Název:

Fyzikální optika

Zkratka:FYO
Ak.rok:2019/2020
Semestr:letní
Studijní plán:
ProgramObor/
specializace
RočníkPovinnost
IT-MGR-2MBI-volitelný
IT-MGR-2MBS-volitelný
IT-MGR-2MGM1.povinný
IT-MGR-2MIN-volitelný
IT-MGR-2MIS-volitelný
IT-MGR-2MMM-volitelný
IT-MGR-2MPV-volitelný
IT-MGR-2MSK-volitelný
MITAINADE-volitelný
MITAINBIO-volitelný
MITAINCPS-volitelný
MITAINEMB-volitelný
MITAINGRI1.povinný
MITAINHPC-volitelný
MITAINIDE1.povinný
MITAINISD-volitelný
MITAINISY-volitelný
MITAINMAL-volitelný
MITAINMAT-volitelný
MITAINNET-volitelný
MITAINSEC-volitelný
MITAINSEN-volitelný
MITAINSPE-volitelný
MITAINVER-volitelný
MITAINVIZ-volitelný
Vyučovací jazyk:čeština
Kredity:5 kreditů
Ukončení:zkouška (písemná)
Výuka:
hod./sempřednáškasem./cvič.lab. cvič.poč. cvič.jiná
Rozsah:26130013
 zkouškatestycvičenílaboratořeostatní
Body:60100030
Garant:Sedlák Petr, doc. Ing., Ph.D. (UFYZ)
Přednášející:Sedlák Petr, doc. Ing., Ph.D. (UFYZ)
Cvičící:Brüstlová Jitka, Ing., CSc. (UFYZ)
Sedlák Petr, doc. Ing., Ph.D. (UFYZ)
Fakulta:Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií VUT v Brně
Pracoviště:Ústav fyziky FEKT VUT
Rozvrh:
DenVýukaTýdenMístnostOdDoPSKSkupiny
ÚtpřednáškavýukyD0207 12:0013:501MIT 2MIT MGM xx
ÚtcvičenívýukyD0207 14:0015:501MIT 2MIT MGM xx
 
Cíle předmětu:
  Naučit se základním znalostem z oblasti fyzikální optiky potřebné pro obor počítačové grafiky. Rozšířit obecnou znalost optiky a seznámit studenty s aspekty moderní optiky. Naučit se aplikovat získané znalosti na konkrétní úlohy fyzikální optiky. Seznámit se s dalšími fyzikálními principy důležitými pro počítačovou grafiku.
Anotace:
  Vlnění, vlnová rovnice, superpozice vln. Elektromagnetické vlny, odraz vln, Fresnelovy vztahy. Koherence, interferenční jevy, interferometry. Difrakční jevy, štěrbiny, mřížky. Holografie, holografický kód, rekonstrukce optického pole. Průchod světla prostředím. Disperze. Absorpce. Rozptyl světla. Tepelné záření těles. Zdroje a detektory světla. Zobrazovací systémy. Výpočet chodu paprsků, maticová reprezentace. DeBrogliova vlna. Schrödingerova rovnice. Lasery. Luminiscence, fluorescence. Kvantová optika.
Požadované prerekvizitní znalosti a dovednosti:
  Základy fyziky.
Získané dovednosti, znalosti a kompetence:
  Studenti se naučí základním znalostem z oblasti fyzikální optiky potřebným pro obor počítačové grafiky. Rozšíří si obecnou znalost optiky a seznámí se s aspekty moderní optiky. Naučit se též aplikovat získané znalosti na konkrétní úlohy fyzikální optiky. Seznámí se i s dalšími fyzikálními principy důležitými pro počítačovou grafiku.
Proč je předmět vyučován:
  Předmět si bere za cíl představit základní principy optiky s důrazem na praktickou stránku tak, aby se student vyvaroval základních chyb při zachycování obrazových informací, jejich zpracování, interpretaci a modelování z pohledu počítačové grafiky.  
Osnova přednášek:
 
  • Elektromagnetické vlnění a světlo.
  • Světlo na rozhraní prostředí, Fresnelovy vztahy. Odraz na dielektrických a na kovových plochách, lineární a eliptická polarizace. Polarizátory.
  • Koherence. Interference na tenkých vrstvách. Interferenční filtry. Fabryho - Perotův interferometr.
  • Difrakce na hranách, štěrbinách, mřížkách, dvou a třírozměrných strukturách. Holografie: holografický kód, rekonstrukce optického pole.
  • Průchod světla prostředím. Disperze, spektrometry, duha, absorpce.
  • Tepelné záření těles. Energetické a světelné veličiny. Receptory, lidské oko. Spektrální citlivost receptorů. Filtry a děliče barev.
  • Prvky zobrazovacích systémů. Zrcadla, hranoly, čočky, mikroskop, dalekohledy. Fermatův princip.
  • Výpočet chodu paprsků, maticový přístup. Aperturní a polní clona. Zvětšení a rozlišovací schopnost. Vady zobrazování. Fíbrová optika.
  • Kvantově mechanické základy vyzařování. Vlnová funkce, Shrödingerova rovnice, relace neurčitosti. Tunelový jev.
  • Diskrétní energetické hladiny, Pauliho vylučovací princip, energetické pásy. Spektra atomů a molekul. Výběrová pravidla.
  • Fyzikální statistiky. Foton. Emise spontánní a stimulovaná. Inverzní populace hladin. Lasery.
  • Podstata luminiscence, luminofory, fluorescence, fosforescence.
  • Radioaktivní záření.
Osnova ostatní - projekty, práce:
 
  • Individuálně zadané projekty, předpokládá se, že programátorská část projektu bude konzultována a hodnocena v rámci jiného předmětu (orientovaného programátorsky).
Literatura referenční:
 
  • Hecht, E., Zajac, A.: Optics, Addison-Wesley, Reading, UK, 1977, ISBN 0-201-02835-2
  • Saleh, B. E. A, Teich, M. C.: Fundamentals of Photonics, Wiley 2007, USA, 978-0-471-35832-9
  • Halliday, D., Resnick, R., Walker, J.: Fundamentals of Physics, Willey, New York, USA, 1997, ISBN 0-471-10559-7
  • Malý, P.: Optika (2ed), Karolinum, 2013, ISBN 978-80-246-2246-0
Literatura studijní:
 
  • Schroeder, G.: Technická optika, SNTL, Praha, ČR, 1981
  • Saleh, B. E. A, Teich, M. C.: Fundamentals of Photonics, Wiley 2007, USA, 978-0-471-35832-9
  • Malý, P.: Optika (2ed), Karolinum, 2013, ISBN 978-80-246-2246-0
Průběžná kontrola studia:
  
  • Půlsemestrální test - až 10 bodů
  • Projekt - až 30 bodů
  • Písemná zkouška - až 60 bodů
 

Vaše IPv4 adresa: 34.229.126.29