Course detail

Fyzikální optika

FIT-FYOAcad. year: 2021/2022

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.

Language of instruction

čeština

Number of ECTS credits

5

Mode of study

Not applicable.

Guarantor

doc. Ing. Petr Sedlák, Ph.D.

Department

Ústav fyziky (UFYZ)

Výsledky učení předmětu

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.

Prerekvizity

Základy fyziky.

Co-requisites

Not applicable.

Planned learning activities and teaching methods

Not applicable.

Způsob a kritéria hodnocení

  • Půlsemestrální test - až 10 bodů
  • Projekt - až 30 bodů
  • Písemná zkouška - až 60 bodů

Course curriculum

Not applicable.

Work placements

Not applicable.

Učební cíle

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.

Specification of controlled education, way of implementation and compensation for absences

Not applicable.

Recommended optional programme components

Not applicable.

Prerequisites and corequisites

Not applicable.

Basic literature

Not applicable.

Recommended reading

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
Schroeder, G.: Technická optika, SNTL, Praha, ČR, 1981

Classification of course in study plans

  • Programme IT-MGR-2 magisterský navazující

    branch MBI , 0 year of study, letní semester, volitelný
    branch MBS , 0 year of study, letní semester, volitelný
    branch MGM , 1 year of study, letní semester, povinný
    branch MIN , 0 year of study, letní semester, volitelný
    branch MIS , 0 year of study, letní semester, volitelný
    branch MMM , 0 year of study, letní semester, volitelný
    branch MPV , 0 year of study, letní semester, volitelný
    branch MSK , 0 year of study, letní semester, volitelný

  • Programme MITAI magisterský navazující

    specialization NADE , 0 year of study, letní semester, volitelný
    specialization NBIO , 0 year of study, letní semester, volitelný
    specialization NCPS , 0 year of study, letní semester, volitelný
    specialization NEMB , 0 year of study, letní semester, volitelný
    specialization NGRI , 1 year of study, letní semester, povinný
    specialization NHPC , 0 year of study, letní semester, volitelný
    specialization NIDE , 1 year of study, letní semester, povinný
    specialization NISD , 0 year of study, letní semester, volitelný
    specialization NMAL , 0 year of study, letní semester, volitelný
    specialization NMAT , 0 year of study, letní semester, volitelný
    specialization NNET , 0 year of study, letní semester, volitelný
    specialization NSEC , 0 year of study, letní semester, volitelný
    specialization NSEN , 0 year of study, letní semester, volitelný
    specialization NSPE , 0 year of study, letní semester, volitelný
    specialization NVER , 0 year of study, letní semester, volitelný
    specialization NVIZ , 0 year of study, letní semester, volitelný
    specialization NISY do 2020/21 , 0 year of study, letní semester, volitelný
    specialization NISY , 0 year of study, letní semester, volitelný

Type of course unit

 

Přednáška

26 hod., optionally

Teacher / Lecturer

doc. Ing. Petr Sedlák, Ph.D.
Ing. Pavel Kaspar, Ph.D.

Syllabus

  • 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.

Cvičení odborného základu

13 hod., compulsory

Teacher / Lecturer

doc. Ing. Petr Sedlák, Ph.D.
Ing. Jitka Brüstlová, CSc.
Ing. Pavel Kaspar, Ph.D.

Projekt

13 hod., compulsory

Teacher / Lecturer

Ing. Jitka Brüstlová, CSc.
doc. Ing. Petr Sedlák, Ph.D.

Syllabus

  • Individuálně zadané projekty, předpokládá se, že programátorská část projektu bude konzultována a hodnocena v rámci jiného předmětu (orientovaného programátorsky).