Механічні коливання і хвилі в пружних середовищах

Гармонічні механічні коливання. Кінематичні характеристики гармонічних коливань. Диференціальне рівняння гармонічних коливань. Пружинний, фізичний і математичний маятники. Енергія гармонічних коливань. Додавання гармонічних коливань одного напрямку й однакової частоти. Биття. Додавання взаємно перпендикулярних коливань. Диференціальне рівняння загасаючих коливань і його розв’язок. Аперіодичний процес. Диференціальне рівняння вимушених коливань і його розв’язок. Амплітуда зміщення і фаза вимушених коливань. Поняття про резонанс.

Хвильові процеси. Механізм утворення механічних хвиль у пружному середовищі. Повздовжні і поперечні хвилі. Синусоїдальні (гармонічні) хвилі. Рівняння хвилі, що біжить. Довжина хвилі і хвильове число. Хвильове рівняння. Фазова швидкість і дисперсія хвиль Енергія хвилі. Принцип суперпозиції хвиль і межа його застосовності. Хвильовий пакет. Групова швидкість. Когерентність.

Інтерференція хвиль. Утворення стоячих хвиль. Рівняння стоячої хвилі і його аналіз.

Електромагнітні коливання і хвилі

Гармонічні електромагнітні коливання і їхні характеристики. Диференціальне рівняння електромагнітних коливань. Електричний коливальний контур. Енергія електромагнітних коливань. Диференційне рівняння електромагнітних коливань і його розв’язок. Диференційне рівняння вимушених коливань і його розв’язок. Амплітуда і фаза вимушених коливань. Випадок резонансу. Електромагнітні хвилі. Диференціальне рівняння електромагнітної хвилі. Основні властивості електромагнітних хвиль. Монохроматична хвиля. Енергія електромагнітних хвиль Потік енергії. Вектор Пойнтінга. Випромінювання диполя.

Хвильова оптика

Інтерференція світла. Когерентність і монохроматичність світлових хвиль. Розрахунок інтерференційної картини від двох когерентних джерел. Оптична довжина шляху. Інтерференція світла у тонких плівках. Інтерферометри. Дифракція світла. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Прямолінійне поширення світла. Дифракція Френеля на круглому отворі і диску. Дифракція Фраунгофера на одній щілині і дифракційних ґратках. Дозволяюча здатність оптичних приладів. Дифракція на просторових решітках. Формула Вульфа-Брегга. Принцип голографії. Дослідження структури кристалів. Оптично неоднорідне середовище. Дисперсія світла. Ділянки нормальної й аномальної дисперсії. Електронна теорія дисперсії світла. Ефект Доплера. Випромінювання Вавілова-Черенкова. Поляризація світла. Природне і поляризоване світло. Поляризація світла при відбиванні. Закон Брюстера. Подвійне променезаломлення. Одновісні кристали. Поляроїди і поляризуючи призми. Закон Малюса.