Оптика, или учение о свете, первоначально возникла как попытка ответить на вопрос, почему человек может видеть окружающие предметы. Некоторые древнегреческие философы полагали, например, что рассматривание предметов глазом аналогично до некоторой степени ощупыванию их рукой.
По мнению этих философов, из глаза человека по направлению к рассматриваемому предмету тянется нечто вроде щупальцев. По-видимому, такое представление свойственно всякому наивному сознанию, на что указывают распространенные метафоры: “ощупать взглядом”, “проникнуть взором” и т. д.
Однако в той же древней Греции было высказано мнение, что свет исходит от тел. Некоторые тела при определенных условиях являются источниками света, который, попадая в наши глаза, вызывает зрительное ощущение. Другие тела становятся видимыми благодаря тому, что они поглощают свет или меняют направление распространения (отражают, преломляют).
Таким образом, слово “свет” стало употребляться для обозначения того объективного, происходящего вне нас, явления, которое, воздействуя на глаз, вызывает субъективное зрительное ощущение.
Этот — четвертый — том общего курса физики посвящен физической оптике и является естественным продолжением предыдущего тома, в котором излагается учение об электрических и магнитных явлениях.
Физическая оптика рассматривается в нем преимущественно с волновой (конечно, электромагнитной) точки зрения. Вопросы квантовой оптики затрагиваются лишь частично. Дается представление о фотонах и процессе излучения как о квантовом переходе атомных систем из одного энергетического состояния в другое. Это необходимо для введения понятия индуцированного излучения и объяснения принципов работы лазеров.
Однако систематическое изложение основ квантовой оптики, в той мере, в какой это возможно сделать в рамках общей физики, а также относящихся сюда квантовых явлений (фотоэффект, эффект Комптона, спектральные закономерности, люминесценция, эффект Зеемана, эффект Штарка и пр.), предполагается дать в этом томе, где будет излагаться атомная физика в широком смысле этого слова.
Главная цель книги — познакомить студентов прежде всего с основными идеями и методами физики. Особое внимание обращено на разъяснение смысла физических законов и на сознательное применение их.
Несмотря на сравнительно небольшой объем, книга представляет собой серьезное руководство по физике, обеспечивающее подготовку, достаточную для успешного усвоения в дальнейшем теоретической физики и других физических дисциплин.
Возникновение старейшего отдела оптики, так называемой геометрической оптики, относится к глубокой древности. Уже в «Оптике» Евклида (300 г. до н. э.) содержатся принцип прямолинейности световых лучей и основной закон отражения света.
Геометрическая оптика имеет огромное практическое значение, но охватывает сравнительно узкую область световых явлений и носит несколько формальный характер в соответствии со своим названием.
Книги Р. В. Поля настолько хорошо известны физикам всего мира — и сложившимся ученым, и учащимся, что никакой вводной формулы знакомства с этим автором не требуется: своеобразие стиля, оригинальность изложения, громадный педагогический и научный опыт ярко отражены в каждой странице, написанной Полем.
«Оптика и атомная физика» представляет собой последний, третий том «Введения в физику»; он замыкает внутренне-согласованный цикл учебников для высшей школы, созданный и десятилетиями обрабатывавшийся и улучшавшийся автором.
При выборе содержания и характера изложения предлагаемой книги я основывался на тех положениях, которые руководили мною при составлении ранее появившихся в том же издательстве трех частей настоящего труда, предназначенного для первого серьезного введения в теоретическую физику.
При том объеме, который имеет в настоящее время теоретическая физика, и здесь опять речь может идти лишь о скромном выборе из имеющегося крайне богатого материала. При этом решающим было в первую очередь ограничение рамками классической волновой теории в ее применении к средам непрерывной плотности.
Поэтому я имел возможность уделить больше внимания систематическому изложению и развитию высказываемых положений, а также их связи с другими отделами теоретической физики.
Учебное пособие по разделам электричества и оптики экспериментальной физики составлено в соответствии с программой по общему курсу физики и по физическому практикуму для физических и физико-математических факультетов университетов и педагогических институтов.
Содержит описания выполняемых студентами названных вузов параллельно со слушанием курса лекций по общей физике и работе в семинариях экспериментальных задач, поставленных в физическом практикуме Московского университета и выдержавших практическую проверку в ходе студенческих занятий на протяжении многих лет.
Каждая лабораторная задача содержит краткое изложение сущности изучаемого явления с ссылками на литературу, в которой это явление описано подробно, и подробные указания по использованию аппаратуры, по порядку изучения данного явления, методике обработки экспериментальных результатов, их обсуждению и формулированию выводов.
В учебное пособие включены описание 58 экспериментов с элементами исследования явлений из разделов электростатики, постоянного тока, магнитных явлений, электромагнитных колебаний и волн, а также физической и геометрической оптики.
Подготовлено коллективом авторов кафедры общей физики физического факультета Московского государственного университета и рекомендовано Министерством высшего и среднего специального образования СССР в качестве учебного пособия для соответствующих вузов.
Предлагаемая советскому читателю в русском переводе книга «Оптика» А. Зоммерфельда является четвертым томом его «Лекций по теоретической физике».
Содержание этих лекций составляют основные разделы классической физики, однако их особенность состоит в том, что самые вопросы классической физики рассматриваются не в отрыве от современной физики, а с учетом ее достижений.
Третий том Курса содержит разделы физики, быстро развивающиеся в наши дни. Вот почему, кроме правки, носящей характер небольших улучшений, как было сделано в первом и втором томах, здесь потребовалось дописать некоторые разделы.
Добавлен параграф, посвященный квантовым генераторам, включено описание эффекта Мёссбауэра. Эти достижения физики являются весьма многообещающими для техники ближайшего будущего. Физика микрочастиц развивается в настоящее время столь бурно, что последнюю главу книги, посвященную этой проблеме, пришлось написать заново.
Книга представляет собой учебное пособие для студентов физических и физико-математических факультетов педагогических институтов, составленное по программе курса общей физики для пединститутов.
