Detail předmětu
Optika
FIT-OPDAk. rok: 2021/2022
Elektromagnetické vlnění a světlo. Fresnelovy vztahy, odraz na dielektrických plochách. Koherence, interferenční jevy na tenkých vrstvách. Difrakční jevy na dvou a třírozměrných strukturách. Holografie. Tepelné záření těles. Zobrazovací systémy. Výpočet chodu paprsků, maticová reprezentace. Foton. Emise spontánní a stimulovaná. Lasery. Luminiscence, luminofory, fluorescence, fosforescence. Rozptyl světla, Rayleighův rozptyl.
Okruhy otázek k SDZ:
- Vlnová rovnice. Vlnové funkce. Princip superpozice. Komplexní amplituda.
- Interference světelných vln.
- Tepelné záření těles a záření generované lasery.
- Průchod vlnoplochy optickými prvky, tenká destička proměnné tloušťky.
- Difrakce na hranách, štěrbinách, mřížkách, dvou a třírozměrných strukturách. Holografie.
- Fourierova transformace aperturní funkce. Difrakce na 2D štěrbině.
- Kruhová štěrbina a rozlišovací schopnost optických přístrojů a lidského oka.
- Maticová paraxiální optika. Přenosové matice optických prvků.
- Průchod gaussovského svazku optickými prvky. Zákon ABCD.
- Světlo na rozhraní prostředí, Fresnelovy vztahy. Odraz na dielektrických plochách, lineární a eliptická polarizace.
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Studenti získají znalosti teorie fyzikální optiky potřebné pro obor počítačové grafiky a přehled o dalších oblastech optiky.
Prerekvizity
Základy fyziky.
Doporučená nebo povinná literatura
Hruška P.: Poznámky z přednášky 2012
Hecht E.: Optics, Addison-Wesley, London 2002, ISBN 0-321-18878-0
Goodman J. W.: Introduction to Fourier Optics, Roberts publishers, USA 2005, ISBN 0-9747077-2-4
Malý, P.: Optika (2ed), Karolinum, 2013, ISBN 978-80-246-2246-0
Saleh B. E. A., Teich M. C,: Fundamentals of Photonics, 3rd ed., Wiley Series in Pure and Applied Optics, New York 2019, ISBN 978-1-119-50687-4
Smith F. G., King. T. A.:Optics and Photonics, Wiley, Chichester UK 2000, ISBN 0-471-48925-5
Schroeder G.: Technická optika, SNTL, Praha, ČR, 1981
Způsob a kritéria hodnocení
- Projekt - až 30 bodů.
- Písemná zkouška - až 70 bodů.
- Celkový dosažený počet bodů pro absolvování předmětu musí být minimálně 50.
Jazyk výuky
čeština, angličtina
Cíl
Cílem předmětu je seznámit studenty s partiemi fyzikální optiky potřebnými pro počítačovou grafiku a s aspekty moderní optiky.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Výuka na přednáškách není povinná.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.
Zařazení předmětu ve studijních plánech
- Program DIT doktorský, libovolný ročník, zimní semestr, 0 kreditů, povinně volitelný
- Program DIT doktorský, libovolný ročník, zimní semestr, 0 kreditů, povinně volitelný
- Program DIT-EN doktorský, libovolný ročník, zimní semestr, 0 kreditů, povinně volitelný
- Program DIT-EN doktorský, libovolný ročník, zimní semestr, 0 kreditů, povinně volitelný
- Program VTI-DR-4 doktorský
obor DVI4 , libovolný ročník, zimní semestr, 0 kreditů, volitelný
- Program VTI-DR-4 doktorský
obor DVI4 , libovolný ročník, zimní semestr, 0 kreditů, volitelný
- Program VTI-DR-4 doktorský
obor DVI4 , libovolný ročník, zimní semestr, 0 kreditů, volitelný
- Program VTI-DR-4 doktorský
obor DVI4 , libovolný ročník, zimní semestr, 0 kreditů, volitelný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
39 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
- Elektromagnetické vlnění a světlo.
- Světlo na rozhraní prostředí, Fresnelovy vztahy. Odraz na dielektrických 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.
- 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.
- Fyzikální statistiky. Foton. Emise spontánní a stimulovaná. Inverzní populace hladin. Lasery.
- Podstata luminiscence, luminofory, fluorescence, fosforescence.
- Rozptyl světla, Rayleighův rozptyl.
Projekt
13 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
Individuálně zadané projekty: Obhajoba projektu je součástí zkoušky. Hodnotí se zejména pochopení a porozumění zadané problematiky, a úroveň vypracované animace a její výstižnost.