Detail předmětu

Úvod do studia fyzikálního inženýrství

FSI-TUIAk. rok: 1999/2000

Předmět uvádí vybrané fyzikální jevy, které způsobily vznik nových
vědních oborů, ovlivnily technický rozvoj nebo jsou podstatou měřicích
metod a přístrojů. Poskytuje informace o obsahu a charakteru dalšího studia zaměřeného buď na inženýrskou optiku, nebo na fyzikální technologie.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

3

Garant předmětu

prof. RNDr. Miroslav Liška, DrSc.

Zajišťuje ústav

Ústav fyzikálního inženýrství (ÚFI)

Výsledky učení předmětu

Předmět poskytuje základní znalosti z optiky, tzn. z oblasti fyziky,
která je na středních školách nedostatečně vyučována, ale v oboru
fyzikálního inženýrství však tvoří jeho teoretický základ. Studenti
zvládnou principy konstrukce základních optických přístrojů, pochopí
fyzikální principy činnosti laserů a možnosti jejich aplikací,
vyzkouší si možnosti optických metod pro strojírenskou metrologii.

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínkou pro udělení zápočtu je 75% účast ve cvičeních.
Zkouška prověřuje znalostí o vybraných jevech geometrické
a vlnové optiky, o konstrukčních principech optických
přístrojů a fyzikálních zákonitistech optických měřicích metod.

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty s problematikou inženýrské optiky
a to jak optiky elektromagnetického vlnění, tak i optiky částic.
Úkolem předmětu je, aby si studenti jako budoucí konstruktéři a
technologové uvědomili rozsáhlé aplikační možnosti optických systémů
v technice, v lékařství, v komunikacích i v běžném životě.

Základní literatura

KEIGO IIZUKA: Engineering Optics.Berlin: Springer, 1983. 489 p.
SALEH, B.H. A. - TEICH, M.C. Fundamentals of Photonics. New York: Wiley, 1991. 966 p.

Doporučená literatura

SALEH, B.H. A. - TEICH, M.C.: Základy fotoniky, 1.-4.svazek. Praha: MATFYTPRESS, 1996. 1055 p.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program M2301-5 magisterský

    obor , 1. ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

28 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Miroslav Liška, DrSc.

Osnova

1. Historie optiky I (od Snella k Youngovi).
2. Historie optiky II (od Michelsona k Townesovi).
3. Využití znalostí z matematiky k vyjádření světelné vlny.
4. Interference světelných vln.
5. Metrologické aplikace interferenčního jevu.
6. Difrakce světla.
7. Užití difrakce světla.
8. Interakce záření s látkou.
9. Fyzikální pricip činnosti laserů.
10. Typy laserů a příklady jejich použití.
11. Holografie a její využití v technické praxi.
12. Koherenční zrnitost. Příklady aplikace.
13. Fyzikální základy optiky částic.
14. Optické metody v povrchovém inženýrství.

Cvičení odborného základu

14 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Miroslav Liška, DrSc.

Osnova

1. Zákon lomu. Úplný odraz. Hranoly. Světlovody.
2. Čočky. Konstrukce chodu paprsků. Měření ohniskové vzdálenosti.
3. Vlnový a částicový charakter dvětla.
4. Popis rovinné a kulové vlny.
5. Superpozice světlených vln. Koherence světla.
6. Interferometry. Experimenty s interferenčním jevem.
7. Výklad difrakce světla pomocí Huygensova-Fresnelova principu.
8. Difrakce na jedné a více šterbinách (kruhových otvorech).
9. Příklady použití difrakce světla.
10. Konstrukční zásady laserů. Ukázka činnosti laserů.
11. Harmonická mřížka. Rekonstrukce vlny. Holografický experiment.
12. Podstata vzniku jevu koherenční zrnitosti. Demonstace jevu.
13. Pohyb nabité částice v elektrickém a magnetickém poli.
14. Konstrukce sestav pro iontově svazkové depozice.