Detail předmětu

Obecná fyzika III (Kmity, vlny, optika)

FSI-TF3Ak. rok: 1999/2000

Předmět je věnován základům optiky a atomové fyziky.V optice jsou vyloženy následující oblasti: geometrická optikazobrazování v paraxiálním a obecném prostoru, aberace, základníoptické přístroje), vlnová optika (interference, elementárníteorie koherence, Fraunhoferova a Fresnelova difrakce, vlnovárovnice, interakce mezi zářením a látkou.)V atomové fyzice je výklad zaměřen na strukturu atomů a principykvantové fyziky.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

prof. RNDr. Miroslav Liška, DrSc.

Zajišťuje ústav

Ústav fyzikálního inženýrství (ÚFI)

Výsledky učení předmětu

Student získá znalosti o vlastnostech optických prvků k zobrazování a přenosu informací, o významu interference a difrakce světla v měřicích
metodách a o základních zákonitostech struktury látech. Naučí se
výpočtům zobrazení optickými soustavami a rozdělení intenzity v inter-
ferenčních a difrakčních jevech s výrazným aplikačním charakterem.
Získají představu o modelování jednoduchých jevů kvantové fyziky.

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínky udělení zápočtu:
1. Účast ve cvičení minimálně 80%. Při nedodržení této podmínky
může vyučující stanovit náhradní podmínku.
2. Získání minimálně poloviny z maximálního počtu bodů na
písemných kontrolních pracích konaných v sedmém
a dvanáctém týdnu výuky.
Zkouška: Zkouškou se ověřuje znalost jevů, definic a zákonů,
pochopení jejich souvislostí, zejména pak početní řešení konkrétních
úloh. Zkouška má část písemnou a část ústní. Při hodnocení se
přihlíží k výsledkům ve cvičení.

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty se základními zákonitostmi
optiky a atomové fyziky. Úkolem je, aby studenti dobře pochopili
ty jevy, které podstatně ovlivnily rozvoj moderních vědeckých
a technických oborů a vznik řady mezioborových disciplín.

Prerekvizity a korekvizity

Základní literatura

MAIN, I. G.: Kmity a vlny ve fyzice. Academia, 1990. (CS)
FRENCH, A.P.: Vibrations and Waves. Norton, 1971 (EN)

Doporučená literatura

HALLIDAY, D. - RESNICK, R. - WALKER, J.: Fyzika. VUTIUM, Brno 2001 (CS)
MAIN, I. G.: Kmity a vlny ve fyzice. Academia, 1990. (CS)
KUBĚNA, J.: Úvod do optiky. MU Brno 1994, skriptum. (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program M2301-5 magisterský

    obor , 2. ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

56 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Miroslav Liška, DrSc.

Osnova

1. Elektromagnetické vlny. Rovinná a kulová vlna. Polarizace vln.
2. Fotometrie.
3. Zákony geometrické optiky. Základní optické prvky.
4. Optické zobrazování. Optické přístroje. Aberace optických soustav.
5. Interference světla (dvou- a vícepaprsková) . Interferometry.
6. Difrakce světla: Fresnelova a Fraunhoferova. Princip holografie.
7. Interakce světla s látkou. Fresnelovy vztahy. Polarizece světla.
8. Disperse světla. Absorpce světla. Rozptyl světla. Zdroje světla.
9. Zákonitosti teplotního záření. Kvantování energie záření.
10. Fotoelektrický jev. Fotony. Rentgenové záření. Comptonův jev.
11. Zákonitosti spekter atomů. Bohrova teorie. Kvantování orbitů.
12. Základy kvantové mechaniky. Vlnové vlastnosti částic. Vlnová funkce.
13. Energetické stavy atomů. Spektra. Vynucené záření. Lasery.
14. Struktura atomových jader. Radioaktivita. Jaderné přeměny.

Cvičení odborného základu

24 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Miroslav Liška, DrSc.

Osnova

1. Popis vlny. Přenos energie vlněním.
2. Energetické a fotometrické charakteristiky elmg. záření.
3. Snellův zákon. Úplný odraz. Šíření světla v gradientním prostředí.
4. Zobrazovací rovnice. Matice zobrazení. Konstrukce chodu paprsků.
5. Youngův experiment. Interference světla na vrstvě.
6. Difrakce na štěrbině, mřížce, jednom a více kruhových otvorech.
7. Odrazivost, propustnost. Šíření světla anizotropním prostředím.
8. Kirchhoffův, Planckův, Stefanův-Boltzmannův a Wienův zákon.
9. Energie, hybnost a hmotnost fotonu. Srážka fotonu s elektronem.
10. Spektra vodíku. Bohrovy postuláty. Energie stavů atomu.
11. Příklady řešení Schrödingerovy rovnice. Princip neurčitosti.
12. Vazební energie. Radioaktivní přeměny. Štěpení a syntéza jader.

Cvičení na počítači

4 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Miroslav Liška, DrSc.

Osnova

13. Trasování paprsků izotropním prostředím.
14. Dvouparsková a vícepaprsková interference na vrstvě.