SubjectsSubjects(version: 845)
Course, academic year 2018/2019
   Login via CAS
Physics III (Optics) - NOFY022
Title in English: Fyzika III (optika)
Guaranteed by: Laboratory of General Physics Education (32-KVOF)
Faculty: Faculty of Mathematics and Physics
Actual: from 2017 to 2018
Semester: winter
E-Credits: 7
Hours per week, examination: winter s.:3/2 C+Ex [hours/week]
Capacity: unlimited
Min. number of students: unlimited
State of the course: taught
Language: Czech
Teaching methods: full-time
Guarantor: prof. RNDr. Petr Malý, DrSc.
prof. Ing. Jan Franc, DrSc.
doc. RNDr. Pavel Hlídek, CSc.
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.

Course completion requirements - Czech
Last update: prof. Ing. Jan Franc, DrSc. (06.10.2017)

Udělení zápočtu ze cvičení. Podmínkou udělení zápočtu je účast na cvičení a úspěšné hodnocení dvou písemných testů

realizovaných během semestru. Vzhledem k tomu, že povaha kontroly studia předmětu vylučuje opakování této kontroly, zápočet se opakovat nedá.

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: T_KVOF (28.03.2008)

přednáška + cvičení

Requirements to the exam - Czech
Last update: prof. Ing. Jan Franc, DrSc. (06.10.2017)

Zkouška sestává z písemné a ústní části. Písemné část předchází části ústní a její nesplnění znamená, že celá zkouška je hodnocena známkou nevyhověl(a) a ústní částí se již nepokračuje. Po úspěšném složení písemné části následuje část ústní. Nesložení ústní části znamená, že při příštím termínu je nutno opakovat obě části zkoušky, písemnou i ústní. Známka ze zkoušky se stanoví na základě bodového hodnocení písemné i ústní části.

Písemná část bude sestávat z příkladů z témat, která koresponduji se sylabem přihlášky a současně odpovídají tomu, co bylo procvičováno na cvičení.

Požadavky u ústní části zkoušky odpovídají sylabu předmětu v rozsahu, který byl prezentován na přednášce.

Syllabus -
Last update: prof. RNDr. Petr Malý, DrSc. (16.05.2005)

1. Electromagnetics waves.

  • Plane and spherical electromagnetic waves, their properties.
  • Complex representation of monochromatic wave. Dipole radiation.
  • Electromagnetic origin of light, spectral ranges of electromagnetic waves.
  • Propagation of monochromatic electromagnetic wave in vacuum.
  • Polarization of light. Description of polarization.
  • Propagation of monochromatic electromagnetic wave in non-conductive, isotropic and linear medium. Propagation of light in conductors.
  • Reflection and refraction of plane waves on plane interface, Fresnel formulae.

2. Quasi-monochromatic electromagnetic waves.

  • Generic electromagnetic wave in linear medium. Fourier analysis, spectrum. Phase and group velocities.
  • Superposition of electromagnetic waves. Two-beam interference, Young`s experiment. Multiple-beam interference.
  • Coherence of light. Temporal and spatial coherence. Complex degree of coherence.
  • Optical interferometers, applications.

3. Diffraction phenomena.

  • Huygens-Fresnel`s principle.
  • Fraunhofer diffraction. Optical diffraction grating.
  • Fresnel diffraction. Fresnel zones.
  • Optical imaging. Fourier optics. Principles of holography.

4. Geometrical and instrumental optics.

  • Short-wave approximation, eiconal equation, light ray. Huygens` principle, Fermat`s principle.
  • Paraxial optics. Imaging equations. Optical imaging by reflection and refraction on a spherical interface.
  • Aberations.
  • Opical imaging instruments (eye, magnifier, glasses, microscope, telescope, photographic apparatus). - Basics of photometry.
  • Spectral instruments - prism, grating, interferometers. Principles of optical spectroscopy.

5. Propagation of light in anisotropic media

  • Propagation of light in anisotropic media, Fresnel equation.
  • Geometrical construction, indicatrix.
  • Optical properties of crystals. Application of birefringence: polarizers, compensators.

6. Wave-corpuscular dualism.

  • Spectrum of black-body radiation. Planck`s law.
  • Photoelectric effect. Photon. Compton effect.
  • X-ray spectrum.
  • Diffraction of particles, experiments of Davisson - Germer. De-Broglie waves.

7. Interaction of electromagnetic radiation with matter.

  • Absorption and emission. Stimulated and spontaneous transitions. Principles of laser.
  • Dispersion. Relation between index of refraction and absorption coefficient. Lorentz theory of dispersion.
  • Light scattering, elastic and non-elastic scattering.

8. Fourier optics.

  • Fraunhofer diffraction and Fourier transformation. Optical filtering. Optical correlation, convolution. Pattern recognition.

9.Principles of fiber optics.

  • Guided light waves. Modes. Attenuation. Types of optical fibers. Application.

10.Introduction to photonics.

  • Principles of light detection.
  • Nonlinear optics. Second harmonic generation, frequency mixing.
  • Self-focusing, self-phase modulation. Optical phase conjugation.
  • Electro-optic and acousto-optic modulation of light.
  • Optical switches, memories.

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