F3100 Kmity, vlny, optika

Přírodovědecká fakulta
podzim 2006
Rozsah
2/2. 4 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.
Vyučující
doc. RNDr. Zdeněk Bochníček, Dr. (přednášející)
Mgr. Jana Jurmanová, Ph.D. (cvičící)
RNDr. Pavel Konečný, CSc. (cvičící)
doc. Mgr. Zdeněk Navrátil, Ph.D. (cvičící)
Garance
prof. RNDr. Michal Lenc, Ph.D.
Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. RNDr. Zdeněk Bochníček, Dr.
Rozvrh
Út 13:00–14:50 F2 6/2012
  • Rozvrh seminárních/paralelních skupin:
F3100/01: Rozvrh nebyl do ISu vložen. Z. Navrátil
F3100/02: Út 15:00–16:50 F2 6/2012, J. Jurmanová
F3100/03: Po 10:00–11:50 F4,03017, P. Konečný
Předpoklady
F1030 Mechanika a molekulová fyzika || F1040 Mechanika a molekulová fyzika
Zvládnutí předmětů Mechanika a molekulová fyzika a Elektřina a magnetismus.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Kmity, vlny, optika je přednáška, která popisuje fyzikální jevy jako je periodický pohyb, kmity a vlny v různých oblastech, např. v mechanice, akustice, elektřině a především v optice. K pochopení látky je třeba znát poznatky z přednášek základního kurzu, tj. Mechanika a molekulová fyzika a Elektřina a magnetismus. Optika v této přednášce pokrývá všechny základní kapitoly obvyklého univerzitního kurzu. Většina jevů je popsána na základě vlnového modelu, ale jsou zde i základní představy o částicovém modelu jako první úvod do kvantové fyziky. Pozornost je rovněž věnována interakci světla s pevnou látkou. Geometrická optika je chápána spíše v praktické podobě. Přednáška je doprovázena řadou pokusů s aktivní účastí studentů. Přednáška se zabývá především fyzikálními základy, ale jsou uvedeny rovněž současné výsledky výzkumu na tomto poli.
Osnova
  • 1.Úvod. Historie. 2.Kmity. Periodický pohyb v přírodě. Harmonický oscilátor-kinematika, dynamika, energie. Tlumený oscilátor, vynucené kmity a resonance. Příklady oscilátorů, chaos. 3.Vlny. Vlny v jedné a třech dimenzích, typy vln, vlnové pulzy. Rychlost vlnění, vlnová rovnice. Princip superpozice, interference. 4.Zvuk. Zvukové vlny, rychlost zvuku. Interference zvukových vln. Dopplerův jev. Zdroje a detektory zvuku. Slyšení. 5.Elektormagnetické vlny. Maxwellovy rovnice, vlnová rovnice. Odraz a lom, totální odraz. Optické konstanty. 6.Světlo. Modely světla. Spectrum. Rychlost světla. Zdroje a detektory světla, základní exp. uspořádání. Oko. 7.Optické vlastnosti prostředí. Mikroskopická teorie. Absorpce a disperse. Rozptyl světla. Izotropní a anizotropní materiály. 8.Polarizace. Polarizované a nepolarizované světlo. Metody polarizace světla a měření polarizace. 9.Interference světla. Stojaté vlnění. Interference dvou a více vln. Interference nemonochromatických vln. Časová a prostorová koherence. 10.Difrakce světla. Fraunhoferova difrakce. Difrakce na mřížkách. 11.Zobrazování. Geometrická optika. Čočky a zrcadla. Jednoduché optické přístroje. Difrakce a zobrazování. Holografie.
Literatura
  • D.Halliday,R.Resnich,J.Walker:Fyzika, VUT v Brně 2001, ISBM 80-214-1868-0
  • M.V.Klein:Optics, John Wiley and Sons,Inc New York 1976
  • J.Kuběna: Úvod do optiky, MU Brno 1994
Metody hodnocení
Výuka: přednáška a teoretické cvičení. Zkouška písemná a ústní.
Informace učitele

Podmínky pro podání přihlášky ke zkoušce pro studenty denního studia:

  1. Účast na cvičení nejméně 80%. Případná vyšší neúčast bude řešena individuálně s vyučujícím a to jen v případě, že bude řádně zdůvodněna .
  2. Alespoň 60% úspěšnost ve dvou písemných testech. První se uskuteční asi v polovině semestru a jeho náplní budou kmity a vlnění. Druhý test z optiky bude v závěru semestru.

Podmínky pro podání přihlášky ke zkoušce pro studenty kombinovaného studia (studenti kombinovaného studia mohou též zvolit jako alternativu požadavky pro prezenční studenty):

  1. Odevzdání písemně vypracovaných úkolů v počtu 6 příkladů za každé nenavštívené cvičení. Zadání obdrží zájemci u cvičícího.
  2. Alespoň 60% úspěšnost ve dvou písemných testech. V optimálním případě se studenti zúčastní testu současně se studenty denního studia, ve výjimečných případech i v náhradním termínu.

Zkouška se skládá z písemné a ústní části. Ústní části předchází příprava studenta v délce cca 30-45 min, literatura u přípravy není povolena.

Další komentáře
Předmět je vyučován každoročně.
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2007 - akreditace, podzim 2010 - akreditace, podzim 2001, jaro 2002, podzim 2002, podzim 2003, podzim 2004, podzim 2005, podzim 2007, podzim 2008, podzim 2009, podzim 2010, podzim 2011, podzim 2011 - akreditace, jaro 2012 - akreditace, podzim 2012, podzim 2013, podzim 2014, podzim 2015, podzim 2016, podzim 2017, podzim 2018, podzim 2019, podzim 2020, podzim 2021, podzim 2022, podzim 2023, podzim 2024.