کتابچه راهنمای مهندسی اپتیک

توضیحات کتاب

این کتاب اصول، فرآیندها، روش ها و رویه های مهندسی نوری را به صورت مختصر و کاربردی توضیح می دهد. بر رویکردهای اساسی تأکید می کند و فرمول های مفید و نمونه های گام به گام کار شده را برای نشان دادن کاربردها و روشن کردن روش های محاسبه ارائه می دهد. این کتاب اجزای نوری انکساری، بازتابی و پراش را پوشش می‌دهد. دستگاه های نوری لنز؛ تحلیل الگوی حاشیه مدرن؛ مترولوژی نوری; اپتیک فوریه و پردازش تصویر نوری؛ دستگاه های الکترواپتیک و آکوستو اپتیکال؛ فیلترهای فضایی و طیفی؛ فیبرهای نوری و لوازم جانبی؛ ساخت نوری؛ و بیشتر. این شامل بیش از 2000 جدول، نمودارهای جریان، نمودارها، شماتیک ها، نقاشی ها، عکس ها و عبارات ریاضی است.

فهرست مطالب

اپتیک پرتوی پایه؛ اپتیک موج پایه؛ اپتیک اولیه فوتون؛ اجزای نوری انکساری؛ اجزای نوری بازتابی؛ اجزای نوری پراش؛ برخی از دستگاه های نوری لنز؛ تلسکوپ ها طیف سنج ها; اندازه گیری شیب جبهه موج در تست نوری. تداخل سنج های اساسی؛ تحلیل الگوی حاشیه مدرن در تداخل سنجی. مترولوژی نوری: روش های نقطه ای. مترولوژی نوری اشیاء پراکنده: روش های میدان کامل. هولوگرافی؛ اپتیک فوریه و پردازش تصویر نوری؛ دستگاه های الکترواپتیک و آکوستو اپتیکال؛ رادیومتری، منابع نوری نامنسجم؛ لیزر؛ فیلترهای فضایی و طیفی؛ فیبرهای نوری و لوازم جانبی؛ مواد نوری آمورف همسانگرد؛ مواد ناهمسانگرد؛ مواد حساس به نور؛ ساخت نوری

امواج الکترومغناطیسی و فوتون ها

2 امواج الکترومغناطیسی و فوتون ها 41

2.1 مقدمه 41

2.2 الکترومغناطیس 42

2.3 معادلات امواج الکترومغناطیسی 53

2.3.1 امواج الکترومغناطیسی عرضی 55

2.3.2 جریان انرژی و بردار Poynting 61

2.3.3 تابش 63

2.4 فوتون 67

2.5.1 تداخل تک فوتون 74

2.6 طیف الکترومغناطیسی 76

فیزیک امواج

1 فیزیک امواج 1

1.1 مقدمه 1

1.2 معادله موج یک بعدی 2

1.3 راه حل های کلی معادله موج 1 بعدی 5

1.4 امواج  هارمونیک 9

1.5 اصل برهم نهی 13

1.5.1 امواج دوره ای 13

1.5.2 استقلال خطی 14

1.6 اعداد مختلط و نمایش مختلط 15

1.6.1 جبر مختلط 17

1.6.2 نمایش پیچیده امواج هارمونیک 21

1.7 معادله موج سه بعدی 22

1.7.1 مختصات کروی 23

1.7.2 امواج صفحه سه بعدی 25

1.7.3 امواج کروی 28

اپتیک فیزیکی، اپتیک موجی

برخی از پدیده‌های فیزیکی کاملاً واضح نشان می‌دهند که نور دارای خواص امواج است، اگرچه طول موج‌های نسبتاً کوتاه نور همیشه این امر را آشکار نمی‌کند. با این حال، به ویژه فرآیندهای تداخل و پراش بدون امواج نوری به سختی توضیح داده می شوند. در حدود سال 1865، جیمز کلرک ماکسول موفق شد نشان دهد که نور را می‌توان با امواج الکترومغناطیسی عرضی با فرکانس‌های مرتبه صدها تراهرتز شناسایی کرد. این به سرعت بسیاری از پدیده ها را توضیح داد، به عنوان مثال. در زمینه پراش و پلاریزاسیون. برخی از اولین نتایج عملی توضیحاتی برای عملکرد نوری محدود بود، به عنوان مثال. میکروسکوپ ها و تلسکوپ ها و نکاتی در مورد بهینه سازی بیشتر عملکرد آنها.

جزوه اپتیک موجی

اپتیک موجی

اپتیک موج، که با نور به عنوان امواج الکترومغناطیسی سروکار دارد، شاخه مهمی از اپتیک است. پدیده های نوری اصلی مورد بحث در اپتیک موج شامل پراش، تداخل و قطبش نور است. این فصل بر دانش اولیه اپتیک موج و کاربردهای آن تمرکز دارد. ابتدا تئوری الکترومغناطیسی اپتیک به طور خلاصه معرفی می شود. ثانیاً تئوری ها و نمونه هایی از پراش و تداخل نور ارائه و توضیح داده شده است. در ادامه، معرفی مختصری از اپتیک فوریه ارائه می شود. سپس، انحراف جبهه موج معرفی می شود. در نهایت، محدودیت های وضوح نظری یک سیستم تصویربرداری نوری ارائه شده است.

دوگانگی موج ذره

در سال 1924، فیزیکدان فرانسوی لوئیس د بوگلی، دوگانگی ذرات موج را تئوری کرد. دوگانگی موج موج نشان می دهد که همه چیز هر دو رفتار ذرات و رفتاری را نشان می دهد.

در سال 1927، دوگانگی ذرات موج به صورت آزمایشی با استفاده از پرتوهای الکترونی به عنوان یک منبع برای پراش تایید شد. هنگامی که یک پرتو الکترونها، که ذرات شارژ شده اند، از طریق یک شکاف هدایت می شوند، یک الگوی پراکندگی بر روی یک صفحه نمایش داده شد. اما پراکندگی پدیده ای است که فقط برای امواج اتفاق می افتد. از طریق این آزمایش، رفتار الکترونهایی دوگانه الکترونها نشان داده شد. بنابراین، اثبات تئوری د بوگلی و به دست آوردن جایزه نوبل فیزیک در سال 1929.

اختراع میکروسکوپ الکترونی

در سال 1933، فیزیکدان آلمانی Ernst Ruska اولین میکروسکوپ الکترونی را ساخت. الکترون ها دارای طول موج بسیار پایین تر از فوتون هستند که ذرات نور هستند. حد پراکندگی ناشی از طول موج نور هنگام استفاده از الکترونها به جای آن، برداشته می شود.

پراش پرتوهای الکترون با لنزهای مغناطیسی جمع آوری می شود، زیرا الکترونها ذرات شارژ می شوند. تصاویر تشکیل شده با میکروسکوپ الکترونی 1000 برابر با رزولوشن از میکروسکوپ های نوری است.

دو نوع عمده میکروسکوپ الکترونی وجود دارد:

 میکروسکوپ الکترونی انتقال (TEM) و میکروسکوپ الکترونی اسکن (SEM).

چگونه میکروسکوپ الکترونی کار می کند؟

میکروسکوپ الکترونی (EM) یک روش تجربی است که برای ضبط تصاویر با وضوح بالا از نمونه های میکروسکوپی استفاده می شود. این یک تکنیک قدرتمند برای مطالعه ساختار دقیق نمونه های بیولوژیکی مانند بافت ها و سلول ها است.

میکروسکوپ های الکترونی در محدودیت های میکروسکوپ های نور بهبود می یابند. از لحاظ تاریخی، میکروسکوپ های نور برای اندازه گیری و مطالعه ساختار نمونه های ارگانیک استفاده شد. یکی از معایب عمده میکروسکوپ های نوری پدیده پراش نور است. پراش نور محدودیتی در مورد چگونگی به وضوح یک نمونه میکروسکوپی را می توان تصویر کرد.

جزوه اپتیک موجی

1 نور و الکترومغناطیس

1.1 طبیعت نور

       1.1.1 نظریه های اولیه

       1.1.2 ماهیت موج نور

       1.1.3 ویژگی های موج

       1.1.4 موج الکترومغناطیسی

       1.1.5 امواج واقع گرایانه و موج هارمونیک 

فهرست مقالات موج

منشور ابه

طیف سنجی جذب

طیف جذب

موج سنج جذب

موج صوتی

معادله موج صوتی