APUNAT31 Optics

Institute of physics in Opava
winter 2021
Extent and Intensity
4/2/0. 7 credit(s). Type of Completion: zk (examination).
Teacher(s)
RNDr. Jan Hladík, Ph.D. (lecturer)
RNDr. Jan Hladík, Ph.D. (seminar tutor)
Guaranteed by
RNDr. Jan Hladík, Ph.D.
Institute of physics in Opava
Prerequisites
(FAKULTA(FU) && TYP_STUDIA(B))
Knowledge of the Czech language is required to complete the course. No other prerequisites are required.
Course Enrolment Limitations
The course is also offered to the students of the fields other than those the course is directly associated with.
fields of study / plans the course is directly associated with
Course objectives
The aim is to acquaint students with the ground of the physical description of light and its propagation in the material environment and to introduce some simple applications of optical phenomena in nature and technology.
Learning outcomes
The course acquaints students with the basics of the physical description of light and its propagation in the material environment and introduces some simple applications of optical phenomena in nature and technology.
Students will know the ropes in this branch of physics and they will be able to solve basic types of theoretical and practical problems.
Syllabus
  • Lectures and exercises will be held in the Czech language in the following structure:
  • Historický vývoj názorů na světlo, měření rychlosti světla. Základní vlastnosti světla. Základy fotometrie a vidění. (Počet výukových týdnů: 1)
  • Geometrická optika: Fermatův princip, zákon odrazu a lomu na dielektrickém rozhraní; úplný odraz a odrazné hranoly; rozklad světla hranolem; kulová zrcadla; lom na kulové ploše, čočky. Jednoduché optické soustavy - oko, lupa, mikroskop, dalekohled. Optické jevy v atmosféře. (Počet výukových týdnů: 4)
  • Vlnová optika: optický obor elektromagnetických vln, vlastnosti rovinných elektromagnetických vln, polarizace světla a její užití, kulové vlny; chování rovinných elektromagnetických vln na rozhraní dvou dielektrik, Fresnelovy amplitudy odražené a lomené vlny, Brewsterův úhel, úplný odraz a evanescentní vlna; koherence světla; dvousvazková interference – interference dvou rovinných světelných vln, Youngův pokus, interference na 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. Holografie a její využití. Limita geometrické optiky, eikonálová rovnice, rovnice paprsku, Fermatův princip. (Počet výukových týdnů: 6)
  • Šíření světla v anizotropních látkách: 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. (Počet výukových týdnů: 2)
Literature
    required literature
  • BAJER J.: Optika 2 + CD (Optika 1). Olomouc: chlup.net, 2018.
  • HECHT E.: Optics. San Francisco: Addison-Wesley, 2002. (nebo novější vydání)
    recommended literature
  • HALLIDAY D., RESNICK R., WALKER J.: Fyzika: vysokoškolská učebnice obecné fyziky. Část 4, Elektromagnetické vlny – Optika – Relativita. Praha: Prometheus 2002. (nebo novější vydání)
  • FEYNMAN R. P., LEIGHTON R. B., SANDS M.: Feynmanovy přednášky z fyziky 1 (revidované vydání s řešenými příklady). Praha: Fragment, 2013.
  • FUKA J., HAVELKA B.: Optika a atomová fyzika, část I. – Optika. Praha: SPN, 1961.
  • MALÝ P.: Optika. Praha: Karolinum, 2008.
  • PEDROTTI F. L., PEDROTTI L. M., PEDROTTI L. S.: Introduction to Optics. Cambridge Univ. Press, 2017.
  • BORN M., WOLF E.: Principles of Optics – Electromagnetic Theory of Propagation, Interference and Diffraction of Light. Cambridge: Cambridge University Press, 1999.
Teaching methods
lecture; demonstration; exercises; individual preparation - study of texts; homeworks
Assessment methods
Active participation in exercises and solving all homework. Students demonstrate knowledge and overview of optics in the range of lectures in the oral exam.
The exam will have a written and an oral part.
Language of instruction
Czech
Further comments (probably available only in Czech)
Study Materials
The course is taught annually.
The course is taught: every week.
Teacher's information
More detailed information will be provided to students in the first lecture.
The course is also listed under the following terms winter 2020, winter 2022, winter 2023, winter 2024.
  • Enrolment Statistics (winter 2021, recent)
  • Permalink: https://is.slu.cz/course/fu/winter2021/APUNAT31