Detail předmětu

Konstrukce přístrojů a optomechanika I

FSI-TK1Ak. rok: 2022/2023

Studenti budou seznámení s konstrukčním řešením základních optických systémů a přístrojů, tak aby byli schopni na základě znalostí principů sami jednoduché přístroje navrhovat.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

8

Garant předmětu

prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav fyzikálního inženýrství (ÚFI)

Výsledky učení předmětu

V rámci cvičení budou studenti seznámeni se základními optickými komponentami, s jejich uložením do mechanických dílů, také s konkrétními optickými přístroji, jejich konstrukcí, montáží a celkovým přístupem k tomuto oboru.

Prerekvizity

Index lomu, Snellův zákon, disperze, lom světla planparalelní deskou, Gaussův prostor, grafické určení polohy obrazu, zobrazovací rovnice (Newtonova, Gaussova, Gullstrandova), kulové plochy, čočky, Fresnelovy rovnice pro odraz, zrcadla, vady optických soustav.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.

Způsob a kritéria hodnocení

Zápočet: účast ve cvičeních, v průběhu semestru 3 předem ohlášené písemné testy
Zkouška: písemná

Učební cíle

Cílem je seznámit studenty se základními vlastnostmi optických materiálů používaných v oblasti optiky, procesy odehrávající se na rozhraní opticky isotropních prostředí. Seznámí se s vlastnostmi reálných optických elementů a jejich kombinací. Studenti budou schopni použít získané dovednosti a znalosti geometrické optiky při navrhování optických systémů.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Přítomnost na cvičení je povinná a je sledována vyučujícím. Způsob nahrazení zmeškané výuky ve cvičení bude stanovena vyučujícím na základě rozsahu a obsahu zmeškané výuky.

Základní literatura

De Silva, C. W.: Sensors and actuators: Engineering system instrumentation. CRC Press, 2015
Edwards, K., McKee R.: Fundamentals of mechanical component design, McGraw-Hill, 1991.
Glézl, Š.-Kamarád, J.-Slimák, I.: Presná mechanika
Harna, Z.: Přesná mechanika.
Havelka, B.: Geometrická optika II
norma ISO 10110
Tryliński, W.: Fine mechanisms and precision instruments: principles of design. Pergamon, 1971.
Van Hell,AC.s.: Advanced Optical Techniques
Yoder, P.: Mounting optics in optical instruments, SPIE Bellingham, 2008

Doporučená literatura

Glézl, Š.-Kamarád, J.-Slimák, I.: Presná mechanika
Harna, Z.: Přesná mechanika
Havelka, B.: Geometrická optika II
Keprt, E.: Teorie optických přístrojů I, II
norma ISO 10110
Yoder, P.: Mounting optics in optical instruments, SPIE Bellingham, 2008

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-FIN-P magisterský navazující 1 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
  • Program N-PMO-P magisterský navazující 1 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program CŽV celoživotní vzdělávání v akr. stud. programu

    obor CZV , 1 ročník, zimní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Zbyněk Dostál, Ph.D.

Osnova

1. Oko a vidění, základní optické komponenty
2. Ukládání čočkových, hranolových a reflexních soustav
3. Kamery, detektory a digitální optika
4. Přímá vedení, otočná uložení, ložiska a principy kinematických soustav
5. Akční členy, kulisové mechanismy, kinematické převody, spojky a převody v přesné mechanice
6. Konstrukční materiály a jejich vlastnosti
7. Návrh a výpočet pružin, pružných elementů a pružinových kloubů
8. Výkresová dokumentace a normalizace v optické výrobě, kreslení a kótování optických součástí, jakost povrchů,
přesnost výroby
9. Princip funkce a typy dalekohledů, konstrukce převracecí soustavy dalekohledu
10. Princip optického mikroskopu, interferometrů a interferenčních mikroskopů
11. Princip objektivních zobrazovacích přístrojů, fotografické přístroje
12. Zvětšovací a promítací přístroje, dálkoměry a refraktometry

Cvičení s počítačovou podporou

52 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Matěj Špaček

Osnova

Počítačová podpora přednášené výuky - konstrukční návrhy vybraných přístrojů.