Semestrální kurz optiky, který je částí základního kurzu fyziky. Přednáška je určena zejména pro posluchače 2. ročníku bakalářského studia, případně pro studenty vyšších ročníků, kterým jde o získání znalostí potřebných pro použití optiky v praxi.

Semester course in optics, which is part of the basic physics course. The lecture is intended especially for students of the 2nd year of bachelor's studies, or for students of higher years, who are interested in acquiring knowledge needed for the practical use of optics.

Pro udělení zápočtu musí být úspěšně napsány 2 zápočtové písemky. Zápočet je nutné získat před přihlášením na zkoušku.

To be awarded credit, 2 credit tests must be successfully written. The credit must be obtained before registering for the exam.

1. P. Malý: Optika, Karolinum, 2008.

2. E. Hecht: Optics, Addison Wesley, 4. vydání, San Francisco 2002.

3. E. Klier: Optika (skriptum), SPN Praha 1980.

4. J. Kolovrat: Příklady z optiky, SPN Praha 1979.

5. B. E. A. Saleh, M.C, Teich: Základy fotoniky 1 až 4, matfyzpress, Praha 1994.

6. M. Born, E. Wolf: Principles of Optics, Cambridge University Press, 7. rozšířené vydání, Cambridge 2003.

1. E. Hecht: Optics, Addison Wesley, 4th edition, San Francisco. 2002.

2. B. E. A. Saleh, M.C, Teich: Fundamentals of Photonics, John Wiley & sons, inc., New York, 1991.

3. M. Born, E. Wolf: Principles of Optics, Cambridge University Press, 7th extended edition, Cambridge 2003.

Zkouška je ústní. Požadavky zkoušky odpovídají sylabu předmětu.

The exam is oral. The exam requirements correspond to the course syllabus.

• Metody měření rychlosti světla.

• Maxwellovy rovnice, hraniční podmínky na plochách nespojitosti.

• Šíření elektromagnetické vlny prostředím, vlnová rovnice. Rovinná a kulová elektromagnetická vlna a jejich charakteristiky.

• Princip superpozice.

• Komplexní reprezentace monochromatické vlny, Helmholtzova rovnice.

• Energie, intenzita a radiační tlak světla. Polarizace světla.

• Odraz a lom na rovinném rozhraní, Fresnelovy vzorce. Záření dipólu.

• Fázová a grupová rychlost.

• Interference dvou a více svazků.

• Youngův pokus, proužky stejné tloušťky, kroužky stejného sklonu. Antireflexní vrstvy.

• Optické interferometry.

• Časová a prostorová koherence světla.

• Fraunhoferuv ohyb na štěrbině, na obdelníkovém a kruhovém otvoru. Optická ohybová mřížka.

• Fresnelův ohyb na kruhovém otvoru a na hraně, Fresnelovy zóny.

• Fourierova optika, princip holografie.

• Huygensův princip, Lagrangeův-Poincarého integrální invariant, Fermatův princip.

• Paraxiání optika. Optické zobrazeni odrazem a lomem na kulové ploše, Abbeův invariant.

• Zobrazovací rovnice v Gaussově a Newtonově tvaru, zvětšení při optickém zobrazení.

• Zrcadla, čočky, kombinace dvou zobrazení.

• Optické zobrazovací přístroje (lupa, mikroskop, dalekohled).

• Vady zobrazení (monochromatické a chromatické).

• Spektrální přístroje, spektrometry (hranolové, mřížkové) a interferometry.

• Základy radiometrie a fotometrie.

• Aplikace dvojlomu: optické polarizátory a fázové destičky.

• Anizotropie vyvolaná pnutím, Kerrův jev, Faradayův jev a optická aktivita.

• Foton. Fotoelektrický jev. Comptonův jev.

• Rentgenové záření.

• De Broglieovy vlny.

• Disperze. Souvislost mezi indexem lomu a koeficientem absorpce. Lorentzova teorie disperze.

• Elastický a neelastický rozptyl světla.

• Problematika vnímání barev.

• Procesy absorpce a emise. Stimulované a spontánní přechody. Princip činnosti laseru.

• Typy optických vláken.

• Nelineární optika. Nelineární optické jevy 2. a 3. řádu

Speed of light measurement.

Maxwell equations, boundary conditions.

Propagation of electromagnetic wave in materials, wave equation. Plane and spherical electromagnetic waves, their properties.

Superposition principle.

Complex representation of monochromatic wave. Helmholtz equation.

Energy, intensity and radiation pressure of light. Polarization of light.

Reflection and refraction of plane waves on plane interface, Fresnel formulae. Dipole radiation.

Phase and group velocities.

Two-beam interference. Multiple-beam interference.

Young`s experiment. Antireflection coatings.

Optical interferometers.

Temporal and spatial coherence of light.

Fraunhofer diffraction. Optical diffraction grating.

Fresnel diffraction. Fresnel zones.

Fourier optics. Principles of holography.

Huygens` principle, Lagrange-Poincaré integral invariant, Fermat`s principle.

Paraxial optics. Optical imaging by reflection and refraction on a spherical interface.

Imaging equations.

Mirrors, lenses, combinations of imaging.

Optical imaging instruments (magnifier glasses, microscope, telescope).

Aberrations (monochromatic and chromatic).

Spectral instruments, spectrometers (prism, grating) and interferometers.

Basics of radiometry and photometry.

Application of birefringence: polarizers, and waveplates.

Anisotropy induced by strain, Kerr effect, Faraday effect and optical activity.

Photon. Photoelectric effect. Compton effect.

X-ray spectrum.

· De-Broglie waves.

Dispersion. Relation between index of refraction and absorption coefficient. Lorentz theory of dispersion.

Elastic and non-elastic light scattering.

Principles of colors.

Absorption and emission. Stimulated and spontaneous transitions. Principles of laser.

Types of optical fibers.

Nonlinear optics. Nonlinear optical effects of 2nd and 3rd order.