Detail předmětu
Optika
OPD Ak. rok 2023/2024 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:
- Vlnová rovnice. Vlnové funkce. Princip superpozice. Komplexní amplituda.
- Interference světelných vln.
- Tepelné záření těles a záření generované lasery.
- Průchod vlnoplochy optickými prvky, tenká destička proměnné tloušťky.
- Difrakce na hranách, štěrbinách, mřížkách, dvou a třírozměrných strukturách. Holografie.
- Fourierova transformace aperturní funkce. Difrakce na 2D štěrbině.
- Kruhová štěrbina a rozlišovací schopnost optických přístrojů a lidského oka.
- Maticová paraxiální optika. Přenosové matice optických prvků.
- Průchod gaussovského svazku optickými prvky. Zákon ABCD.
- Světlo na rozhraní prostředí, Fresnelovy vztahy. Odraz na dielektrických plochách, lineární a eliptická polarizace.
Garant předmětu
Koordinátor předmětu
Jazyk výuky
Zakončení
Rozsah
- 39 hod. přednášky
- 13 hod. projekty
Bodové hodnocení
- 100 bodů závěrečná zkouška
Zajišťuje ústav
Cíle předmětu
Cílem předmětu je seznámit studenty s partiemi fyzikální optiky potřebnými pro počítačovou grafiku a s aspekty moderní optiky.
Studenti získají znalosti teorie fyzikální optiky potřebné pro obor počítačové grafiky a přehled o dalších oblastech 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
- 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
- Smith F. G., King. T. A.:Optics and Photonics, Wiley, Chichester UK 2000, ISBN 0-471-48925-5
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. Hodnotí se zejména pochopení a porozumění zadané problematiky, a úroveň vypracované animace a její výstižnost.
Průběžná kontrola studia
- Projekt - až 30 bodů.
- Písemná zkouška - až 70 bodů.
- Celkový dosažený počet bodů pro absolvování předmětu musí být minimálně 50.
Výuka na přednáškách není povinná.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.
Zařazení předmětu ve studijních plánech
- Program DIT, libovolný ročník, povinně volitelný skupina T
- Program DIT, libovolný ročník, povinně volitelný skupina T
- Program DIT-EN (anglicky), libovolný ročník, povinně volitelný skupina T
- Program DIT-EN (anglicky), libovolný ročník, povinně volitelný skupina T
- Program VTI-DR-4, obor DVI4, libovolný ročník, volitelný
- Program VTI-DR-4, obor DVI4, libovolný ročník, volitelný
- Program VTI-DR-4 (anglicky), obor DVI4, libovolný ročník, volitelný
- Program VTI-DR-4 (anglicky), obor DVI4, libovolný ročník, volitelný