Detail předmětu

Optika

OPD Ak. rok 2019/2020 zimní semestr

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:
1. Vlnová rovnice. Vlnové funkce. Princip superpozice. Komplexní amplituda.
2. Interference světelných vln.
3. Tepelné záření těles a záření generované lasery.
4. Průchod vlnoplochy optickými prvky, tenká destička proměnné tloušťky.
5. Difrakce na hranách, štěrbinách, mřížkách, dvou a třírozměrných strukturách. Holografie.
6. Fourierova transformace aperturní funkce. Difrakce na 2D štěrbině.
7. Kruhová štěrbina a rozlišovací schopnost optických přístrojů a lidského oka.
8. Maticová paraxiální optika. Přenosové matice optických prvků.
9. Průchod gaussovského svazku optickými prvky. Zákon ABCD.

Garant předmětu

Jazyk výuky

český

Zakončení

zkouška (kombinovaná)

Rozsah

39 hod. přednášky, 13 hod. projekty

Bodové hodnocení

100 zkouška

Zajišťuje ústav

Přednášející

Cvičící

Získané dovednosti, znalosti a kompetence z předmětu

Studenti získají znalosti teorie fyzikální optiky potřebné pro obor počítačové grafiky a přehled o dalších oblastech optiky.

Cíle předmětu

Cílem předmětu je seznámit studenty s partiemi fyzikální optiky potřebnými pro počítačovou grafiku a s aspekty moderní optiky.

Proč je předmět vyučován

Předmět si bere za cíl představit základní principy optiky s důrazem na praktickou stránku tak, aby se doktorand vyvaroval základních chyb při zachycování obrazových informací, jejich zpracování, interpretaci a modelování z pohledu počítačové grafiky.  

Požadované prerekvizitní znalosti a dovednosti

Základy fyziky.

Literatura studijní

  • Hruška P.: Poznámky z přednášky 2012
  • Malý, P.: Optika (2ed), Karolinum, 2013, ISBN 978-80-246-2246-0

Literatura referenční

  • 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 2nd ed., Wiley, New York 2007, ISBN 0-471-83965-5
  • 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

Osnova přednášek

  • 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.

Osnova ostatní - projekty, práce

  • Individuálně zadané projekty: Obhajoba projektu je součástí zkoušky.

Průběžná kontrola studia

  • Projekt - až 30 bodů
  • Písemná zkouška - až 70 bodů

Kontrolovaná výuka

Výuka na přednáškách není povinná.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program VTI-DR-4, obor DVI4, libovolný ročník, volitelný
Nahoru