FPF:UFMM006 Základy optiky - Informace o předmětu

UFMM006 Základy optiky

Rozsah

2/2/0. 6 kr. Ukončení: zk.

Vyučující

RNDr. Jan Hladík, Ph.D. (přednášející)
doc. RNDr. Petr Slaný, Ph.D. (přednášející)

Garance

doc. RNDr. Petr Slaný, Ph.D.
Centrum interdisciplinárních studií – Filozoficko-přírodovědecká fakulta v Opavě

Předpoklady

Předpokladem je znalost základů matematiky, mechaniky a elektromagnetismu. Potřebné znalosti si však lze doplnit i v průběhu kurzu.

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

• Multimediální techniky (program FPF, B1702 AplF)

Cíle předmětu

Cílem je seznámit posluchače se základy fyzikálního popisu světla a jeho šíření v látkovém prostředí a uvést některé jednoduché aplikace optických jevů v přírodě a technice.

Výstupy z učení

Kurz seznamuje posluchače se základy fyzikálního popisu světla a jeho šíření v látkovém prostředí a uvádí některé jednoduché aplikace optických jevů v přírodě a technice.
Studenti se budou umět samostatně orientovat v této fyzikální oblasti a umět řešit základní typy příkladů z teorie i praxe.

Osnova

• Povaha a šíření světla, historický vývoj, světelné zdroje, měření rychlosti světla. Základy fotometrie a vidění. (Počet výukových týdnů: 2)
• Geometrická optika: zákony paprskové optiky - index lomu, Huygensův a Fermatův princip, zákon odrazu a lomu na dielektrickém rozhraní, úplný odraz a odrazné hranoly, rozklad světla hranolem; optické zobrazení, kulová zrcadla, lom na kulové ploše, čočky, optické vady. Jednoduché optické soustavy - oko, brýle, lupa, mikroskop, dalekohled. Optické jevy v atmosféře. (Počet výukových týdnů: 3)
• Vlnová optika: vlnová rovnice, optický obor elektromagnetických vln, superpozice vln, vlastnosti rovinných elektromagnetických vln; polarizace světla, její popis a užití; kulové vlny; chování rovinných elektromagnetických vln na rozhraní dvou dielektrik, Fresnelovy rovnice, Brewsterův úhel, úplný odraz a evanescentní vlna; koherence světla; dvousvazková interference, Youngův pokus, interference na dielektrické tenké vrstvě (mýdlová blána, antireflexní vrstva), Newtonova skla. Interferometry. Difrakce světla, Babinetův princip, Huygensův-Fresnelův princip, skalární teorie difrakce; Fraunhoferův ohyb na štěrbině, na mřížce a na kruhovém otvoru; Fresnelova difrakce. Holografie. Limita geometrické optiky, eikonálová rovnice, rovnice paprsku, Fermatův princip. (Počet výukových týdnů: 5)
• Šíření světla v anizotropních prostředích: Fresnelův elipsoid, plocha fázových rychlostí, plocha indexů lomu, dvojlom, optická osa indexová, polarizace vln v anizotropních látkách, plocha paprskových rychlostí, optická osa paprsková; jednoosé krystaly. Umělá anizotropie. (Počet výukových týdnů: 2)

Literatura

povinná literatura
• J. Fuka, B. Havelka. Optika. Praha, 1961. info

doporučená literatura
• E. Hecht. Optics. San Francisco, 2002. ISBN 0-321-18878-0. info
• R. P. Feynman, R. B. Leighton, M. Sands. Feynmanovy přednášky z fyziky I. Praha, 2000. ISBN 80-7200-405-0. info
• Saleh B. E. A., Teich M. C. Základy fotoniky. Svazek 1-4 Matfyzpress, Praha, 1994. info
• Pospíšil J. Základy optiky I, II. UP, Olomouc, 1983. info
• Štrba A. Všeobecná fyzika - Optika. ALFA, Bratislava, a SNTL, Praha, 1979. info
• Born M., Volf E. Osnovy optiky. Nauka, Moskva, 1970. info
• Born M., Wolf E. Principles of Optics. Pergamon Press, Oxford, 1964. info
• Fuka J., Havelka B. Optika. SPN, Praha, 1961. info

neurčeno
• P. Malý. Optika. Praha, 2008. ISBN 978-80-246-1342-0. info

Výukové metody

přednáška, frontální experiment, analýza výukových pořadů, cvičení

Metody hodnocení

ústní zkouška (3 otázky), písemný test (4 úlohy)
Ke splnění předmětu je nutné alespoň základní pochopení teorie.

Informace učitele

Podrobnější informace budou studentům sděleny v rámci první přednášky.

Další komentáře

Studijní materiály
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.

• Statistika zápisu (nejnovější)
  
• Permalink: https://is.slu.cz/predmet/fpf/zima2022/UFMM006