого У. Р. Гамильтона (1805-1865) включены основополагающие работы по геометрической оптике, физической оптике, оптико-механической аналогии, динамике, теории кватернионов. В Приложениях помещены статьи о жизни и творчестве ученого, комментарии к его работам, библиография трудов. Многие работы публикуются на русском языке впервые. Книга представляет интерес для математиков, механиков, физиков и историков науки.
Отсутствие единой, упорядоченной терминологии приводит к тому, что один термин имеет несколько значений и применяется для выражения разных понятий (многозначность) или для одного и того же понятия применяется несколько различных терминов (синонимия). Некоторые термины являются неправильно ориентирующими, т. е. имеющими такие буквальные значения, которые противоречат сущности выражаемых этими терминами понятий, создавая тем самым ложные представления. Таким образом, настоящий сборник содержит следующие разделы: I — Общие понятия; II — Виды оптического излучения; III — Основные свойства оптического излучения; IV — Излучение (испускание) света; V — Энергетические и спектральные характеристики оптического излучения; VI — Распространение света в средах; VII — Основы геометрической оптики. Элементы и свойства оптических систем; VIII — Превращение световой энергии; IX — Элементы физиологической оптики.
В учебном пособии изложены основы знаний о материалах и о их свойствах на масштабном уровне, где один из линейных размеров объекта лежит в пределах от 1 нм до 100 нм (1 нм = 10 − 9 м). Рассмотрены способы получения, контроля, методов теоретического и экспериментального исследования строения и физико-химических свойств наноматериалов. Приведенный объём знаний является неотъемлемой составляющей профессиональной подготовки специалистов в области физики конденсированных сред, теоретической физики и нанотехнологий.
Для специалистов в области физики конденсированных сред, теоретической физики и нанотехнологий.
Фотоника – наука, изучающая различные формы излучения, поглощения и преобразования света, иными словами, фактически всё, что связано с понятием фотон. Однако данное определение не является общепринятым, поскольку история термина «фотоника» достаточно запутана. Например, академик А. Н. Теренин обозначил этим термином в своей монографии [1] физические процессы превращения энергии и химические реакции, возникающие под действием светового излучения в молекулах сложного строения. В современной научной терминологии получило распространение более позднее и более широкое определение фотоники как раздела науки, изучающего системы, в которых носителями информации являются фотоны. В настоящее время термином «фотоника» в некоторых случаях пытаются заменить понятие «оптика», особенно тогда, когда речь идёт о взаимодействии света и вещества на уровне отдельных атомов, молекул или наночастиц. При описании современных промышленных технологий термин «фотоника» часто употребляется в связи с производством лазерных систем, в медицинской диагностике и терапии, а также в сфере телекоммуникаций и в исследованиях оптоволоконных линий передачи информации.
Нанофотоникой называют совокупность явлений, связанных с взаимодействием света и вещества на наноуровне, т. е. в диапазоне размеров, не превышающих длину волны видимого света.
Прикладная нелинейная оптика развивается в последние годы очень быстрыми темпами. Число работ, посвященных различным ее аспектам, непрерывно растет; вместе с тем систематического руководства в этой области до сих пор не было.
Настоящая книга в значительной мере восполняет этот пробел. В ней доступно, сжато и на хорошем научном уровне изложены основы физики нелинейных взаимодействий световых волн в кристаллах, рассмотрены принципы действия, конструкции и рабочие характеристики оптических умножителей частоты, преобразователей сигналов и изображений, параметрических генераторов света.
Книга представляет интерес для научных работников, инженеров-исследователей, аспирантов и студентов, специализирующихся в области квантовой электроники и нелинейной оптики.
Оптика, или учение о свете, первоначально возникла как попытка ответить на вопрос, почему человек может видеть окружающие предметы. Некоторые древнегреческие философы полагали, например, что рассматривание предметов глазом аналогично до некоторой степени ощупыванию их рукой. По мнению этих философов, из глаза человека по направлению к рассматриваемому предмету тянется нечто вроде щупальцев. По-видимому, такое представление свойственно всякому наивному сознанию, на что указывают распространенные метафоры: “ощупать взглядом”, “проникнуть взором” и т. д. Однако в той же древней Греции было высказано мнение, что свет исходит от тел. Некоторые тела при определенных условиях являются источниками света, который, попадая в наш глаз, вызывает зрительное ощущение.
Другие тела становятся видимыми благодаря тому, что они поглощают свет или меняют направление его распространения (отражают, рассеивают). Таким образом, слово “свет” стало употребляться для обозначения того объективного, происходящего вне нас, явления, которого воздействие на глаз вызывает субъективное зрительное ощущение. Впоследствии физика обобщила это понятие и стала, говоря о “свете”, подразумевать более широкую совокупность явлений по передаче объективных явлений, сводящихся к распространению возмущения в светопередающей среде. В этом смысле мы и будем употреблять слово “свет” в нашем курсе.
Излагается общая феноменологическая теория оптических свойств гиротропных кристаллов, обладающих также анизотропией диэлектрической или магнитной проницаемости и поглощения. В основу рассмотрения положены прямые (бескоординатные) методы тензорного исчисления, позволяющие в значительной степени упростить решение самых сложных и запутанных задач кристаллооптики. Необходимый математический аппарат в доступной форме подробно излагается в последней главе книги.
Поскольку гиротропные свойства кристаллов теснейшим образом связаны с проявлениями обычной анизотропии, сначала дано развернутое изложение ковариантной теории оптических свойств негиротропных кристаллов, в том числе магнитных и поглощающих. Большое внимание уделено граничным задачам, включая прохождение через кристаллопластинки света. Основу текста составляют авторские оригинальные результаты автора и его сотрудников.
Книга может быть полезна широкому кругу лиц, интересующихся вопросами кристаллооптики, физики твердого тела, а также научным работникам и инженерам. Изложение ведется на математически строгих основах, что позволит использовать объясненные в ней методы и аппарат при моделировании таких же для решения других задач, например изучения твёрдом магнитных свойств кристаллов.
Свойства частично когерентных волн в последние годы стали интересовать большой круг физиков и инженеров. В оптике это вызвано разработкой и все расширяющимся применением лазерных источников света, в радиофизике и акустике – использованием больших антенн и мощных генераторов звука.
Настоящая книга, написанная известными французскими учеными М. Франсоном и С. Сланским, содержит анализ понятия степени когерентности и элементарное рассмотрение ряда простых задач, связанных с интерференцией и дифракцией частично когерентных волн. Надо надеяться, что она окажет положительное влияние на уровень преподавания в вузах этого сравнительно мало освещенного раздела физики.
Молекулярное рассеяние света (релеевское рассеяние света) представляет собой обширную область молекулярной оптики и молекулярной физики.
Монография подводит итог современным теоретическим и экспериментальным исследованиям молекулярного рассеяния света в газах, жидкостях и твердых телах. В ней описаны методы экспериментального изучения рассеяния света и, в особенности, его спектрального состава с применением разных источников света, включая лазер. В книгу включены и последние новые результаты экспериментального и теоретического исследования вынужденного рассеяния Мандельштама — Бриллюэна.
В книге собрано большое количество экспериментальных данных в виде таблиц и графиков. Монография является первой на русском языке и наиболее полной в мировой литературе по молекулярному рассеянию света.
Книга предназначена для научных работников и преподавателей физиков, физико-химиков и химиков, аспирантов и студентов старших курсов, специализирующихся в области оптики, акустики и молекулярной физики и физической химии.