Строгое решение оптических задач, связанных с вопросами распространения света, очень сложно и трудно, и такие решения существуют только для немногих случаев. Основная причина трудностей заключается в волновой электромагнитной природе света.
Почти всегда приходится ограничиваться приближенными методами и результатами. Геометрическая оптика, возникшая еще в древние времена, является наиболее грубым и простым методом решения оптических задач. Учение об интерференции света несколько углубило лучевую оптику, оставляя ее все же в состоянии приближенного метода. Теория дифракции электромагнитных волн указала, наконец, путь точного решения оптических задач. Однако эта дорога настолько сложна и терниста, что сама теория дифракции, естественно, модифицируется в ряд упрощенных, приближенных методов разрешения системных задач.
Помимо того, оптические задачи обычно разрешаются просто для случая излучающихся или возможных “светящихся точек”, излучающих одинаково во все стороны.
Вторая половина XVII в. ознаменовалась блестящим развитием физической науки. В это время возникла широкая система Декарта, означавшая новое научное мировоззрение, в котором важное место занимает идея передачи воздействия через посредство давления, распространяющегося в специальной среде, эфире.
К той же эпохе относятся многочисленные и разнообразные исследования Гука, открывшие много фактически нового, интересные в смысле развития системы взглядов, представлявших переход от воззрений Декарта к волновой системе Гюйгенса.
Исследования Гюйгенса как в области механики, так, особенно, в области оптики, где «Трактат о свете» содержит замечательные страницы о двойном лучепреломлении в исландском шпате, открытие поляризации при двойном лучепреломлении и принцип Гюйгенса, составивший базу всей волновой оптики XIX в.
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.
Главная цель книги — познакомить студентов прежде всего с основными идеями и методами физики. Особое внимание обращено на разъяснение смысла физических законов и на сознательное применение их.
Несмотря на сравнительно небольшой объём, книга представляет собой серьёзное руководство по физике, обеспечивающее подготовку, достаточную для успешного усвоения в дальнейшем теоретической физики и других физических дисциплин.
Строгое решение оптических задач, связанных с вопросами распространения света, очень сложно и трудно, и такие решения существуют только для немногих случаев. Основная причина трудностей заключается в волновой электромагнитной природе света.
Почти всегда приходится ограничиваться приближенными методами и результатами. Геометрическая оптика, возникшая еще в древние времена, является наиболее грубым и простым методом решения оптических задач. Ученые об интерференции света несколько углубляют лучевую оптику, оставляя ее все же в состоянии приближенного метода.
Теория дифракции электромагнитных волн указала, наконец, путь точного решения оптических задач. Однако эта дорога настолько сложна и терниста, что сама теория дифракции, естественно, модифицируется в ряды упрощенных, приближенных методов разной степени точности. Помимо того, оптические задачи обычно разрешаются постольку ради для существующих и невозможных «светящихся точек», излучающая одинаково во все стороны.
Сборник задач по физической оптике составлен известными французскими учеными и предназначен для студентов, специализирующихся в области оптики и спектроскопии. Многие задачи будут полезны также и студентам других специальностей при изучении курса общей физики.
В книгу включено большое число разнообразных задач по важнейшим разделам физической оптики с учетом последних достижений в этой области (голография, лазеры и т. д.). Для всех задач приведены подробные решения, в которых разбираются как физическая, так и математическая стороны вопроса.
Книга представляет большой интерес для студентов университетов, педагогических и многих технических (оптико-механических, приборостроительных, физико-технических и т. п.) институтов, а также для преподавателей физических дисциплин.
Монография, основанная на работах автора, посвященных пятимерной теории поля.
Расcчитана на аспирантов и научных работников, специализирующихся в области теоретической физики.
Возникновение старейшего отдела оптики, так называемой геометрической оптики, относится к глубокой древности. Уже в «Оптике» Евклида (300 г. до н. э.) содержатся принципы прямолинейности световых лучей и основной закон отражения света. Геометрическая оптика имеет огромное практическое значение, но охватывает сравнительно узкую область световых явлений и носит несколько формальный характер в соответствии со своим названием.
В геометрической оптике не делается никаких предположений о природе света и действие оптических приборов рассматривается как результат отражения и преломления бесконечно узких световых пучков. Лишь в конце XVII в. оформилась как научная дисциплина физическая оптика, исходящая из определенных представлений о природе света и охватывающая гораздо более широкий круг явлений.
Однако сложность световых явлений привела к тому, что одновременно возникли две совершенно противоположные теории света: волновая и корпускулярная. Острая борьба между сторонниками обеих теорий длилась более 100 лет.
При выборе содержания и характера изложения предлагаемой книги я основывался на тех положениях, которые руководили мною при составлении ранее появившихся в том же издательстве трех частей настоящего труда, предназначенного для первого серьезного введения в теоретическую физику. При том объеме, который имеет в настоящее время теоретическая физика, и здесь опять речь может идти лишь о скучном выборе из имеющегося крайне богатого материала. При этом решающим было в первую очередь ограничение рамками классической волновой теории в ее применении к средам непрерывной плотности.
Поэтому я имел возможность уделить больше внимания систематическому изложению и развитию высказываемых положений, а также их связи с другими отделами теоретической физики. Этим обусловлены многочисленные ссылки на предшествующие тома настоящего труда, в которых цифра 1 указывает на общую механику, 2 — на механику деформируемых тел и 3 — на теорию электричества и магнетизма.
Сэр Исаак Ньютон впервые нашел свою теорию света и цветов еще в 1666 г. После передачи ему д-ром Барроу профессорской кафедры математики в Кэмбридже, он избрал это открытие в 1669 г. предметом своих публичных лекций в этом университете. В 1671 г. он начал сообщать его миру, описав отражательный телескоп в “Philosophical Transactions”.
В то же время он предполагал опубликовать свои лекции по оптике, в коих эти вопросы разбирались полнее вместе с трактатом о рядах и флюксиях. Но возникшие споры, от коих он очень страдал, заставили его отказаться от сего намерения. У него появился такой страх в отношении всего, похожего на полемику, что постоянные настояния друзей не могли заставить его напечатать его книгу “Оптику” ранее 1704 г.
Что же касаемо Лекций, они были положены в то время когда они читались, в архив университета. С них были сняты многие копии, ходившие по рукам среди интересовавшихся вопросом.
