FU:APUNAT31 Optika - Informace o předmětu
APUNAT31 Optika
Fyzikální ústav v Opavězima 2023
- Rozsah
- 4/2/0. 7 kr. Ukončení: zk.
- Vyučující
- RNDr. Jan Hladík, Ph.D. (přednášející)
RNDr. Jan Hladík, Ph.D. (cvičící) - Garance
- RNDr. Jan Hladík, Ph.D.
Fyzikální ústav v Opavě - Rozvrh
- Po 11:25–13:00 309, St 10:00–11:35 B4
- Rozvrh seminárních/paralelních skupin:
- Předpoklady
- ( FAKULTA ( FU ) && TYP_STUDIA ( B ))
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
- Fyzikální diagnostické metody (program FU, APFYZB)
- Monitorování životního prostředí (program FU, APFYZB)
- 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
- HECHT E.: Optics. San Francisco: Addison-Wesley, 2002. (nebo novější vydání)
- BAJER J.: Optika 2 + CD (Optika 1). Olomouc: chlup.net, 2018.
- doporučená literatura
- BORN M., WOLF E.: Principles of Optics – Electromagnetic Theory of Propagation, Interference and Diffraction of Light. Cambridge: Cambridge University Press, 1999.
- HALLIDAY D., RESNICK R., WALKER J.: Fyzika: vysokoškolská učebnice obecné fyziky. Část 4, Elektromagnetické vlny – Optika – Relativita. Praha: Prometheus 2002. (nebo novější vydání)
- MALÝ P.: Optika. Praha: Karolinum, 2008.
- FUKA J., HAVELKA B.: Optika a atomová fyzika, část I. – Optika. Praha: SPN, 1961.
- FEYNMAN R. P., LEIGHTON R. B., SANDS M.: Feynmanovy přednášky z fyziky 1 (revidované vydání s řešenými příklady). Praha: Fragment, 2013.
- Staff of Research and Education Association, Dr. M. Fogiel, director:The Optics Problem Solver. Research and Eduacation Association: New York 1987. ISBN 0-87891-526-5.
- PEDROTTI F. L., PEDROTTI L. M., PEDROTTI L. S.: Introduction to Optics. Cambridge Univ. Press, 2017.
- Matveev A. N. : Optics. Mir Publishers : Moscow 1988. ISBN 5-03-001133-1.
- Výukové metody
- přednáška; demonstrace; cvičení; individuální příprava - studium textů; domácí úkoly
- Metody hodnocení
- Aktivní účast na cvičení a vyřešení všech domácích úloh. Studenti v rámci ústní zkoušky prokazují základní znalosti a přehled z oblasti optiky v rozsahu přednášek.
Zkouška bude mít část písemnou i ústní. - Informace učitele
- Podrobnější informace budou studentům sděleny v rámci první přednášky.
- Další komentáře
- Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
- Statistika zápisu (nejnovější)
- Permalink: https://is.slu.cz/predmet/fu/zima2023/APUNAT31