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.

Odkaz a 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