SubjectsSubjects(version: 928)
Course, academic year 2022/2023
   Login via CAS
Optics - NOFY022
Title: Optika
Guaranteed by: Laboratory of General Physics Education (32-KVOF)
Faculty: Faculty of Mathematics and Physics
Actual: from 2022
Semester: winter
E-Credits: 7
Hours per week, examination: winter s.:3/2, C+Ex [HT]
Capacity: unlimited
Min. number of students: unlimited
Virtual mobility / capacity: no
State of the course: taught
Language: Czech
Teaching methods: full-time
Additional information: https://physics.mff.cuni.cz/kchfo/ooe/fyzika3/
Guarantor: prof. RNDr. Petr Malý, DrSc.
prof. Ing. Jan Franc, DrSc.
Classification: Physics > General Subjects
Is co-requisite for: NOOE021
Is pre-requisite for: NBCM172
Annotation -
Last update: T_KVOF (16.05.2003)
A semester lecture in optics. This is a part of the basic course in physics, for the 2nd year students.
Aim of the course -
Last update: T_KVOF (28.03.2008)

A semester lecture in optics. This is a part of the basic course in physics, for the 2nd year students.

Descriptors - Czech
Last update: prof. RNDr. Petr Malý, DrSc. (28.12.2022)

Předmět je v ak. roce 2022/2023 vyučován prezenční formou.

Course completion requirements - Czech
Last update: prof. Ing. Jan Franc, DrSc. (17.09.2021)

Podmínky zakončení předmětu: Podmínkou získání zápočtu je aktivní účast na cvičení a prokázání úspěšného zvládnutí procvičované látky.

Literature - Czech
Last update: prof. RNDr. Petr Malý, DrSc. (30.08.2015)

[ 1] P. Malý: Optika, Karolinum Praha 2014.

[ 2] E. Klier: Optika ( skriptum) SPN Praha 1980.

[ 3] J. Kolovrat: Příklady z optiky, SPN Praha 1979.

[ 4] E. Hecht: Optics, , Addison-Wesley, San Francisco 2002.

[ 5] D. Halliday, R. Resnik, J. Walker: Fundamentals of physics, Wiley, New York, 2001 (český překlad VUTIUM Brno, 2000).

[ 6] M. Born, E. Wolf: Principles of Optics, Pergamon Press, Oxford 1980.

[ 7] R. P. Feynman, R. B. Leighton, M. Sands: The Feynman Lectures on Physics, vol. 1,2, Addison- Wesley, Reading 1964 (český překlad Fragment Havlíčkův Brod 2000).

[ 8] J. Brož a kol.: Základy fyzikálních měření I - II. SPN Praha 1967, 1974, 1983.

[ 9] F.L. Pedrotti, L.S. Pedrotti: Introduction to Optics, Prentice-Hall Internat. 1993.

[10] B. E. A. Saleh, M. C. Teich, Základy fotoniky, Matfyzpress, Praha 1994.

[11] A. Štrba: Optika, Alfa Bratislava 1978.

[12] J. Fuka, B. Havelka: Optika, SPN Praha 1961.

[13] V. Hajko, J. Daniel-Szabó: Všeobecná fyzika, UPJŠ Košice 1974

[14] M. Miler: Holografie, SNTL Praha 1974.

[15] A. Beiser: Úvod do moderní fyziky, Academia, Praha 1975.

Teaching methods - Czech
Last update: prof. RNDr. Petr Malý, DrSc. (28.12.2022)

přednáška + cvičení

Předmět je realizován v zimním semestru 2022-23 prezenční formou. Materiály a rozpis výuky je na https://physics.mff.cuni.cz/kchfo/ooe/fyzika3/

Requirements to the exam - Czech
Last update: prof. RNDr. Petr Malý, DrSc. (29.12.2022)

Zkouška sestává z písemné a ústní části. Písemná část předchází části ústní a její nesplnění znamená, že celá zkouška je hodnocena známkou nevyhověl(a) a v ústní částí se již nepokračuje. Po úspěšném složení písemné části následuje část ústní. V případě nesložení ústní části zkoušky je možné (zlepšení hodnocení), ale není nutné, opakovat písemnou část zkoušky. Známka ze zkoušky se stanoví na základě bodového hodnocení písemné i ústní části. Zkouška se bude konat prezenční formou.

Požadavky ke zkoušce jsou uvedeny podrobně na https://physics.mff.cuni.cz/kchfo/ooe/fyzika3/.

Syllabus -
Last update: prof. RNDr. Petr Malý, DrSc. (29.12.2022)

1. Electromagnetic waves.

Plane and spherical wave.

Complex representation of monochromatic wave.

Electromagnetic origin of light, spectral intervals of electromagnetic waves.

Propagation of monochromatic electromagnetic wave in vacuum.

Polarization of light. Description of polarization of light.

Propagation of electromagnetic wave in non-conductive, isotropic, and linear media.

Reflection and refraction of light on plane interface, Fresnel formulae.

Propagation of electromagnetic wave in conductive media.

2. Quasimonochromatic electromagnetic waves.

Electromagnetic wave in linear medium. Fourier analysis, spectrum.

Phase and group velocity.

Superposition of electromagnetic waves. Interference of two waves, Young`s experiment. Michelson interferometer. Interference of multiple beams of equal amplitudes. Fabry-Perot interferometer.

Coherence of light, complex degree of coherence.

Optical interferometers.

3. Diffraction phenomena.

Huygens-Fresnel principle.

Fraunhofer diffraction. Rectangular aperture, circular aperture. Diffraction grating.

Fresnel diffraction. Fresnel zones.

Optical imaging. Fourier optics.

Holography.

4. Geometrical optics and optical instrumentation.

Approximation for very short wavelengths, eikonal equation, light rays. Principle of Fermat. Paraxial (Gaussian) optics. Imaging formulae. Optical imaging by reflection and refraction on spherical surface.

Aberrations.

Image-forming instruments (magnifying glass, eye, microscope, telescope, camera), elements of theory of photometry. Diffraction and resolving power of telescope and microscope. Elements of spectroscopy. Spectral instruments – prisms and gratings.

5. Light propagation in anisotropic media.

Light propagation in anisotropic media. Fresnel`s equation.

Optical properties of uniaxial crystals. Application of birefringence: polarizers, compensators.

6. Wave-corpuscular dualism.

Spectrum of blackbody radiation. Planck`s quantum hypothesis, Planck`s formula.

Photoelectric effect. Photon.

7. Light-matter interaction.

Classical theory of dispersion: models of Lorentz and Drude. Index of refraction and absorption coefficient. Light absorption and emission. Stimulated and spontaneous transitions. Principles of laser.

8. Fourier optics.

Fraunhofer diffraction and Fourier transform. Optical spatial filtering. Optical image processing.

9. Basics of fiber optics.

Guiding of optical waves. Allowed modes, attenuation. Types of optical fibers.

10. Basics of photonics.

Principles of light detection.

Nonlinear optics. Second harmonics generation. Frequency mixing.

Self-focusing and self-phase modulation.

Optical switches.

 
Charles University | Information system of Charles University | http://www.cuni.cz/UKEN-329.html