Detail předmětu
Fyzikální optika
FIT-FYOAk. rok: 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.
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
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.
Doporučená nebo povinná literatura
Schroeder, G.: Technická optika, SNTL, Praha, ČR, 1981
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
Způsob a kritéria hodnocení
- Půlsemestrální test - až 10 bodů
- Projekt - až 30 bodů
- Písemná zkouška - až 60 bodů
Jazyk výuky
čeština, angličtina
Cíl
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.
Zařazení předmětu ve studijních plánech
- Program IT-MGR-2 magisterský navazující
obor MBS , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný
obor MBI , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný
obor MIS , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný
obor MIN , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný
obor MMM , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný
obor MPV , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný
obor MSK , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný - Program MITAI magisterský navazující
specializace NBIO , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný
specializace NISD , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný
specializace NISY do 2020/21 , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný
specializace NISY , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný
specializace NCPS , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný
specializace NSEC , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný
specializace NMAT , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný
specializace NNET , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný
specializace NVIZ , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný
specializace NSEN , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný
specializace NMAL , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný
specializace NHPC , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný
specializace NVER , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný
specializace NEMB , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný
specializace NADE , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný
specializace NSPE , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný - Program IT-MGR-2 magisterský navazující
obor MGM , 1. ročník, letní semestr, 5 kreditů, povinný
- Program MITAI magisterský navazující
specializace NIDE , 1. ročník, letní semestr, 5 kreditů, povinný
specializace NGRI , 1. ročník, letní semestr, 5 kreditů, povinný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
26 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
- 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., povinná
Vyučující / Lektor
Projekt
13 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
- Individuálně zadané projekty, předpokládá se, že programátorská část projektu bude konzultována a hodnocena v rámci jiného předmětu (orientovaného programátorsky).