Предисловие. 
Волновая оптика

Волновая оптика рассматривает свет как электромагнитные волны. В начале XIX века под давлением многочисленных факторов корпускулярная природа света сменилась волновой и свет стал рассматриваться как волна. Этому способствовали работы X. Гюйгенса, который в 1690 г. издал «Трактат о свете «. В нем была рассмотрена волновая теория света, принцип построения огибающей волны и описано открытое им явление поляризации света. Развитию волновой природы света способствовало также успешное объяснение Т. Юнгом и О. Ж. Френелем явлений интерференции и дифракции света с помощью волновой теории. В 1801 г. Т. Юнг сформулировал принцип интерференции света и через год осуществил опыт по получению интерференции света от двух отверстий. В 1816 г. Френель дополнил принцип Гюйгенса когерентностью вторичных волн, а также создал теорию дифракции света в форме построения зон. В 1822 г. Фраунгофер получил дифракцию света от дифракционной решетки. В данном разделе рассматриваются электромагнитные волны видимого диапазона излучения (Х=(40(Н780) нм). Такие волны испускаются при переходах электронов между уровнями энергий в молекулах и атомах, при тепловых и электрических воздействиях на них.

Учебное пособие «Волновая оптика» состоит из трех циклов. Они посвящены явлениям интерференции, дифракции и поляризации. Каждый цикл содержит краткую общую теоретическую часть, в которой даются необходимые сведения о волновой природе излучения, об условиях образования интерференционной и дифракционной картин, о свойствах поляризованного света и методах его получения. Затем идут подробные рекомендации по проведению конкретных лабораторных работ, по методам обработки полученных результатов и расчету погрешностей измерений.

В экспериментальных работах используются как классические прецизионные приборы (гониометры, интерферометры Релея, монохроматоры), так и оптические установки, разработанные на кафедре физики УрФУ (работы по поляризации света, по наблюдению колец Ньютона, по интерференции и дифракции лазерного излучения, работы с бипризмой Френеля). Применение гониометров ГС-5 позволяет проводить измерения длин волн с помощью дифракционной решетки с точностью до десятых долей нанометра; интерферометр Релея дает возможность проводить измерения коэффициента преломления газов с точностью до 1(Г⁶.

При выполнении работ используются различные источники света: лампы накаливания со светофильтрами, излучение паров ртути, светодиоды и лазеры. Использование различных источников позволяет рассматривать вопросы, связанные с дисперсией и разрешающей способностью дифракционных решеток, сравнивать свойства излучения обычных и лазерных источников света.

Техническое оснащение лаборатории позволяет применять современные достижения компьютерных технологий при выполнении лабораторных работ. Так работы по поляризации света выполняются при помощи программ, разработанных в среде N1 Lab View.

Дидактическая нагрузка в каждой работе регулируется преподавателем, ведущим занятия со студенческой группой. В зависимости от специальности варьируется содержание «входного контроля» (от формального предъявления конспекта или простого тестирования по теории и методике выполнения лабораторной работы до детального коллоквиума). Может меняться также число выполняемых задач и отчетность «на выходе» (от формальной сдачи отчета до защиты полученных результатов). Это обстоятельство позволяет использовать данные методические указания для работы со студенческими группами физических, инженерно-физических и физико-технических специальностей технических университетов.