О́птика — раздел физики, изучающий поведение и свойства света, в том числе его взаимодействие с веществом и создание инструментов, которые его используют или детектируют. Оптика обычно описывает поведение видимого, ультрафиолетового и инфракрасного излучения. Поскольку свет представляет собой электромагнитную волну, другие формы электромагнитного излучения, такие как рентгеновские лучи, микроволны и радиоволны, обладают аналогичными свойствами.
Электродина́мика — раздел физики, изучающий электромагнитное поле в наиболее общем случае и его взаимодействие с телами, имеющими электрический заряд. Предмет электродинамики включает связь электрических и магнитных явлений, электромагнитное излучение, электрический ток и его взаимодействие с электромагнитным полем. Любое электрическое и магнитное взаимодействие между заряженными телами рассматривается в современной физике как осуществляющееся посредством электромагнитного поля, и, следовательно, также является предметом электродинамики.
При́нцип наиме́ньшего де́йствия Га́мильтона, также просто принцип Гамильтона — способ получения уравнений движения физической системы при помощи поиска стационарного значения специального функционала — действия. Назван в честь Уильяма Гамильтона, использовавшего этот принцип для построения так называемого гамильтонова формализма в классической механике.
Экстрема́льный при́нцип в физике — общее название для ряда фундаментальных постулатов, на которых строятся отдельные разделы современной физики. В общих словах, экстремальный принцип можно сформулировать следующим образом:
Система ведёт себя таким образом, чтобы некоторая величина принимала минимальное возможное значение.
- Экстремальный принцип в классической механике носит названия принципа наименьшего действия. Он предписывает телу двигаться таким образом, чтобы величина действия оказалась минимальной. В квантовой механике показывается, что принцип наименьшего действия есть математическое следствие того факта, что эволюцию системы можно записать в виде функционального интеграла.
- Аналогично звучат экстремальные принципы в классической электродинамике и общей теории относительности, с той лишь поправкой, что теперь к действию частиц во внешних полях добавляется действие, описывающее изменение самих полей. В квантовой электродинамике и в квантовой гравитации эти принципы также следуют из соответствующих функциональных интегралов.
- В геометрической оптике роль экстремального принципа играет принцип Ферма, который гласит, что луч света движется из начальной точки в конечную по такой траектории, которая минимизирует затраченное время. Принцип Ферма выводится из принципа Гюйгенса-Френеля, который, по сути дела, тоже есть словесное описание функционального интеграла в волновой оптике.
- Термодинамика может быть также построена на основании экстремального принципа. Роль величины, для которой ищется экстремум играет энтропия. Требование максимальности энтропии обосновывается в статистической физике.
При́нцип Ферма́ — постулат в геометрической оптике, согласно которому свет выбирает из множества путей между двумя точками тот путь, который потребует наименьшего времени. То есть луч света движется из начальной точки в конечную точку по пути, минимизирующему время движения. В более точной формулировке: свет выбирает один путь из множества близлежащих, требующих почти одинакового времени для прохождения; другими словами, любое малое изменение этого пути не приводит в первом порядке к изменению времени прохождения.
Эфир — гипотетическая всепроникающая среда, колебания которой проявляют себя как электромагнитные волны. Концепция светоносного эфира была выдвинута в XVII веке Рене Декартом и получила подробное обоснование в XIX веке в рамках волновой оптики и электромагнитной теории Максвелла. Эфир рассматривался также как материальный аналог ньютоновского абсолютного пространства. Существовали и другие варианты теории эфира.
Дифра́кция во́лн — явление огибания волнами препятствий, в широком смысле любое отклонение от законов геометрической оптики при распространении волн. Она представляет собой универсальное волновое явление и характеризуется одними и теми же законами при наблюдении волновых полей разной природы.
Эффе́кт Вави́лова — Черенко́ва, эффе́кт Черенко́ва, излуче́ние Вави́лова — Черенко́ва, черенко́вское излуче́ние — свечение, вызываемое в прозрачной среде заряженной частицей, движущейся со скоростью, превышающей фазовую скорость распространения света в этой среде.
Преломле́ние (рефра́кция) — изменение направления луча (волны), возникающее на границе двух сред, через которые этот луч проходит, или в одной среде, но с меняющимися свойствами, в которой скорость распространения волны неодинакова.
Электромагни́тное по́ле — фундаментальное физическое поле, взаимодействующее с электрически заряженными телами, а также с телами, имеющими собственные дипольные и мультипольные электрические и магнитные моменты. Представляет собой совокупность электрического и магнитного полей, которые могут, при определённых условиях, порождать друг друга, а по сути являются одной сущностью, формализуемой через тензор электромагнитного поля.
Огюсте́н Жан Френе́ль — французский физик, один из создателей волновой теории света.
Корпускулярно-волновой дуализм — свойство природы, состоящее в том, что материальные микроскопические объекты могут при одних условиях проявлять свойства классических волн, а при других — свойства классических частиц.
Отраже́ние — физический процесс взаимодействия волн или частиц с поверхностью, изменение направления волнового фронта на границе двух сред с разными свойствами, в котором волновой фронт возвращается в среду, из которой он пришёл. Одновременно с отражением волн на границе раздела сред, как правило, происходит преломление волн.
Дифра́кция Френе́ля — дифракционная картина, которая наблюдается на небольшом расстоянии от препятствия, по условиям, когда основной вклад в интерференционную картину дают границы экрана.
Зонная пластинка — приспособление для фокусировки света или других явлений с волновой природой. В отличие от линзы, преломляющей свет за счёт рефракции, действие зонной пластинки основано на дифракции. Создание пластинки стало возможным благодаря исследованиям французского физика Огюстена Френеля, и поэтому её часто называют Зонная пластинка Френеля.
Пятно Араго — Пуассона — это яркое пятно, возникающее за непрозрачным телом, освещённым направленным пучком света, в его области геометрической тени.
Класси́ческая тео́рия тяготе́ния Нью́то́на — закон, описывающий гравитационное взаимодействие в рамках классической механики. Этот закон был открыт Ньютоном около 1666 года, опубликован в 1687 году в «Началах» Ньютона.
Формулировка квантовой механики через интеграл по траекториям — описание квантовой теории, которое обобщает принцип действия классической механики. Оно замещает классическое определение одиночной, уникальной траектории системы полной суммой по бесконечному множеству всевозможных траекторий для расчёта квантовой амплитуды. Методологически формулировка через интеграл по траекториям близка к принципу Гюйгенса — Френеля из классической теории волн.
Сферическая волна — волна, фронт которой представляет собой сферу.
Дифракция звука — явление огибания звуковой волной малого препятствия, размер которого равен длине волны или меньше её. Первое строгое решение задачи дифракции получил в 1895 году немецкий физики А. Зоммерфельд, рассмотрев падение плоской волны на полуплоскость. Явление дифракции звука описывается на основе принципа Гюйгенса-Френеля.
