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
Zakončení
Rozsah
- 39 hod. přednášky
- 13 hod. projekty
Bodové hodnocení
- 100 bodů závěrečná 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.: Lecture 2012 notes
- 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