bakalářská práce

Fraunhoferova difrakce na soustavě identických a stejně orientovaných objektů

Text práce 9.58 MB

Autor práce: Ing. David Prokop

Ak. rok: 2016/2017

Vedoucí: prof. RNDr. Jiří Komrska, CSc.

Oponent: Ing. Petr Bouchal, Ph.D.

Abstrakt:

Bakalářská práce pojednává o Fraunhoferově difrakci na soustavě identických a stejně orientovaných objektů. Práce se zabývá popisem Fraunhoferovy difrakce nejprve pro tři různá rozmístění otvorů podél přímky. V další části je promítnut problém náhodně rozmístěných otvorů podél přímky do rovinné oblasti. Výsledkem práce je stanovení odchylek od pravidelného rozmístění otvorů. Součástí práce je popis experimentu Fraunhoferovy difrakce. V závěru práce jsou umístěny snímky difrakčních jevů, které výsledky modelu náhodně rozmístěných otvorů ilustrují.

Klíčová slova:

Fraunhoferova difrakce, Fourierova transformace, funkce propustnosti, konvoluce, mřížka.

Termín obhajoby

19.06.2017

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znamkaCznamka

Klasifikace

C

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Ústav

Studijní program

Aplikované vědy v inženýrství (B3A-P)

Studijní obor

Fyzikální inženýrství a nanotechnologie (B-FIN)

Složení komise

prof. RNDr. Tomáš Šikola, CSc. (předseda)
prof. RNDr. Miroslav Liška, DrSc. (místopředseda)
prof. RNDr. Bohumila Lencová, CSc. (člen)
prof. RNDr. Petr Dub, CSc. (člen)
prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Radek Kalousek, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Pavel Zemánek, Ph.D. (člen)
RNDr. Antonín Fejfar, CSc. (člen)

Bakalářská práce splňuje bod A zadání: Přínosem studenta jsou numerické výpočty obsažené v odst. 2.5 a zejména vztah (2.14), který představuje vztah mezi intenzitami hlavních difrakčních maxim při difrakci na nedokonalých mřížkách.
    Bod B zadání práce nesplňuje, pouze kvalitativně ilustruje předpokládanou nezávislost velikosti "skvrnek" tvořících difrakční obrazec na počtu objektů náhodně rozmístěných ve vymezené rovinné oblasti.
    Pozitivním rysem studenta je jeho zájem o řešenou problematiku a přiměřená píle. Není však schopen pracovat samostatně: Nesnadno vniká do problematiky a má potíže s písemnou prezentací svých závěrů.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání D
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod D
Vlastní přínos a originalita D
Schopnost interpretovat dosažené vysledky a vyvozovat z nich závěry D
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii B
Logické uspořádání práce a formální náležitosti C
Grafická, stylistická úprava a pravopis C
Práce s literaturou včetně citací B
Samostatnost studenta při zpracování tématu E

Známka navržená vedoucím: D

Posudek oponenta
Ing. Petr Bouchal, Ph.D.

Bakalářská práce se zabývá Fraunhoferovou difrakcí na soustavách identických a stejně orientovaných objektů. Práce je rozdělena do 4 hlavních kapitol. V první kapitole je vytvořeno teoretické zázemí potřebné pro výpočet Fraunhoferových difrakčních jevů, další dvě kapitoly jsou věnovány popisu Fraunhoferovy difrakce na soustavách objektů rozmístěných podél přímky a v rovině. Difrakční obrazce jsou teoreticky modelovány pro nepropustné stínítko s bodovými otvory, které jsou periodicky, kvaziperiodicky, nebo náhodně rozmístěny. V poslední části práce jsou pro případ rovinného stínítka prezentovány experimentálně získané Fraunhoferovy difrakční obrazce.
    Práce splňuje veškeré formální požadavky kladené na bakalářskou práci. Použité zdroje jsou dobře citovány. Oceňuji doplnění odkazovaných knih o konkrétní kapitoly zabývající se danou problematikou. Grafické zpracování je na průměrné úrovni. V tištěné verzi působí rušivě modrá barva písma na stránce s obsahem a ponechání barevného kódování křížových odkazů, které je určeno pro elektronickou verzi. Text je vhodně doprovázený obrázky. U některých je ale kvalita snížena škálováním bez zachování poměru stran a s tím spojenou deformací textu v popiscích (zejména obrázky 2.6, 2.8, 2.11, 2.12). Práce obsahuje malé množství překlepů. Na několika místech je ale použito špatné skloňování slov, navazující věty jsou v rozdílných časech, nebo je text méně srozumitelný díky dlouhým a špatně odděleným větám (např. přechod od kapitoly 2.1 ke kapitole 2.2, diskuze vztahu 2.2, popis obrázků na str. 12,13,14, atd.).
    Po obsahové stránce by práce mohla být důkladněji a v některých aspektech podrobněji zpracovaná. Například v názvu kapitoly 2.2 se objevuje součtová funkce, která není v textu řádně zavedena. Diskutovány jsou její vlastnosti a až v kapitole 2.3 je jasně definován její význam. Grafy v teoretické části není možné reprodukovat, protože chybí informace o hodnotách konstant vstupujících do výpočtu. U vykreslení některých závislostí by bylo vhodné vyznačit i prokládané body, nebo alespoň slovně uvést v kolika bodech byla závislost prokládána (grafy 2.6, 2.11, 2.12). V kapitole 2.5. není uvedeno pro jaké hodnoty parametru kvaziperiodického uspořádání \delta jsou získané výsledky platné a kdy uspořádání přechází v náhodné. Podrobnější analýzu by si zasloužila i experimentální část, která je omezena pouze na ukázku záznamů pořízených pro různé typy stínítek bez konfrontace s teoretickými výsledky (např. ověření teoreticky zjištěného tvaru hlavního difrakčního maxima pro čtvercový a kruhový model, ověření pravidelného uspořádání difrakčních maxim pro malý počet otvorů, atd.).
    Přes uvedené nedostatky byly hlavní cíle bakalářské práce splněny. Práci hodnotím známkou C.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání C
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod B
Vlastní přínos a originalita C
Schopnost interpretovat dosaž. vysledky a vyvozovat z nich závěry C
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii B
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis C
Práce s literaturou včetně citací A
Otázky k obhajobě:
  1. Jak byly při výpočtu podle rovnice (2.9) a vykreslení grafů 2.2 voleny konstanty ''k'' a ''l'' ? Můžete kromě uvedeného příkladu popsat pozice hlavních difrakčních maxim také obecným vztahem platným pro m-té maximum? Je v situaci pravidelného rozmístění otvorů možné nalézt pozice hlavních difrakčních maxim bez výpočtu Fourierovy transformace? Naznačte způsob nalezení m-tého maxima porovnáním optických drah paprsků vycházejících z pravidelně rozmístěných otvorů.
  2. Jedním z hlavních výsledků kapitoly 2.5 je tvrzení ''jedná se tedy o obecnou zákonitost, kdy hodnota maxim píku pro určitou hodnotu \delta nezáleží na hodnotě \epsilon_j'' (str.18 dole). Pro velké hodnoty \delta přechází kvaziperiodické uspořádání v náhodné. Pro jaké hodnoty \delta tedy tvrzení stále platí? V úvodu kapitoly píšete, že \delta je z intervalu 0 až 0.5, ale všechny prezentované grafy jsou maximálně pro \delta = 0.3. Jak se při kvaziperiodickém uspořádání otvorů mění difrakční obrazec v porovnání s rovnoměrným uspořádáním otvorů? Bylo by možné porovnáním obou situací při stejném počtu otvorů odhadnout velikost parametru \delta, který určuje míru vychýlení otvoru z pravidelné mřížky?

Známka navržená oponentem: C

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová