Световые лучи и световые пучки (6). Световые волны (8). Световые волны в среде (10). Волновая оптика и геометрическая оптика (11). Фотоны (12). Свет как фотонный коллектив (14). Световые волны и фотонные коллективы (15). Заключение (17).

Плоская волна (17). Интенсивность света (18). Плоская монохроматическая волна (19). Спектральное разложение (20). Поляризация световой волны (21). Полная и частичная когерентность (23). Плоские монохроматические волны и реальные волны (25).

Поле световой волны в конечном объёме (26). Разложение поля на осцилляторы (27). Задача об излучении абсолютно чёрного тела (29). Функция распределения равновесного фотонного коллектива (31). Квантование поля; операторы рождения и уничтожения фотонов (33). Общая схема перехода от волнового описания к фотонному (35). Условие классичности (36).

Функция взаимной когерентности (36). Функция взаимной когерентности и контраст интерференционных полос (38). Временная когерентность (38). Пространственная когерентность (40). Временная когерентность и степень монохроматичности излучения (41). Пространственная когерентность и степень направленности излучения (42). Характеристики световой волны и степень её когерентности (43).

Принципы оптической голографии (44). Достоинства голографии (48). Некоторые уникальные возможности голографии (48). Этапы развития методов получения оптических изображений (50). Трёхмерная голография (51).

Некоторые вводные замечания общего характера (52). Фотонный газ (54). Тепловой и квантовый шумы в случае равновесного фотонного газа (55). Флуктуации в фотонном пучке (56). Корреляция флуктуации в фотонных пучках (57). Интерферометр интенсивности (58). Соотношение неопределённостей: число фотонов — фаза (59).

Общие замечания (60). Корреляция флуктуации и когерентность (61). Когерентные состояния (состояния Глаубера) (63). Когерентность первого и высших порядков (64).

Интерференция при наличии одного фотона (65). Квантовая интерференция и классическая интерференция (68). Фотон и волновой цуг (68) Квантовая интерференция и тип статистики микрочастицы (69).

Поглощение, спонтанное испускание, индуцированное испускание (72). Связь между коэффициентами Эйнштейна (74). Индуцированное испускание и бозонный характер статистики фотонов (75). Возможность усилия излучения квантовыми системами (конкуренция процессов поглощения и индуцированного испускания) (76).

Оптические переходы различной фотонной кратности (77). Однофотонные процессы (78). Многофотонные процессы и виртуальные переходы (79). Двухфотонные процессы (81). Трёхфотонные процессы (83). Когерентные многофотонные процессы (84). Фотонная кратность процессов взаимодействия в разных порядках (86).

Квантовые переходы и принцип суперпозиции состояний (87). Применение метода возмущений к вычислению вероятностей переходов (89). Случай гармонического возмущения, рассматриваемый в первом приближении (91). Плотность конечных состояний микросистемы (94). Об условии применимости метода возмущений (95). Гармоническое возмущение в приближениях высоких порядков (96).

Гамильтониан взаимодействия излучения с электроном (97). Выражение гамильтониана взаимодействия через операторы уничтожения и рождения фотонов (98). Структура матричных элементов оператора взаимодействия (99). Фотонные матричные элементы (100). Гамильтониан взаимодействия и процессы различной фотонной кратности (102).

Вероятности процессов (103). Вероятности стимулированных процессов и интенсивность падающего излучения (105). Дипольные переходы (106). Спонтанное испускание в дипольном приближении (109). Правила отбора для дипольных переходов (110). Квадрупольные и магнитно-дипольные переходы (111). Сопоставление вероятностей переходов разного типа (113). Правило отбора и сохранение момента импульса (114).

Общие замечания (115). Матричный элемент для прямых переходов (116). Матричный элемент для переходов через промежуточные состояния (117). Дифференциальное сечение рассеяния света (119). Когерентное рассеяние и комбинационное рассеяние (121).

Вынужденный эффект Комптона. (126). Вынужденный тормозной эффект (129). Некоторые отличия процессов взаимодействия излучения со связанными и свободными электронами (129).

Общие замечания об энергетических состояниях и характере атомной динамики (132). Состояния электрона в атоме (133). Водородоподобные атомы (134). Вырождение уровней; снятие вырождения (135). Энергетические состояния атома (атомные термы) (136). Электронные конфигурации и атомные термы (137). Электронные термы двухатомной молекулы (139). Колебательная и вращательная структуры термов двухатомной молекулы (140). Многоатомные молекулы (142). Качественные замечания о переходе от динамики молекул к динамике кристалла (145).

Общие замечания о твёрдых телах и жидкостях (146). Кристаллическая решётка (149). Влияние симметрии решётки на свойства, описываемые тензорами 2-го ранга (150). Обратная решётка; зона Бриллюэна (151). Дефекты в кристаллах (152). Ионные кристаллы (153). Валентные кристаллы (154). Металлические кристаллы (155). Молекулярные кристаллы (155). Кристаллы с водородными связями (157).

Адиабатическое приближение (157). Переход от реальных колебаний к нормальным (159). Акустические и оптические нормальные колебания (161). Спектр частот нормальных колебаний (162). Динамические модели кристаллической решётки (163).

Одноэлектронное приближение — основа зонной теории (164). Модель Кронига-Пенни (166). Образование энергетических зон как эффект снятия перестановочного вырождения (168). Равновесное распределение электронов по состояниям (169). Металлы, диэлектрики, полупроводники (170). Примесные полупроводники (172). Эффективная масса (173). Уровень Ферми в беспримесных полупроводниках (174). Уровень Ферми в примесных полупроводниках (176).

Кристалл как газ квазичастиц (177). Типы квазичастиц (178). Энергия кристалла, рассматриваемого в виде газа квазичастиц (179). Квазичастицы и реальные частицы (180). Фононы (181). Фононы и фотоны (182). Взаимодействия квазичастиц (184). Экситоны (185). Экситон-фононное взаимодействие (186).

Общие замечания (187). Неоптические переходы в твёрдых телах (189). Упругие столкновения частиц в газах (189). Неупругие столкновения частиц в газах (190). Миграция энергии (192).

Сечение неупругого столкновения электрона с атомом, рассматриваемое в приближении Борна (193). Возбуждение и ионизация атомов электронными ударами (194). Возбуждение и ионизация молекул электронными ударами (196). Передача возбуждения при атом-атомных столкновениях (198). Передача возбуждения при атом-молекулярных столкновениях (200). Электрон-ионная и ион-ионная рекомбинация (201). Химические процессы (202).

Релаксационные процессы (204). Релаксационные процессы и взаимодействия частиц (206). Принцип детального равновесия (208). Кинетические уравнения (209). Кинетическое уравнение Больцмана (210). Приближение времени релаксации (212).

Отрицательная температура как квантовый эффект (212). Переход из области положительных температур в область отрицательных температур (214). Энтропия и отрицательные температуры (215). Квантовые системы с отрицательной температурой и классический термостат (216). Обобщение понятия отрицательной температуры на случай неравновесных квантовых систем (217).

От элементарных процессов к макроскопической картине взаимодействия излучения с веществом (220). Классическое описание (221). Квантовомеханическое описание (223). Полуклассическое описание (224). Сопоставление различных способов описания (225). Классический и полуклассический подходы на примере задачи о поглощении излучения активными центрами (226).

Оптические характеристики вещества (227). Оптические свойства диэлектриков и металлов (229). Диэлектрическая восприимчивость среды (231). Диэлектрическая восприимчивость и поглощаемая средой световая мощность (232). Временная дисперсия диэлектрической восприимчивости (233). Временная дисперсия и частота излучения (235). Пространственная дисперсия (236).

Тензор диэлектрической проницаемости (237). Оптическая индикатриса (239). Уравнения, описывающие распространение световых волн в анизотропной среде (239). Специфика распространения световых волн в анизотропной среде (240). Поверхности волновых векторов для одноосного кристалла; обыкновенные и необыкновенные волны (242). Оптическая индикатриса и поверхности волновых векторов (244). Двойное лучепреломление (245).

Общие замечания (246). Электрооптика и магнитооптика (247). Электрооптический эффект Керра (247). Электрооптический эффект Поккельса (249). Фотоупругость (253). Магнитооптический эффект Фарадея (253). Изменение оптических характеристик вещества под действием света (255). Эффект динамического рассеяния света в жидких кристаллах (256). Модуляция оптического излучения (256).

Модель классического электрона и дисперсия диэлектрической восприимчивости (259). Локальное поле и учёт поляризации среды (262). Модель классического электрона и магнитооптический эффект Фарадея (263). Обобщение дисперсионной формулы на случай, когда электрон рассматривается квантовомеханически; сила осциллятора (265). Квантовая теория рассеяния света и дисперсия диэлектрической восприимчивости (267).

Спектры атомов (268). Спектры молекул (269). Спектры кристаллов (270). Ионы с незаполненными внутренними оболочками (272). Температурные эффекты (273). Влияние внешнего электрического поля на спектры кристаллов (275). Люминесценция (277). Люминесценция и спонтанное испускание (278).

Лоренцева форма линии (279). Эффект Допплера и гауссова форма линии (282). Лоренцева и гауссова формы линий (283). Причины уширения спектральных линий (284). Однородное и неоднородное уширения (286). Спектральные коэффициенты Эйнштейна (287).

Внешний фотоэффект (288). Внутренний фотоэффект (289). Квантовая природа и специфика фотоэлектрических явлений в твёрдых телах (291). Прямые и непрямые междузонные переходы (292). Структура матричных элементов прямых и непрямых переходов (294). Квантовая теория рассеяния света и непрямые переходы (296).

О зависимости свойств среды от интенсивности проходящего сквозь неё оптического излучения (299). Линейная оптика и нелинейная оптика (300). Упрощения, используемые при рассмотрении материальных уравнений (301). Нелинейно-оптические явления (303). Нелинейно-оптические явления и многофотонные процессы (304). Специфика нелинейных явлений в оптическом диапазоне (306). Нелинейная оптика и электрооптика (307).

Нелинейные среды (308). Статическая и переменная нелинейные поляризации в скалярном рассмотрении (309). Статическая нелинейная поляризация (313). Гармоники нелинейной поляризации (313). Взаимодействие монохроматических волн (314). Модель классического электрона и нелинейные восприимчивости (315). Нелинейные восприимчивости различных сред (318).

Когерентные и некогерентные процессы (319). Пространственное накопление нелинейно-оптических явлений на примере генерации второй гармоники; когерентная длина (321). Условие волнового синхронизма (324). Волновой синхронизм в изотропных и анизотропных средах (325). Параметрическая генерация света и волновой синхронизм (327). Роль когерентности оптического излучения (329). Принцип работы параметрического генератора света (330).

Обобщение представления о когерентных процессах (331). Вынужденное рассеяние Мандельштама-Бриллюэна (331). ВРМБ и электрострикция (333). Взаимодействие световой волны с молекулой (334). О гамильтониане взаимодействия фотонов с фононами (335). Общие замечания о вынужденном рассеянии света (335).

Изменение показателя преломления в поле световой волны и самофокусировка света (337). Нелинейная рефракция и дифракция световой волны; пороговая мощность (339). Наблюдаемый эффект самофокусировки света (340).

Активная среда лазера (341). Зависимость заселённостей рабочих уровней от плотности потока излучения (344). Эффект насыщения (345). Зависимость плотности потока от пути, пройденного в усиливающей среде (347). Переход из режима усиления в режим генерации; роль оптического резонатора (348). Принцип квантового усиления и осуществление обратной связи в лазере (350). Условие стационарной генерации (351). Мощность лазерного излучения (353). Лазер с оптической накачкой и параметрический генератор света (353).

Источники нелинейности (355). Продольная и поперечная релаксации (356). «Некогерентное» и «когерентное» взаимодействие импульса со средой (357). Усиливающие среды (358). Поглощающие среды (359).