Министерство образования Российской Федерации
Нижегородский государственный университет им. Н.И.Лобачевского

"УТВЕРЖДАЮ"
Декан радиофизического факультета
профессор ___________ С.Н.Гурбатов

УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА
курса
"ФИЗИЧЕСКАЯ ОПТИКА"
для направления подготовки 511500 - Радиофизика
(цикл общих математических и естественнонаучных дисциплин)
и для специальностей
013800 - Радиофизика и электроника
013900 - Фундаментальная радиофизика и физическая электроника
(цикл специальных дисциплин)
Н.Новгород - 2001

1. Организационно-методический раздел.

    Программа предназначена для подготовки бакалавров и магистров радиофизики, а также специалистов по радиофизическим специальностям "Радиофизика и электроника", "Фундаментальная радиофизика и физическая электроника". Курс "Физическая оптика" читается в 8 семестре. Он базируется на знаниях студентов, приобретенных в курсах общей физики, математического анализа, дифференциальных уравнений.
    Цель курса - заключается в формировании целостного и достаточно современного представления о различных описаниях электромагнитных свойствах вещества.

В процессе изучения курса студенты должны освоить:

• основы теории распространения электромагнитных волн в однородных и стационарных средах;
• методы геометрической оптики неоднородных и нестационарных диспергирующих сред.

Содержание курса.

I. ВВЕДЕНИЕ.

II. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ В ОДНОРОДНЫХ И СТАЦИОНАРНЫХ СРЕДАХ.

Уравнения Максвелла, материальные уравнения, классификация сред. Волны в недиспергирующей среде. Понятие временной дисперсии. Пример среды состоящей из квазиупругих диполей. Понятие действующего поля. Модель связанных зарядов, приближение слабого поглощения. Модель среды, состоящей из нескольких сортов свободных заряженных частиц (плазма). Соотношение Клаузиуса-Мосотти. Понятие квантовой теории дисперсии. Материальные соотношения в средах с временной дисперсией (феноменологическая теория). Общий вид линейной материальной связи. Тензор диэлектрической проницаемости. Связь между трёхвекторным и четырёхвекторным описаниями полей. Общие свойства тензора диэлектрической проницаемости. Соотношения Крамерса-Кронига. Феноменологическая теория слабой пространственной дисперсии. Нормальные электромагнитные волны в диспергирующих средах. Однородные и неоднородные волны. Классическая кристаллооптика. Дисперсионное уравнение в анизотропной среде. Двуосные и одноосные кристаллы. Уравнение волновых нормалей Френеля. Структура нормальных волн в одноосных кристаллах. Изотропные гиротропные среды. Естественная оптическая активность. Феноменологическое описание естественной оптической активности. Нормальные волны в изотропной гиротропной среде со слабой пространственной дисперсией. Вращение плоскости поляризации. Волны в гиротропных кристаллах. Магнитооптические эффекты. Феноменологический подход. Плазма во внешнем магнитном поле (высокочастотное приближение). Распространение волновых пакетов (импульсов) в диспергирующей среде. Энергетические соотношения в диспергирующих средах. Соотношения между квадратичными величинами для нормальных волн в прозрачной среде.

III. ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ ОПТИКА НЕОДНОРОДНЫХ И НЕСТАЦИОНАРНЫХ ДИСПЕРГИРУЮЩИХ СРЕД.

Уравнения Максвелла в неоднородных и нестационарных диспергирующих средах. Материальные уравнения. Условия применимости пространственно-временной ГО в диспергирующих средах. Дифференциальная форма материального уравнения. Уравнения нулевого и первого приближений ГО. Уравнение Эйконала. Пространственно-временные лучи. Уравнения переноса. Энергетические соотношения. Уравнение переноса энергии.

 3. Распределение часов курса по темам и видам работ.

  4. Формы текущего, промежуточного и итогового контроля.

Итоговый контроль: зачет в конце 8-го семестра.

5. Учебно-методическое обеспечение курса.

5.1. Рекомендуемая литература.

1. В.М.Агранович, В.Л.Гинзбург. Кристаллооптика с учетом пространственной дисперсии, М., Наука, 1965.
2. Л.Д.Ландау, Е.М.Лифшиц. Электродинамика сплошных сред, М., Наука, 1982.
3. М.Б.Виноградов, О.В.Руденко, А.П.Сухоруков. Теория волн, М., Наука, 1979.
4. Борн М., Вольф Э. Основы оптики, М., Наука, 1970.
5. Калитеевский Н.И. Волновая оптика, М., Наука, 1971.
6. Кравцов Ю.А., Орлов Ю.И. Геометрическая оптика неоднородных сред, М., Наука, 1970.

Составитель программы:
доцент В.Д.Пикулин