Физика : волновая и квантовая оптика

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ  
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ  
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС» 

 

 
 
 

 

 

 

 
 

 

№ 2185 

Кафедра физики

В.А. Степанова 
 
 

Физика

Волновая и квантовая оптика 

Учебно-методическое пособие 

Под редакцией профессора Д.Е. Капуткина 

Допущено учебно-методическим объединением  
по образованию в области металлургии в качестве  
учебного пособия для студентов высших учебных заведений, 
обучающихся по направлению Металлургия 

Москва  2012 

УДК 535 
 
С79 

Р е ц е н з е н т  
канд. физ.-мат. наук,  Ю.В. Осипов 

Степанова, В.А. 
С79  
Физика : волновая и квантовая оптика : учеб.-метод. пособие / В.А. Степанова ; под ред. Д.Е. Капуткина. – М. : Изд. Дом 
МИСиС, 2012. – 51 с. 
ISBN 978-5-87623-654-8 

Пособие содержит теоретический материал и руководство к выполнению 
четырех расчетно-графических работ, моделирующих фундаментальные эксперименты по курсу «Физика» раздел «Оптика» по темам: геометрическая 
оптика, интерференция света, дифракция света и внешний фотоэффект. В 
каждой работе дана методика виртуального эксперимента, содержащая теоретическое введение и описание компьютерной модели, обработка результатов и вопросы для самоконтроля. Содержание работ соответствует учебной 
программе курса «Физика». 
Программное обеспечение для расчетно-графических работ разработано 
фирмой «ФИЗИКОН» под руководством проф. С.М. Козеля. 
Предназначено для студентов бакалавриата. 

УДК 535 

ISBN 978-5-87623-654-8 
© В.А. Степанова, 2012 

ОГЛАВЛЕНИЕ 

Предисловие..............................................................................................4 
Введение....................................................................................................5 
Расчетно-графическая работа № 2 – 1. Моделирование   
оптических приборов .............................................................................17 
Расчетно-графическая работа № 2 – 2. Кольца Ньютона ...................27 
Расчетно-графическая работа № 2 – 3. Дифракционная решетка......33 
Расчетно-графическая работа № 2 – 4. Внешний фотоэффект ..........43 

ПРЕДИСЛОВИЕ 

Преподавание курса общей физики в техническом вузе наряду с 
усвоением фундаментальных знаний и законов, подкрепленных ре-
шением задач, ставит также цель привить студентам навыки и умение моделировать физические процессы и явления. Не заменяя традиционные формы обучения, применение компьютерных моделей в 
процессе освоения курса «Физика» дает новые технологии для процесса обучения. Компьютерные модели являются наглядным представлением экспериментов, достоверно отражают физические законы, а диапазон регулируемых параметров позволяет получать достаточное количество исследуемых состояний. 
В настоящее пособие вошли описания семи расчетно-графических 
работ с использованием компьютерных моделей (разработанных фирмой «ФИЗИКОН»), выполняемых студентами 2-го курса НИТУ «МИСиС» в соответствии с учебным планом по курсу «Физика» по разделу 
«Оптика».  
Описание каждой работы включает в себя разделы: 1. Цель работы. 2. Методика виртуального эксперимента (с краткой теорией и 
описанием компьютерных моделей). 3. Порядок выполнения работы. 
4. Обработка результатов измерений. 5. Контрольные вопросы для 
самопроверки. 6. Список литературы. 

ВВЕДЕНИЕ 

Для подготовки и выполнения расчетно-графических работ, в которых используются компьютерные модели, разработанные фирмой 
«ФИЗИКОН», необходимо на рабочем столе компьютера дважды 
щелкнуть левой кнопкой мыши, когда ее маркер расположен на ярлыке «Зеленое дерево» с надписью Физика. В открывшемся окне 
находятся папки с описанием расчетно-графических работ и сборник 
компьютерных моделей «Открытая физика 1.1».  
Открытие папки «Физика. Волновая и квантовая оптика», в которой есть описание расчетно-графических работ, позволяет подготовиться к лабораторным работам.  
Для выполнения расчетно-графической работы необходимо дважды щелкнуть левой кнопкой мыши, когда ее маркер расположен над 
эмблемой сборника компьютерных моделей «Открытая физика 1.1» 
на рабочем столе. После этого на экране появится начальная картинка 
этого сборника, окно которой изображено на рис. В1. 
Далее необходимо выбрать раздел, указанный в расчетнографической работе; для этого дважды щелкнете левой кнопкой мыши, установив ее маркер над названием раздела, в котором расположена данная модель. В разделе «Электричество и магнетизм» вы 
увидите картинку, изображенную на рис. В2. 

 

Рис. В1. Содержание cборника компьютерных моделей  
«Открытая физика 1.1» 

Рис. В2. Диалоговое окно раздела «Оптика» в cборнике 
компьютерных моделей «Открытая физика 1.1» 

Чтобы увидеть дальнейшие пункты содержания данного раздела, 
надо щелкать левой кнопкой мыши, установив ее маркер на кнопку 
со стрелкой вниз, расположенную в правом нижнем углу внутреннего окна. 
Прочитав надписи во внутреннем окне, установите маркер мыши 
над надписью требуемой компьютерной модели и дважды коротко 
нажмите левую кнопку мыши. Например, для компьютерной модели 
«Электромагнитная индукция» в разделе «Электричество и магнетизм» вид окна приведен на рис. В3. 

 

Рис. В3. Диалоговое окно компьютерной модели  
«Электромагнитная индукция» в разделе «Электричество и магнетизм»