Název:

Optika

Zkratka:OPD
Ak.rok:2012/2013
Semestr:zimní
Studijní plán:
ProgramOborRočníkPovinnost
VTI-DR-4DVI4-volitelný
Vyučovací jazyk:čeština
Ukončení:zkouška (kombinovaná)
Výuka:
hod./sempřednáškasem./cvičenílab. cvičenípoč. cvičeníjiná
Rozsah:3900013
 zkouškatestycvičenílaboratořeostatní
Body:1000000
Garant:Hruška Pavel, doc. RNDr., CSc., UFYZ
Přednášející:Hruška Pavel, doc. RNDr., CSc., UFYZ
Fakulta:Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií VUT v Brně
Pracoviště:Ústav fyziky FEKT VUT
 
Cíle předmětu:
Cílem předmětu je seznámit studenty s partiemi fyzikální optiky potřebnými pro počítačovou grafiku a s aspekty moderní optiky.
Anotace:
Elektromagnetické vlnění a světlo. Fresnelovy vztahy, odraz na dielektrických a kovových plochách. Koherence, interferenční jevy na tenkých vrstvách. Difrakční jevy na dvou a třírozměrných strukturách. Holografie. Průchod světla prostředím. Disperze. Absorpce. Tepelné záření těles. Zobrazovací systémy. Výpočet chodu paprsků, maticová reprezentace. Vady zobrazování. Fíbrová optika. Anizotropní prostředí, dvojlom. Foton. Emise spontánní a stimulovaná. Lasery. Luminiscence, luminofory, fluorescence, fosforescence. Rozptyl světla, Rayleighův rozptyl. Ionizace atmosféry, severní záře. Výboje v plynech.
Získané dovednosti, znalosti a kompetence:
Studenti získají znalosti teorie fyzikální optiky potřebné pro obor počítačové grafiky a přehled o dalších oblastech optiky.
Osnova přednášek:
  1. Elektromagnetické vlnění a světlo.
  2. Světlo na rozhraní prostředí, Fresnelovy vztahy. Odraz na dielektrických a na kovových plochách, lineární a eliptická polarizace. Polarizátory.
  3. Koherence. Interference na tenkých vrstvách. Interferenční filtry. Fabryho - Perotův interferometr.
  4. Difrakce na hranách, štěrbinách, mřížkách, dvou a třírozměrných strukturách. Holografie.
  5. Průchod světla prostředím. Disperze, spektrometry, duha. Absorpce.
  6. Tepelné záření těles. Energetické a světelné veličiny. Receptory, lidské oko. Spektrální citlivost receptorů. Filtry a děliče barev.
  7. Prvky zobrazovacích systémů. Zrcadla, hranoly, čočky. Mikroskop, dalekohledy. Fermatův princip.
  8. Výpočet chodu paprsků, maticový přístup. Aperturní a polní clona. Zvětšení a rozlišovací schopnost. Vady zobrazování. Fíbrová optika.
  9. Anizotropní prostředí, dvojlom. Magnetooptické a elektrooptické jevy. Fotoelastický jev. Dichroismus.
  10. Fyzikální statistiky. Foton. Emise spontánní a stimulovaná. Inverzní populace hladin. Lasery.
  11. Podstata luminiscence, luminofory, fluorescence, fosforescence.
  12. Rozptyl světla, Rayleighův rozptyl. Radiační ionizace plynů, severní záře.
  13. Výboje v plynech a atmosféře.
Osnova ostatní - projekty, práce:
  1. Individuálně zadané projekty: Obhajoba projektu je součástí zkoušky.
Literatura referenční:
  1. Hecht E.: Optics, Addison-Wesley, London 2002, ISBN 0-321-18878-0
  2. Goodman J. W.: Introduction to Fourier Optics, Roberts publishers, USA 2005, ISBN 0-9747077-2-4
  3. Saleh B. E. A., Teich M. C,: Fundamentals of Photonics 2nd ed., Wiley, New York 2007, ISBN 0-471-83965-5
  4. Smith F. G., King. T. A.:Optics and Photonics, Wiley, Chichester UK 2000, ISBN 0-471-48925-5
  5. Schroeder G.: Technická optika, SNTL, Praha, ČR, 1981
Literatura studijní:
  1. Hruška P.: Poznámky z přednášky 2012
  2. Malý P.: Optika, Karolinum 2008, ISBN 978-80-246-1342-0