Електромагнітні коливання і хвилі

Гармонічні електромагнітні коливання і їхні характеристики. Диференціальне рівняння електромагнітних коливань. Електричний коливальний контур. Енергія електромагнітних коливань. Диференційне рівняння електромагнітних коливань і його розв’язок. Диференційне рівняння вимушених коливань і його розв’язок. Амплітуда і фаза вимушених коливань. Випадок резонансу. Електромагнітні хвилі. Диференціальне рівняння електромагнітної хвилі. Основні властивості електромагнітних хвиль. Монохроматична хвиля. Енергія електромагнітних хвиль Потік енергії. Вектор Пойнтінга. Випромінювання диполя.

Хвильова оптика

Інтерференція світла. Когерентність і монохроматичність світлових хвиль. Розрахунок інтерференційної картини від двох когерентних джерел. Оптична довжина шляху. Інтерференція світла у тонких плівках. Інтерферометри. Дифракція світла. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Прямолінійне поширення світла. Дифракція Френеля на круглому отворі і диску. Дифракція Фраунгофера на одній щілині і дифракційних ґратках. Дозволяюча здатність оптичних приладів. Дифракція на просторових решітках. Формула Вульфа-Брегга. Принцип голографії. Дослідження структури кристалів. Оптично неоднорідне середовище. Дисперсія світла. Ділянки нормальної й аномальної дисперсії. Електронна теорія дисперсії світла. Ефект Доплера. Випромінювання Вавілова-Черенкова. Поляризація світла. Природне і поляризоване світло. Поляризація світла при відбиванні. Закон Брюстера. Подвійне променезаломлення. Одновісні кристали. Поляроїди і поляризуючи призми. Закон Малюса.

Квантова природа випромінювання

Теплове випромінювання. Чорне тіло. Закон Кірхгофа. Закон Стефана-Больцмана. Розподіл енергії в спектрі абсолютно чорного тіла. Закон зміщення Віна. Квантова гіпотеза і формула Планка. Оптична пірометрія. Зовнішній фотоефект і його закони. Фотони. Рівняння Ейнштейна для зовнішнього фотоефекту. Маса й імпульс фотона. Тиск світла. Досліди Лебедєва. Квантове і хвильове пояснення тиску світла. Ефект Компотна і його теорія. Діалектична єдність корпускулярних і хвильових властивостей електромагнітного випромінювання.

Елементи атомної фізики і квантової механіки

Дослідне обґрунтування корпускулярно-хвильового дуалізму властивостей речовини. Формула де Бройля. Співвідношення невизначеностей як прояв корпускулярно-хвильового дуалізму властивостей матерії. Хвильова функція і її статистичний зміст. Обмеженість механічного детермінізму. Принцип причинності в квантовій механіці. Стаціонарні стани. Рівняння Шредінгера для стаціонарних станів. Вільна частинка. Тунельний ефект. Частинка в одномірній прямокутній «потенціальній ямі». Квантування енергії й імпульсу частинки. Поняття про лінійний гармонічний осцилятор. Атом водню. Основне, орбітальне і магнітне квантові числа.

Дослід Штерна і Герлаха. Спін електрона. Спінове квантове число. Ферміони і бозони. Принцип Паулі. Розподіл електронів в атомі по станах. Поняття про енергетичні рівні молекул. Спектри атомів і молекул. Поглинання, спонтанне і вимушене випромінювання. Поняття про лазер.