Detail předmětu
Vlnová optika
FSI-TAOAk. rok: 2024/2025
Předmět se věnuje základním jevům a pojmům vlnové optiky s rozšířením o některé části elektromagnetické optiky. První část pojednává polarizaci, Fresnelových vztazích a anizotropních prostředích. Druhá se věnuje koherenci, dvousvazkové a mnohosvazkové interferenci. Třetí se zabývá některým částech z teorie difrakce a holografii. Interferenční a difrakční jevy jsou demonstrovány v laboratoři.
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Vstupní znalosti
Pravidla hodnocení a ukončení předmětu
Podmínka k udělení zápočtu: Aktivní účast na cvičeních a výpočet zadaných příkladů.
Zkouška: Písemná a ústní zkouška z probírané látky.
Součástí povinných cvičení jsou demonstrace difrakčních a interferenčních jevů v laboratořích. Zameškaná výuka se nahrazuje podle dohody s přednášejícím.
Učební cíle
Úkolem předmětu je vytvořit solidní znalosti interferenčního jevu, skalární teorie difrakce a jejích aplikací, a témat spojených s vlnovou optikou a polarizací.
1. Znalost teorie optických interferenčních a difrakčních jevů.
2. Experimentální erudice pro práci v laboratoři optické interferometrie a difrakce.
3. Schopnost detailní interpretace difrakčních a interferenčních jevů.
Základní literatura
Hecht, E.: Optics. Pearson Education, 2017.
Komrska, J.: Vlnová optika, část Difrakce světla. Akademické nakladatelství CERM, s.r.o., Brno 2004.
Malý, P.: Optika. Univerzita Karlova v Praze, Karolinum. 2013
Doporučená literatura
Liška, M.: Optické sešity (texty k přednáškám). Brno, VUT 2013, 2014.
Saleh, B. E. A., Teich, C.: Základy fotoniky. Matfyzpress, Praha 1994.
Elearning
Zařazení předmětu ve studijních plánech
Typ (způsob) výuky
Přednáška
Vyučující / Lektor
Osnova
1. Maxwellovy rovnice. Vlnová rovnice. Skalární a vektorová vlna a její matematický popis a vlastnosti.
2. Polarizace. Základní polarizační stavy. Jonesovy vektory a matice. Metody polarizace světla.
3. Fresnelovy vztahy.
4. Optika anizotropních prostředí. Popis anizotropního prostředí a šíření světla prostředím. Dvojlom. Polarizační prvky. Optická aktivita, umělý dvojlom.
5. Základy teorie koherence v časové a spektrální oblasti. Funkce vzájemné koherence, stupeň koherence, interferenční zákon pro dvě částečně koherentní vlny.
6. Dvousvazková interference, metody získání koherentních vln. Příklady, popis, výpočty. Dvousvazkové interferometry a jejich využití.
7. Mnohasvazková interferometrie a její využití v praxi. Fabryův-Perotův interferometr. Interferenční filtr. Antireflexní vrstvy. Spektroskopie s vysokou rozlišovací schopností. Difrakční mřížky.
8. Vymezení pojmů difrakce, interference a rozptyl. Huygensův-Fresnelův princip a difrakční integrály. Rozdělení difrakčních jevů, Soretova mřížka.
9. Fraunhoferovy ohybové jevy. Fraunhoferova difrakce jako Fourierova transformace a její realizace v laboratoři.
10. Fresnelovy ohybové jevy.
11. Fresnelova difrakce jako přenos lineárním isoplanatickým systémem. Funkce impluzní odezvy, přenosová funkce.
12. Holografie, holografická interferometrie, digitální holografická interferometrie.
Laboratorní cvičení
Vyučující / Lektor
Osnova
Youngův pokus. Newtonovy kroužky.
Střihová interferometrie. Nastavení rovinné vlny odrazem na planparalelní destičce.
Vizualizace fázových objektů: Murtyovým interferometrem, Michelsonovým interferometrem, Machovým-Zehnderovým interferometrem.
Experimentální uspořádání pro pozorování a registraci Fresnelových a Fraunhoferových difrakčních jevů.
Fraunhoferova a Fresnelova difrakce na kruhovém otvoru.
Fraunhoferova a Fresnelova difrakce na dvojštěrbině.
Cvičení
Vyučující / Lektor
Osnova
Ve cvičeních se řeší příklady související s tématy přednášky.
Elearning