Fyzikální optika

Garant předmětu:

Ivan Richter

Přednášející:

Pavel Kwiecien, Ivan Richter

Cvičící:

Pavel Kwiecien, Ivan Richter

Předmět zajišťuje:

katedra laserové fyziky a fotoniky

Anotace:

Přednáška pojednává o základech fyzikální optiky. Systematicky se zabývá šířením optických vln ve vakuu, v izotropním a anizotropním prostředí a na jejich rozhraních. Věnuje se popisu disperze, polarizace a jejímu využití, statistickým vlastnostem polychromatické vlny i základům interference vln - dvouvlnové i vícevlnové intreferenci. V rámci vícevlnové interference si všímá i problematiky tenkých dielektrických vrstev.

Požadavky:

Základní bakalářské technické vzdělání.

Během semestru se uskuteční dva testy ověřující znalosti studentů. První test proběhne přibližně v polovině semestru, druhý na jeho konci. Každý test bude obsahovat 10 otázek s maximálním bodovým ziskem 10 bodů. Pro udělení zápočtu je nutné získat alespoň 10 bodů z celkového počtu 20 bodů.

Zkouška bude zahájena rozborem nesprávných odpovědí z testů, na který naváže část s doplňujícími otázkami z tematického okruhu předmětu.

Osnova přednášek:

1.Rekapitulace obecného lineárního kmitání a vlnění při energetickém pojetí zdroje.

2.Šíření optické vlny ve vakuu, základní typy vln (parabolická vlna, gaussovský svazek, besselovské svazky, vlna vyzařujícího dipólu).

3.Šíření optické vlny v izotropním prostředí, vlna v homogenním a nehomogenním prostředí, absorpce a disperze homogenního prostředí, optický rozptyl.

4.Procesy na rozhraní dvou homogenních prostředí ve vektorovém tvaru.

5.Polarizace, popis a polarizační prvky.

6.Šírení optické vlny anizotropním prostředím.

7.Anizotropie krystalu a její využití, dichroismus, optická aktivita, optika kapalných krystalů.

8.Polychromatická vlna a její statistické vlastnosti, koherence druhého řádu, interferenční zákon, statistické projevy polarizace.

9.Interference světla - dvouvlnová a vícevlnová.

10.Tenké optické vrstvy - metody analýzy a aplikace.

Osnova cvičení:

Cíle studia:

Znalosti:

získat poznatky z oblasti fyzikální optiky, jak teoretické, tak praktické, v návaznosti na předchozí elektrodymamické základy.

Schopnosti:

orientace v dané problematice, schopnost vytvoření nadhledu, praktická aplikace a porozumění základním optickým principům.

Studijní materiály:

Povinná literatura:

[1] Elektronické texty v MS TEAMS

Volitelná literatura:

[2] Fiala P., Richter I.: Fyzikální optika. Skriptum FJFI, Praha 2004.

[3] Born M., Wolf E.: Principles of Optics. Cambridge University Press, 2019 (seventh edition).

[4] Saleh B.E.A., Teich M.C.: Fundamentals of Photonics. J. Wiley, 2019 (third edition); (český překlad: Základy fotoniky. Matfyzpress, Praha 1995.)

[5] Hecht E.: Optics. Pearson, 2017 (fifth edition).

[6] Lipson A., Lipson S. G., Lipson H.: Optical Physics. Cambridge University Press, 2011 (fourth edition).

[7] Shiell R., McNab I.: Pedrottis' Introduction to Optics. Cambridge University Press, 2025 (fourth edition).

[8] Asimellis G. Lectures in optics, vol. 1-4, SPIE, 2019.

[9] Guenther B. D.: Modern optics. Oxford University Press, 2015.

[10] Braat J., Török P.: Imaging optics. Cambridge University Press, 2019.

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2025/2026:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2025/2026:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Inženýrství pevných látek (volitelný předmět)