PředmětyPředměty(verze: 804)
Předmět, akademický rok 2017/2018
   Přihlásit přes CAS
Fyzika III (optika) - NOFY022
Anglický název: Physics III (Optics)
Zajišťuje: Kabinet výuky obecné fyziky (32-KVOF)
Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
Platnost: od 2015
Semestr: zimní
E-Kredity: 7
Rozsah, examinace: zimní s.:3/2 Z+Zk [hodiny/týden]
Počet míst: neomezen
Minimální obsazenost: neomezen
Stav předmětu: vyučován
Jazyk výuky: čeština
Způsob výuky: prezenční
Garant: prof. RNDr. Petr Malý, DrSc.
prof. Ing. Jan Franc, DrSc.
Kategorizace předmětu: Fyzika > Předměty obecného základu
Je korekvizitou pro: NOOE021
Anotace -
Poslední úprava: G_F (06.06.2006)

Semestrální kurz optiky, který je částí základního kurzu fyziky. Přednáška určena pro posluchače 2. roč., F. Osnova: elektromagnetické vlny, kvazimonochromatické elektromagnetické vlny, ohybové jevy, geometrická a přístrojová optika, šíření světla v anizotropních prostředích, vlnově korpuskulární dualismus, interakce elektromagnetického záření s hmotou, Fourierova optika, základy vláknové optiky, základy fotoniky.
Cíl předmětu -
Poslední úprava: T_KVOF (28.03.2008)

Semestrální kurz optiky, který je částí základního kurzu fyziky.

Přednáška určena pro posluchače 2. roč., F.

Osnova: elektromagnetické vlny, kvazimonochromatické elektromagnetické vlny, ohybové jevy, geometrická a přístrojová optika, šíření světla v anizotropních prostředích, vlnově korpuskulární dualismus, interakce elektromagnetického záření s hmotou, Fourierova optika, základy vláknové optiky, základy fotoniky.

Literatura
Poslední úprava: 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.

Metody výuky
Poslední úprava: T_KVOF (28.03.2008)

přednáška + cvičení

Sylabus -
Poslední úprava: T_KVOF (22.05.2003)

1. Elektromagnetické vlny.

  • Rovinná a kulová elektromagnetická vlna, její charakteristiky.
  • Komplexní reprezentace monochromatické vlny. Záření dipólu.
  • Elektromagnetická povaha světla, spektrální obory elektromagnetických vln.
  • Šíření monochromatické elektromagnetické vlny ve vakuu. Rychlost šíření (metody měření), Michelsonův pokus, Dopplerův jev.
  • Polarizace světla.
  • Šíření monochromatické elektromagnetické vlny v nevodivém, isotropním a lineárním prostředí.
  • Odraz a lom na rovinném rozhraní, Fresnelovy vzorce.

2. Kvazimonochromatické elektromagnetické vlny.

  • Obecná elektromagnetická vlna v lineárním prostředí. Fourierova analýza, spektrum.
  • Fázová a grupová rychlost.
  • Superpozice elektromagnetických vln. Interference dvou svazků, Youngův pokus. Interference mnoha svazků.
  • Koherence. Koherence časová a prostorová. Stupeň koherence.
  • Optické interferometry, aplikace.

3. Ohybové jevy.

  • Huygensův-Fresnelův princip.
  • Fraunhoferův ohyb. Optická ohybová mřížka.
  • Fresnelův ohyb. Fresnelovy zóny.
  • Optické zobrazení. Fourierova optika. Princip holografie.

4. Geometrická a přístrojová optika.

  • Aproximace velmi krátkých vln, eikonálová rovnice, paprsek. Huygensův princip, Fermatův princip.
  • Paraxiální optika. Zobrazovací rovnice. Optické zobrazení odrazem a lomem na kulové ploše.
  • Vady zobrazení.
  • Optické zobrazovací přístroje ( oko, lupa, brýle, mikroskop, dalekohled, fotografický přístroj), základy fotometrie.
  • Spektrální přístroje - hranolové, mřížkové, interferometry. Základní uspořádání spektroskopických experimentů.

5. Šíření světla v anizotropních prostředích.

  • Šíření rovinné vlny v anizotropním prostředí. Fresnelova rovnice.
  • Geometrická konstrukce, indikatrix.
  • Optické vlastnosti krystalů. Aplikace dvojlomu: polarizátory, kompenzátory.

6. Vlnově korpuskulární dualismus.

  • Spektrum záření černého tělesa, Planckova kvantová hypotéza.
  • Fotoelektrický jev. Foton. Comptonův jev.
  • Rentgenové záření, vlastnosti spektra brzdného záření.
  • Difrakce částic: experimenty Davissonova-Germerova typu.
  • De Broglieovy vlny.

7. Interakce elektromagnetického záření s hmotou.

  • Procesy absorpce a emise. Stimulované a spontánní přechody. Princip činnosti laseru.
  • Disperze. Souvislost mezi indexem lomu a koeficientem absorpce. Lorentzova teorie disperze.
  • Rozptyl světla. Elastický a neelastický rozptyl světla.

8. Fourierova optika.

  • Fraunhoferova difrakce a Fourierova transformace. Optická filtrace. Optická korelace, konvoluce. Rozpoznávání obrazů.

9. Základy vláknové optiky.

  • Vedení světelných vln. Mody. Útlum. Typy optických vláken. Aplikace.

10. Základy fotoniky.

  • Základy detekce světla.
  • Nelineární optika. Generace harmonických frekvencí, směšování frekvencí.
  • Samofokusace, modulace fáze. Optická fázová konjugace.
  • Elektro-optická, akusto-optická modulace světla.
  • Optické spínače, paměti.

 
Univerzita Karlova | Informační systém UK