Optyka liniowa

(ebook) (audiobook) (audiobook)

Autor:: Marek Wichtowski

Optyka liniowa Marek Wichtowski - okladka książki

Optyka liniowa Marek Wichtowski - audiobook MP3

Optyka liniowa Marek Wichtowski - audiobook CD

Wydawnictwo:: Wydawnictwo Naukowe PWN
Ocena:: Bądź pierwszym, który oceni tę książkę
Stron:: 818
Dostępne formaty:: ePub

Mobi

Ebook

109,00 zł

Dodaj do koszyka lub Kup na prezent Kup 1-kliknięciem

Przenieś na półkę

Do przechowalni

To pierwsza część kompleksowego opracowania na temat właściwości fali elektromagnetycznej, propagacji światła oraz oddziaływania fali świetlnej z ośrodkami. Koncentruje się na optyce liniowej, opisując zjawiska zachodzące w zakresie słabych natężeń światła, wykorzystując pojęcia z teorii sygnałów i układów liniowych. Autor położył duży nacisk na graficzną interpretację zjawisk fizycznych, co znalazło odzwierciedlenie w dużej liczbie rysunków i wykresów wyjaśniających omawiane zagadnienia. Książka może być traktowana jako podręcznik do przedmiotów związanych z optyką na kierunkach fizycznych, matematycznych oraz technicznych. Może stanowić także źródło wiedzy dla osób zawodowo zajmujących się tą dziedziną.

Ebooka "Optyka liniowa" przeczytasz na:

czytnikach Inkbook, Kindle, Pocketbook, Onyx Booxs i innych
systemach Windows, MacOS i innych

systemach Windows, Android, iOS, HarmonyOS
na dowolnych urządzeniach i aplikacjach obsługujących formaty: PDF, EPub, Mobi

Masz pytania? Zajrzyj do zakładki Pomoc »

Audiobooka "Optyka liniowa" posłuchasz:

w aplikacji Ebookpoint na Android, iOS, HarmonyOs
na systemach Windows, MacOS i innych

na dowolonych urządzeniach
i aplikacjach obsługujących format MP3
(pliki spakowane w ZIP)

Masz pytania? Zajrzyj do zakładki Pomoc »

Kurs Video "Optyka liniowa" zobaczysz:

Oceny i opinie klientów: Optyka liniowa Marek Wichtowski (0) Weryfikacja opinii następuję na podstawie historii zamówień na koncie Użytkownika umieszczającego opinię. Użytkownik mógł otrzymać punkty za opublikowanie opinii uprawniające do uzyskania rabatu w ramach Programu Punktowego.

Szczegóły książki

ISBN Ebooka:: 978-83-012-1241-4, 9788301212414
Data wydania ebooka :: 2020-11-17 Data wydania ebooka często jest dniem wprowadzenia tytułu do sprzedaży i może nie być równoznaczna z datą wydania książki papierowej. Dodatkowe informacje możesz znaleźć w darmowym fragmencie. Jeśli masz wątpliwości skontaktuj się z nami sklep@helion.pl.
Numer z katalogu:: 152431
Rozmiar pliku ePub:: 22MB
Rozmiar pliku Mobi:: 44.1MB

Zgłoś erratę

Spis treści książki

Okładka
Strona tytułowa
Strona redakcyjna
Spis treści
Przedmowa
Wprowadzenie
1. Prawa elektromagnetyzmu
- 1.1. Równania Maxwella dla próżni
  - 1.1.1. Równania Maxwella w postaci całkowej
  - 1.1.2. Równania Maxwella w postaci różniczkowej
- 1.2. Zasada zachowania ładunku elektrycznego
- 1.3. Równania Maxwella w ośrodku materialnym
  - 1.3.1. Wpływ pól E i B na atomy ośrodka
  - 1.3.2. Równania Maxwella dla dielektryka
- 1.4. Warunki graniczne (brzegowe)
  - 1.4.1. Granica dwóch dielektryków
  - 1.4.2. Granica dielektryk przewodnik
  - 1.4.3. Wyprowadzenie warunków granicznych
- 1.5. Gęstość energii pola EM i strumień energii fali EM
- 1.6. Gęstość pędu i momentu pędu (krętu) pola EM
- 1.7. Równanie falowe dla dielektryka
  - 1.7.1. Równanie falowe dla pola elektrycznego
  - 1.7.2. Równanie falowe dla pola magnetycznego
  - 1.7.3. Stała c w równaniu falowym
  - 1.7.4. Równanie falowe jako równanie liniowe
  - 1.7.5. Równanie falowe jako równanie relatywistyczne
  - 1.7.6. Równanie falowe dla fali monochromatycznej
- 1.8. Podsumowanie
- Literatura do rozdziału 1
2. Rozchodzenie się fali monochromatycznej w ośrodku
- 2.1. Fala płaska monochromatyczna
- 2.2. Fala elektromagnetyczna jako fala poprzeczna (TEM)
- 2.3. Wektor Poyntinga i natężenie fali harmonicznej
  - 2.3.1. Natężenie biegnącej fali harmonicznej
  - 2.3.2. Postać zespolona wektora Poyntinga dla fali harmonicznej
- 2.4. Wytwarzanie fali EM przez dipol Hertza
  - 2.4.1. Model dipola Hertza
  - 2.4.2. Rozkłady pola E i H. Pole bliskie i pole dalekie
- 2.5. Fala płaska w ośrodku stratnym (absorbującym)
- 2.6. Fala płaska w ośrodku przewodzącym
  - 2.6.1. Przewodność zespolona
  - 2.6.2. Czas relaksacji dielektrycznej w przewodniku
  - 2.6.3. Równanie falowe dla ośrodka przewodzącego
  - 2.6.4. Fala elektromagnetyczna w metalu, efekt naskórkowy
- 2.7. Odbicie i transmisja fali EM przy padaniu normalnym na granicę ośrodków
  - 2.7.1. Współczynniki odbicia i transmisji pól E i H
  - 2.7.2. Warunki brzegowe wyznaczanie współczynników odbicia i transmisji
  - 2.7.3. Fale częściowo stojące składowych E i H
- 2.8. Rozpraszanie światła
  - 2.8.1. Rodzaje rozpraszania światła
  - 2.8.2. Współczynnik tłumienia i przekrój czynny na rozpraszanie
  - 2.8.3. Rozkład kątowy i polaryzacja światła w rozpraszaniu Rayleigha
  - 2.8.4. Rozpraszanie Rayleigha i polaryzacja nieba
  - 2.8.5. Rozpraszanie koherentne i niekoherentne. Zasięg widzialności. Kolor nieba
  - 2.8.6. Rozpraszanie Miego, barwa chmur
- 2.9. Podsumowanie właściwości fali płaskiej harmonicznej
- Literatura do rozdziału 2
3. Dyspersja ośrodka liniowego. Zależności dyspersyjne
- 3.1. Dyspersja i lokalność czasowa odpowiedzi ośrodka
- 3.2. Układy liniowe stacjonarne i zasada przyczynowości
- 3.3. Zasada przyczynowości i transformata Hilberta
- 3.4. Optyczne związki dyspersyjne Kramersa-Kroniga
  - 3.4.1. Związki Kramersa-Kroniga dla stałych optycznych
  - 3.4.2. Relacje Kramersa-Kroniga dla reflektancji i przesunięcia fazowego
  - 3.4.3. Reguły sum
  - 3.4.4. Związki Kramersa-Kroniga w optyce nieliniowej
- 3.5. Przykład zastosowania związków dyspersyjnych szkło kwarcowe
  - 3.5.1. Właściwości optyczne szkła krzemionkowego
  - 3.5.2. Model funkcji widma absorpcyjnego
- Literatura do rozdziału 3
4. Klasyczna teoria dyspersji model Drudego-Lorentza
- 4.1. Rodzaje polaryzacji
- 4.2. Funkcja stałej dielektrycznej ośrodka
  - 4.2.1. Ogólna postać przebiegu przenikalności elektrycznej
  - 4.2.2. Zależność r() dla polaryzacja dipolowej
  - 4.2.3. Widmo refrakcyjne i absorpcyjne wody
- 4.3. Model oscylatora atomowego
  - 4.3.1. Atom jako oscylator harmoniczny tłumiony
  - 4.3.2. Radiacyjna stała tłumienia w modelu atomu-oscylatora
  - 4.3.3. Podatność i przenikalność elektryczna w modelu oscylatorowym
  - 4.3.4. Zespolony współczynnik załamania i przebieg funkcji dyspersyjnych
  - 4.3.5. Model Lorentza wielu oscylatorów
- 4.4. Analityczne wzory dyspersyjne dla współczynnika załamania
- 4.5. Klasyczny model gazu elektronowego w metalu
  - 4.5.1. Zależności Drudego
  - 4.5.2. Zespolona przewodność właściwa metalu
  - 4.5.3. Właściwości optyczne metali widma stałych optycznych
  - 4.5.4. Zależności dyspersyjne k() plazmy elektronowej plazmony
  - 4.5.5. Reflektancja metali i krawędź plazmowa
  - 4.5.6. Model Drudego-Lorentza
- 4.6. Praca zmiennego pola elektrycznego w modelu oscylatorów
- Literatura do rozdziału 4
5. Część I. Prędkości światła
- 5.1. Współczynnik załamania dlaczego prędkość fazowa różni się od c
  - 5.1.1. Szczególna Teoria Względności a prędkość światła
  - 5.1.2. Fala świetlna w ośrodku jako superpozycja fali pierwotnej i fal wtórnych
  - 5.1.3. Fale wtórne i współczynnik załamania w modelu oscylatorowym
- 5.2. Prędkości fali świetlnej w ośrodku
  - 5.2.1. Fala monochromatyczna prędkość fazowa
  - 5.2.2. Paczka falowa prędkość grupowa
  - 5.2.3. Prędkość fali dla wiązek o ograniczonym przekroju poprzecznym
- 5.3. Propagacja impulsu świetlnego w ośrodku
  - 5.3.1. Impuls optyczny jako superpozycja fal harmonicznych
  - 5.3.2. Symulacja numeryczna propagacji impulsu w ośrodku dyspersyjnym
  - 5.3.3. Zasada nieoznaczoności dla impulsu
  - 5.3.4. Prędkość grupowa impulsu i parametry dyspersji
- 5.4. Manipulacje prędkością grupową impulsów świetlnych
  - 5.4.1. Szybkie światło interpretacja fizyczna
  - 5.4.2. Propagacja impulsu w ośrodku w pobliżu rezonansu
  - 5.4.3. Eksperymentalna obserwacja wolnego i szybkiego światła
5. Część II. Impulsy optyczne w światłowodach
- 5.5. Dyspersja impulsów optycznych w światłowodach
  - 5.5.1. Dyspersja chromatyczna poszerzenie impulsów
  - 5.5.2. Charakterystyki transmisyjne światłowodów
  - 5.5.3. Propagacja impulsu gaussowskiego
  - 5.5.4. Impuls gaussowski i świergot częstotliwości
- 5.6. Równanie falowe propagacji obwiedni impulsu
  - 5.6.1. Postać równania falowego
  - 5.6.2. Nieliniowe równanie Schrödingera (NLSE)
  - 5.6.3. Szczególne rozwiązania równania NLSE soliton optyczny
- 5.7. Rzut oka na zjawiska nieliniowe w światłowodach
  - 5.7.1. Samomodulacja fazy (SPM)
  - 5.7.2. Skrośna modulacja fazy (XPM)
  - 5.7.3. Mieszanie czterofalowe (FWM)
  - 5.7.4. Wymuszone rozpraszanie Ramana (SRS)
  - 5.7.5. Wymuszone rozpraszanie Brillouina (SBS)
- Literatura do rozdziału 5 część I
- Literatura do rozdziału 5 część II
6. Fala świetlna jako nośnik energii, masy, pędu i krętu
- 6.1. Gęstość strumienia energii fali EM
  - 6.1.1. Wektor Poyntinga, prędkość przekazu energii, natężenie światła
  - 6.1.2. Energia wiązki świetlnej model fotonowy
- 6.2. Masa promieniowania EM
- 6.3. Pęd i ciśnienie fali elektromagnetycznej
  - 6.3.1. Fala EM padająca na powierzchnię absorbera i przewodnika
  - 6.3.2. Ciśnienie światła fotony
  - 6.3.3. Pęd fali świetlnej
  - 6.3.4. Efekty ciśnienia światła
- 6.4. Moment pędu (kręt) promieniowania EM
  - 6.4.1. Polaryzacja fali świetlnej
  - 6.4.2. Dwa rodzaje momentu pędu fali EM
  - 6.4.3. Spinowy moment pędu
  - 6.4.4. Orbitalny moment pędu
  - 6.4.5. Składowa spinowa i orbitalna momentu pędu
- 6.5. Wiązki z wirem optycznym
  - 6.5.1. Wiązka Laguerrea-Gaussa jako wiązka z wirem optycznym
  - 6.5.2. Generowanie wiązek z wirem optycznym
- Literatura do rozdziału 6
7. Propagacja wiązki światła w wolnej przestrzeni. Formuły dyfrakcyjne
- 7.1. Zespolone rozkłady pola optycznego wiązki
- 7.2. Równanie falowe Helmholtza i przybliżenie skalarne
- 7.3. Fala płaska, sferyczna i cylindryczna
  - 7.3.1. Rozwiązanie równania falowego w postaci fali płaskiej
  - 7.3.2. Rozwiązanie równania falowego w postaci fali sferycznej
  - 7.3.3. Rozwiązanie równania falowego w postaci fali cylindrycznej
- 7.4. Równanie falowe w przybliżeniu przyosiowym
- 7.5. Formuła Rayleigha-Sommerfelda
  - 7.5.1. Teoria dyfrakcji Kirchhoffa. Wzór Fresnela-Kirchhoffa
  - 7.5.2. Wzór dyfrakcyjny w przybliżeniu Fresnela
- 7.6. Rozwiązanie równania falowego jako superpozycja fal elementarnych
- Literatura do rozdziału 7
8. Transformata Fouriera. Ogólne rozwiązanie liniowego równania falowego
- 8.1. Transformata Fouriera jako superpozycja funkcji bazowych
- 8.2. Transformata funkcji prostokątnej i funkcji Gaussa
- 8.3. Obliczanie transformaty Fouriera numerycznie z definicji
- 8.4. Dwuwymiarowa transformata Fouriera
- 8.5. Interpretacja fizyczna transformaty Fouriera
- 8.6. Podstawowe właściwości transformaty Fouriera
- 8.7. Transformaty wybranych funkcji dwuwymiarowych
- 8.8. Numeryczne algorytmy obliczania transformaty
  - 8.8.1. Dyskretna transformata Fouriera (DFT)
  - 8.8.2. Szybka transformata Fouriera (FFT)
  - 8.8.3. Obliczanie transformaty FFT w programie Matlab
- 8.9. Rozwiązanie równania falowego z użyciem transformaty Fouriera
  - 8.9.1. Rozwiązanie równania Helmholtza dla ośrodka jednorodnego
  - 8.9.2. Rozwiązanie równania falowego w przybliżeniu przyosiowym
- Literatura do rozdziału 8
9. Przestrzeń swobodna jako układ liniowy dla sygnałów optycznych dwuwymiarowych
- 9.1. Przestrzeń swobodna jako układ liniowy
- 9.2. Funkcja odpowiedzi impulsowej przestrzeni i zasada Huygensa-Fresnela
- 9.3. Widmo kątowe fal płaskich i optyczna funkcja przenoszenia przestrzeni
  - 9.3.1. Częstości przestrzenne fali płaskiej
  - 9.3.2. Fale płaskie jednorodne i niejednorodne
  - 9.3.3. Funkcja przenoszenia przestrzeni swobodnej
  - 9.3.4. Widmo kątowe fal płaskich i transformata Fouriera
  - 9.3.5. Znajdowanie rozkładu pola świetlnego za pomocą widma przestrzennego
  - 9.3.6. Funkcja przenoszenia i odpowiedź impulsowa dla formuł Rayleigha-Sommerfelda oraz Fresnela
- Literatura do rozdziału 9
10. Rozkłady dyfrakcyjne w strefach Fresnela i Fraunhofera
- 10.1. Wzór dyfrakcyjny Fresnela pole bliskie i dalekie
- 10.2. Obszar Fresnela (pole bliskie)
- 10.3. Obszar Fraunhofera (pole dalekie)
- 10.4. Rozkład fourierowski w płaszczyźnie ogniskowej soczewki
- 10.5. Modelowanie propagacji światła z wykorzystaniem wzoru Fresnela
- 10.6. Obrazy dyfrakcyjne dla szczeliny i rozkładu gaussowskiego 1D
  - 10.6.1. Rozkłady dyfrakcyjne w polu dalekim jako transformaty Fouriera
  - 10.6.2. Dyfrakcja na szczelinie geometryczna metoda wskazów
  - 10.6.3. Całka dyfrakcyjna Fresnela jako operacja splotu E0*hd
  - 10.6.4. Całka dyfrakcyjna jako transformata Fouriera z iloczynu E0P0
  - 10.6.5. Całka dyfrakcyjna jako odwrotna transformata Fouriera z FT(E0)H
- 10.7. Dyfrakcja Fresnela na szczelinie i prostej krawędzi podejście analityczne
- 10.8. Dyfrakcja na aperturach dwuwymiarowych
  - 10.8.1. Dyfrakcja na otworze prostokątnym
  - 10.8.2. Dyfrakcja na otworze kołowym
- 10.9. Dyfrakcja światła na siatce transmisyjnej
  - 10.9.1. Konstrukcja i rodzaje siatek dyfrakcyjnych
  - 10.9.2. Dyfrakcja Fraunhofera na siatce transmisyjnej
  - 10.9.3. Siatka transmisyjna amplitudowa
  - 10.9.4. Siatka fazowa
  - 10.9.5. Efektywność dyfrakcyjna siatki
  - 10.9.6. Parametry spektralne siatki dyfrakcyjnej
- 10.10. Przesłony komplementarne
  - 10.10.1. Zasada Babineta
  - 10.10.2. Przeszkody w postaci szczeliny i paska dyfrakcja Fresnela i Fraunhofera
- 10.11. Podsumowanie zestawienie formuł dyfrakcyjnych
- Literatura do rozdziału 10
11. Wiązki gaussowskie
- 11.1. Fala paraboidalna jako rozwiązanie przyosiowego równania falowego
- 11.2. Wiązka gaussowska
  - 11.2.1. Właściwości wiązki gaussowskiej
  - 11.2.2. Wyznaczanie parametrów wiązki gaussowskiej
- 11.3. Wiązki gaussowskie wyższego rzędu
  - 11.3.1. Mody Hermitea-Gaussa
  - 11.3.2. Mody Laguerrea-Gaussa
- 11.4. Wiązka świetlna powstająca w rezonatorze lasera
- 11.5. Definicje średnicy przekroju wiązki świetlnej
- 11.6. Rzeczywiste wiązki laserowe. Parametr M kwadrat (M2)
- Literatura do rozdziału 11
12. Transformacja wiązki gaussowskiej w układzie soczewkowym
- 12.1. Równanie soczewki cienkiej dla wiązki gaussowskiej
- 12.2. Ogniskowanie wiązki gaussowskiej
- 12.3. Równanie soczewki dla parametru zespolonego wiązki gaussowskiej
- 12.4. Zasada ABCD dla wiązki gaussowskiej
- 12.5. Kolimowanie wiązki gaussowskiej
  - 12.5.1. Układ jednosoczewkowy
  - 12.5.2. Układ dwusoczewkowy
  - 12.5.3. Układ kolimatora z oczyszczaniem wiązki
- 12.6. Zestawienie najważniejszych wzorów
- Literatura do rozdziału 12
13. Wiązki bezdyfrakcyjne
- 13.1. Rodzaje i właściwości wiązek bezdyfrakcyjnych
- 13.2. Wiązka Bessela
  - 13.2.1. Równanie wiązki Bessela
  - 13.2.2. Sposoby wytwarzania wiązki Bessela
  - 13.2.3. Prędkość fazowa i grupowa wiązki Bessela
- 13.3. Wiązka Airyego
  - 13.3.1. Funkcja Airyego
  - 13.3.2. Matematyczna wiązka Airyego
  - 13.3.3. Tłumiona wiązka Airyego
  - 13.3.4. Dwuwymiarowa wiązka Airyego
  - 13.3.5. Wytwarzanie wiązki Airyego
- Literatura do rozdziału 13
14. Fala świetlna w krysztale anizotropowym
- 14.1. Kryształy anizotropowe tensor podatności elektrycznej
- 14.2. Rodzaje kryształów anizotropowych
- 14.3. Propagacja fali płaskiej w krysztale anizotropowym
  - 14.3.1. Równania Fresnela
  - 14.3.2. Powierzchnia wektorów falowych
  - 14.3.3. Powierzchnia falowa
  - 14.3.4. Indykatrysa optyczna elipsoida współczynników załamania
  - 14.3.5. Podwójne załamanie światła na powierzchni kryształu anizotropowego
  - 14.3.6. Konstrukcje geometryczne określania kierunków wektorów falowych i promieni
  - 14.3.7. Numeryczne wyznaczanie parametrów fal o i e przy podwójnym załamaniu
- Literatura do rozdziału 14
DODATEK A. Podstawowe pojęcia z analizy wektorowej
- I. Gradient pola skalarnego
- II. Strumień pola wektorowego przez powierzchnię. Dywergencja pola
- III. Krążenie (cyrkulacja) wektora po krzywej zamkniętej
- IV. Operator nabla gradient, dywergencja, rotacja we współrzędnych prostokątnych
- V. Operatory gradientu, dywergencji i rotacji w różnych układach współrzędnych
- VI. Użyteczne tożsamości wektorowe
- VII. Twierdzenia całkowe analizy wektorowej
- Literatura Dodatek A
DODATEK B. Pole promieniowania przyspieszanego ładunku punktowego
- B1. Linie pola elektrycznego przyspieszanego ładunku
- B2. Pole magnetyczne pola promieniowania
- B3. Moc promieniowania oscylującego dipola
DODATEK C. Wyprowadzenie relacji Kramersa-Kroniga z twierdzenia Cauchyego
DODATEK D. Układy liniowe
- D1. Układy czasowe liniowe i stacjonarne
- D2. Odpowiedź układu liniowego na sygnał impulsowy. Odpowiedź impulsowa
- D3. Odpowiedź układu na sygnał harmoniczny. Funkcja transmitancji
- D4. Zależność pomiędzy funkcją impulsową a funkcją transmitancji
DODATEK E. Delta Diraca i uogólnione transformaty Fouriera
- E1. Delta (dystrybucja) Diraca
- E2. Pary transformat wybranych funkcji w sensie granicznym
DODATEK F. Właściwości przekształcenia Fouriera i wybrane transformaty
DODATEK G. Szeregi trygonometryczne funkcji prostokątnej
- G1. Współczynniki szeregu Fouriera
- G2. Okresowy ciąg impulsów prostokątnych funkcja parzysta
- G3. Okresowy ciąg impulsów prostokątnych
- G4. Zbieżność szeregu Fouriera w punktach nieciągłości funkcji
DODATEK H. Wyprowadzenie wzoru dla wiązki Hermitea-Gaussa
Przypisy