Лекция 1 Введение

ТЕСТЫ

1. Выберите наиболее полное современное определение предмета экономической теории. Экономическая теория изучает:

а) процесс производства и обмена товарами;

б) деньги, банковскую систему, капитал;

в) национальное богатство страны;

г) способы использования обществом ограниченных ресурсов, необходимых для удовлетворения потребностей людей.

1. Какое из приведенных ниже положений не имеет отношения к определению предмета экономической теории:

а) эффективное использование ресурсов;

б) неограниченность производственных ресурсов;

в) удовлетворение потребностей людей;

г) неограниченность экономических благ.

1. «Что есть или что может быть» - предмет изучения:

а) нормативной экономики;

б) микроэкономики;

в) позитивной экономики;

г) макроэкономики.

1. Микроэкономика изучает:

а) численность занятых в народном хозяйстве;

б) экономический цикл;

в) общий уровень цен;

г) факторы, определяющие спрос на рынках отдельных товаров.

1. Основные функции экономической теории:

а) воспроизводственная и распределительная;

б) познавательная и практическая;

в) контрольная и стимулирующая;

г) методологическая и информационная.

1. К основным целям экономической политики не относится:

а) достижение полной занятости;

б) обеспечение экономической эффективности;

в) стабильный уровень цен;

г) отсутствие бюджетного дефицита.

1. Очищение исследуемого предмета от частного, случайного, преходящего и выделение сущностного, постоянного, типичного – это:

а) индукция;

б) анализ;

в) научная абстракция;

г) моделирование.

1. Упрощенное, формализованное описание экономической реальности с помощью математических символов и алгоритмов – это:

а)функциональный анализ;

б) научная абстракция;

в) экспериментирование;

г) моделирование.

1. Понятие «невидимой руки» сформулировал:

а) К. Маркс;

б) А. Смит;

в) А. Маршалл;

г) Дж. Кейнс.

1. Основоположником теории государственного регулирования был:

а) К. Маркс;

б) А. Смит;

в) А. Маршалл;

г) Дж. Кейнс.

1 Оптика как наука

2 Разделы оптики

3 Цели и задачи курса

4 Основные общие понятия оптики

Оптика (греч. Optike´ – наука о зрительных восприятиях, от opto´s видимый, зримый) – раздел физики, в котором изучаются оптическое излучение (свет), процессы его распространения и явления, наблюдаемые при взаимодействии света и вещества. Оптическое излучение представляет собой электромагнитные волны, и поэтому оптика – часть общего учения об электромагнитном поле (электродинамики). Оптический диапазон длин волн охватывает около 20 октав [1] и ограничен с одной стороны рентгеновскими лучами, а с другой – микроволновым диапазоном радиоизлучения.

По традиции оптику принято разделять на геометрическую, физическую и физиологическую.

В геометрической оптике, не рассматривая вопроса о природе света, исходят из эмпирических законов его распространения и используют представление о распространяющихся независимо друг от друга световых лучах, преломляющихся и отражающихся на границах сред с разными оптическими свойствами и прямолинейных в оптически однородной среде.

Методами геометрической оптики удается изучить условия формирования оптических изображений объекта, считая каждое из них совокупностью изображений отдельных его точек. Эти же методы применимы при объяснении многих явлений (миражей, радуг), связанных с прохождением оптического излучения в различных средах, в том числе оптически неоднородных. Наибольшее значение геометрическая оптика (с частичным привлечением волновой оптики) имеет для расчета и конструирования оптических приборов – от очковых линз до сложных объективов и огромных астрономических инструментов. Благодаря развитию и применению вычислительной математики, методы таких расчетов достигли высокого совершенства, и сформировалось отдельное направление, получившее название вычислительной оптики.

По существу, не рассматривается физическая природа света и в фотометрии. Ряд задач фотометрии решается с учетом закономерностей восприятия света человеческим глазом. Изучением этих закономерностей занимаются в физиологической оптике, смыкающейся с биофизикой и психологией; в физиологической оптике исследуют механизмы зрения.

В физической оптике рассматривают проблемы, связанные с природой света и световых явлений. Утверждение, что свет есть поперечные электромагнитные волны, основано на результатах огромного числа экспериментальных исследований дифракции света, интерференции света, поляризации света и распространения света в анизотропных средах. Совокупность явлений, в которых проявляется волновая природа света, изучается в крупном разделе физической оптики, называемом волновой оптикой. Ее математическим основанием служат общие уравнения классической электродинамики – уравнения Максвелла. Свойства среды при этом характеризуются макроскопическими материальными константами – значениями диэлектрической проницаемости и магнитной проницаемости , входящими в уравнения Максвелла в виде коэффициентов. Эти величины однозначно определяют показатель преломления n среды: .

В феноменологической волновой оптике, не рассматривая связи величин и , обычно известных из опыта, со структурой вещества, удаётся объяснить все эмпирические законы геометрической оптики и установить границы ее применимости. В отличие от геометрической, в волновой оптике имеется возможность рассматривать процессы распространения света не только тогда, когда размеры систем, формирующих или рассеивающих световые пучки, значительно больше длины волны , но и при любом соотношении между ними.

Во многих случаях решение конкретных задач методами волновой оптики оказывается чрезвычайно сложным. Поэтому получила развитие квазиоптика, в которой процессы распространения, преломления и отражения описывают в рамках геометрической оптики, но при этом учитывают и волновую природу излучения. Геометрический и волновой подходы формально объединяются в геометрической теории дифракции, в которой, кроме падающих, отраженных и преломленных лучей, постулируют существование различного типа дифрагированных лучей.

Огромное значение в развитии волновой оптики имело установление связи величин и с молекулярной и кристаллической структурой вещества. На её основе удалось объяснить все явления, сопровождающие распространение света в рассеивающих и анизотропных средах и вблизи границ раздела сред с различными оптическими характеристиками, а также зависимость от длины волны (дисперсию) оптических свойств сред, влияние на световые явления давления, температуры, звука, электрического и магнитных полей и др.

В классической волновой оптике параметры среды считаются не зависящими от интенсивности света; соответственно оптические процессы описываются линейными дифференциальными уравнениями. Однако во многих случаях, особенно при больших интенсивностях световых потоков, это предположение неверно и показатель преломления оказывается зависящим от напряженности электрического поля световой волны. Это обусловливает изменение угла преломления светового пучка на границе раздела двух сред при изменении его интенсивности, сжатие и расширение световых пучков (самофокусировку и самодефокусировку световых пучков), изменение спектрального состава света, проходящего через среду (генерация оптических гармоник), взаимодействие световых пучков и появление в излучении так называемых комбинационных частот, а в среде – выделенных направлений преимущественного взаимодействия световых волн (параметрические явления) и т.д. Эти явления рассматриваются в нелинейной оптике, получившей особенно интенсивное развитие в связи с созданием лазеров.

В волновой оптике успешно описывалось распространение света в материальных средах, но не удалось удовлетворительно объяснить процессы его испускания и поглощения. На основе общих термодинамических соображений о взаимодействии электромагнитного поля с веществом и результатов исследования процессов испускания и поглощения света (фотоэффекта, фотохимического превращения молекул, оптических спектров и др.) учёные пришли к выводу, что элементарная система (атом, молекула) может испускать или поглощать энергию только дискретными порциями (квантами), пропорциональными частоте излучения . Поэтому световому электромагнитному полю необходимо сопоставить поток квантов света – фотонов. В простейшем случае энергия, теряемая или приобретаемая изолированной квантовой системой в элементарном акте взаимодействия с оптическим излучением, равна энергии фотона, а в более сложном – сумме или разности энергий нескольких фотонов. Явления, в которых при взаимодействии света и вещества проявляются квантовые свойства элементарных систем, изучаются в квантовой оптике методами, развитыми в квантовой механике и квантовой электродинамике.

Двойственность природы света (наличие у него одновременно характерных черт, присущих волнам и частицам) является частным проявлением корпускулярно-волнового дуализма. Открытие квантовых явлений в радиодиапазоне во многом стерло резкую границу между радиофизикой и оптикой. Сначала в радиофизике, а затем и в физической оптике сформировалось новое направление, связанное с генерированием вынужденного излучения и созданием квантовых усилителей и квантовых генераторов излучения (мазеров и лазеров). Развитие лазерной техники привело к новому подходу при создании оптических элементов и систем и, в частности, потребовало разработки новых оптических материалов, пропускающих без их повреждения интенсивные световые потоки (силовая оптика).

Все разделы оптики имеют многочисленные практические применения, о которых мы будет говорить при изучении тех или иных явлений. Пока же определим основные общие понятия, которые приняты в оптике, и познакомимся с единицами измерения основных фотометрических величин.

Дата добавления: 2014-01-06