9360-0127/01 – Fyzika III - optika (FIII)

Garantující katedraCentrum nanotechnologiíKredity4
Garant předmětudoc. Dr. Mgr. Kamil PostavaGarant verze předmětudoc. Dr. Mgr. Kamil Postava
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník2Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2018/2019Rok zrušení2020/2021
Určeno pro fakultyFMT, USP, HGFUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
FOR068 Ing. Tibor Fördös, Ph.D.
HAL29 Ing. Lukáš Halagačka, Ph.D.
POS40 doc. Dr. Mgr. Kamil Postava
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 3+2

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Student se seznámí se základy paprskové a vlnové optiky. Důraz je kladen: (1) na vytvoření teoretických základů, které budou využívány v navazujících předmětech (2) na získání dovedností řešit fyzikální problémy z optiky a naučit se aplikovat metody vysokoškolské matematiky na konkrétní postupy v oblasti popisu optických jevů a řešení odezvy optických systémů; (3) na vytvoření širokých znalostí a přehledu optických metod s ohledem na moderní aplikace.

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)

Anotace

Student se seznámí se základy optiky. Důraz je kladen: (1) na vytvoření teoretických základů, které budou využívány v navazujících předmětech (2) na získání dovedností řešit fyzikální problémy z optiky a naučit se aplikovat metody vysokoškolské matematiky na konkrétní postupy v oblasti popisu optických jevů; (3) na vytvoření širokých znalostí a přehledu optických metod s ohledem na moderní aplikace.

Povinná literatura:

SALEH, B. E. A., TEICH, M. C., Základy fotoniky, Matfyzpress 1994, angl. orig.: Fundamentals of Photonics, John Wiley and Sons, Inc. 1991. MALÝ, P. Optika. Karolinum, 2008. HECHT, E., Optics, 2nd ed. Addison-Wesley, 1987. HECHT, E., Optics, 2nd ed. Addison-Wesley, 1987. FEYNMAN, R. P., LEIGHTON, R. B., SANDS M., Feynmanovy přednášky z fyziky, Fragment 2000, angl. orig.: The Feynman lectures on physics, Addison-Wesley 1966.

Doporučená literatura:

YOUNG, M., Optics and Lasers, Springer, Berlin, 1986. JENKINS, F. A., WHITE, H. E., Fundamentals of optics, 4th ed. McGraw-Hill, 1981. FUKA, J., HAVELKA, B., Optika, SPN Praha, 1961.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Zápočtová písemka formou výpočtu příkladů a problémových úloh. Zkouška písemná a ústní.

E-learning

Další požadavky na studenta

Zvládnout základní fyzikální postupy využívané v optice, využití odpovídající aproximace, výpočet příkladů a problémových úloh. Pochopit principy a aplikace optických jevů.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Obsahové zaměření: 1. Geometrická optika, optické zobrazení, aberace optických soustav. 2. Optické přístroje, oko a vidění, maticová paprsková optika. 3. Vlnová funkce, vlnová a Helmholtzova rovnice, rovinné a sférické vlny. 4. Gaussův svazek, polychromatické světlo. 5. Interference, koherence. 6. Difrakce světla. 7. Elektromagnetická optika, Maxwellovy rovnice, energie elektromagneticého záření. 8. Řešení Maxwellových rovnic v hogenním izotropním prostředí. 9. Vodivá prostředí, komplexní permitivita, vztah absorpce a disperze. 10. Polarizace světla, Jonesův popis, polarizační součástky. 11. Odraz a lom elektromagnetických vln, Fresnelovy vztahy. 12. Optika anizotropního prostředí. 13. Úvod do nelineární a kvantové optiky. Ve cvičeních budou řešeny praktické úlohy z optiky navazující na jednotlivá témata přednášek. Okruhy a otázky ke zkoušce -Základní zákony paprskové optiky -Maticová paprsková optika -popis základních optických soustav a přístrojů (oko, dalekohled, mikroskop, fotoaparát, lupa, teleskopický systém) -Významné body optické soustavy – ohniska, hlavní roviny, uzlové body -Čočky, aberace optických soustav -Paraxiální aproximace v optice -Rovinná a sférická vlna, aproximace sférické vlny, -Rovinné rozhraní mezi dvěma optickými prostředími a Fresnellovy vztahy -Šíření elektromagnetických vln ve vodivém a nevodivém prostředí, disperse a abrorpce optických prostředí -Interferenční jevy: vícesvazková interference, interference na tenké vrstvě, částečná coherence a interference -Koherence světla -Polarizace světla ( + Jonesův formalismus ), polarizační součástky, -Maxwellovy rovnice, materiálové vztahy, hraniční podmínky, -Difrakce světla: na steciálních aperturách, štěrbině, dvojštěrbině a optické mřížce, -Optika anisotropního prostředí, -Energie elektromagnetických vln

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2018/2019 zimní semestr, platnost do: 2020/2021 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodůMax. počet pokusů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100  51
        Zápočet Zápočet  (40)
                Písemka 1 Písemka 15  7 2
                Písemka 2 Písemka 25  12 2
        Zkouška Zkouška   3
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Podmínky absolvování předmětu a účast na cvičeních v rámci ISP:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2020/2021 (B0719A270001) Nanotechnologie P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2020/2021 (B3942) Nanotechnologie (3942R001) Nanotechnologie P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2019/2020 (B3942) Nanotechnologie (3942R001) Nanotechnologie P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2019/2020 (B0719A270001) Nanotechnologie P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2018/2019 (B3942) Nanotechnologie (3942R001) Nanotechnologie P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku

Hodnocení Výuky



2019/2020 letní
2018/2019 letní