SubjectsSubjects(version: 845)
Course, academic year 2018/2019
   Login via CAS
Physics III (Optics) - NUFY102
Title in English: Fyzika III (optika)
Guaranteed by: Department of Physics Education (32-KDF)
Faculty: Faculty of Mathematics and Physics
Actual: from 2014
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. Vladimír Baumruk, DrSc.
prof. RNDr. Josef Štěpánek, CSc.
prof. RNDr. Helena Štěpánková, CSc.
Classification: Physics > Teaching
Annotation -
Last update: G_F (11.04.2003)
Geometrical and wave optics for teaching study programs (Mathematics/Physics and Physics/Computer Science).
Aim of the course -
Last update: T_KVOF (28.03.2008)

Geometrical and wave optics for teaching study programs (Mathematics/Physics and Physics/Computer Science).

Course completion requirements - Czech
Last update: prof. RNDr. Josef Štěpánek, CSc. (16.10.2017)

Předmět je zakončen ústní zkouškou, účast na zkoušce je podmíněná získáním zápočtu.

Pro studenty prezenčního studia je podmínkou získání zápočtu aktivní účast na cvičeních

a absolvování dvou písemných testů (první v termínu ke konci první poloviny semestru a druhý

před zápočtovým týdnem) s minimálně 50% úspěšností u každého. V případě testů jsou možné

nejvýše dva opravné termíny v navazujícím zkouškovém období.

Pro studenty CŽV a kombinovaného studia je podmínkou pro zápočet získání

stanoveného počtu bodů za vypracování zadaných úloh podobného typu, jaké se řeší

na cvičeních, a prezentace řešení některých z nich.

Literature - Czech
Last update: T_KDF (14.05.2012)

1. Malý P.: Optika, Nakladatelství Karolinum, Praha 2008

2. Halliday D., Resnick R., Walker J.: Fyzika, část 4, Nakladatelství Vutium, Praha 2000

3. Klier E.: Optika, Universita Karlova, Praha 1980 (skripta)

4. Štrba A.: Optika (Všeobecná fyzika 3), Alfa a SNTL, Bratislava a Praha 1979

5. Sedlák B., Štoll I.: Elektřina a magnetismus, Academia-Karolinum, Praha 1993

Doplňková literatura:

6. Kvasnica J.: Teorie elektromagnetického pole, Academia, Praha 1985

7. Horák Z., Krupka F.: Fyzika, SNTL, Praha 1976, 1981

8. Prosser V. a kol.: Experimentální metody biofyziky, Academia, Praha 1989

9. Main I.G.: Kmity a vlny ve fyzice, Academia, Praha 1990

Teaching methods - Czech
Last update: T_KVOF (28.03.2008)

přednáška + cvičení

Requirements to the exam - Czech
Last update: prof. RNDr. Josef Štěpánek, CSc. (16.10.2017)

Požadavky ke zkoušce jsou v rozsahu zveřejněného sylabu.

Zkouška je ústní. Součástí zkoušky může být vyplnění orientačního testu - diskuse

se zkoušejícím s vysvětlováním důvodů pro volbu jednotlivých odpovědí je pak první

částí ústní zkoušky. Druhou částí zkoušky je odpověď na jednu zadanou otázku

po krátké přípravě (cca 10 minut).

Syllabus -
Last update: T_FUUK (26.05.2003)
1. Electromagnetic theory and light
A brief history of optics. Speed of light and its measurement. Maxwell's equations and their solution in free space, wave equation, plane and spherical waves. Plane harmonic wave as an elementary solution of Maxwell's equations and its characteristics: polarization, energy density, irradiance, radiation pressure and momentum. The propagation of light, diffraction and interference: Fraunhofer and Fresnel diffraction, the single slit, the double slit, diffraction by many slits, optical grating, the rectangular aperture, the circular aperture. Characteristics of real radiation: the spectrum and spectral quantities, radiometric and photometric quantities and their spectral densities. Superposition of real waves and coherence, unpolarized and partly polarized light.

2. Elastic interaction of light and matter
The propagation of light through a dielectric medium. Maxwell's equations and their solution in homogeneous isotropic medium, dynamic permitivity. Index of refraction and its dispersion, dispersing prisms, rainbow. Propagation through the optical boundary: the laws of reflection and refraction, total reflection. Fresnel equations, Reflectance and transmittance versus incident angle. Parallel films, amplitude splitting interferometers. Geometrical optics: properties of collinear transformation. Rectilinear propagation of light, light rays, reflection and refraction at spherical surfaces. Centered optical systems, lenses. The human eye and other optical systems. Aberrations. Light in anisotropic media, birefringence: uniaxial and biaxial crystals, birefringent polarizers, waveplates. Optical activity, induced optical effects. Propagation of light in inhomogeneous medium, elastic light scattering.

3. Resonant interaction of light and matter
Thermal radiation, Planck's law and quantum hypothesis. The photoelectric effect, photons. Particles and waves. Single photon transitions, absorption, stimulated and spontaneous emission. Population inversion, the laser: configuration and properties. A survey of laser developments. Introduction to optical spectroscopy. Absorbing media, the Lambert-Beer's law. Luminescence, excited states and nonradiative energy dissipation.

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