PřF:F8690 Zákl. opt. exp., apl. ve výuce - Informace o předmětu

F8690 Základní optické experimenty a jejich aplikace ve výuce fyziky

Rozsah

1/0/0. 1 kr. (plus ukončení). Ukončení: k.

Vyučující

prof. RNDr. Ivan Ohlídal, DrSc. (přednášející)

Garance

doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc.
Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Ivan Ohlídal, DrSc.

Předpoklady

Nutné je absolvování předmětu Kmity, vlny, optika

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

• Učitelství fyziky pro střední školy (program PřF, M-SS)

Cíle předmětu

Výuku optiky je možné na střední i vysoké škole doplnit názornými a velmi efektními experimenty, které usnadňují pochopení probírané problematiky. V této přednášce jsou demonstrovány základní experimenty týkající se stěžejních oblastí optiky. U každého experimentu je podán jeho podrobný teoretický výklad. Hlavní cíle předmětu spočívají v osvojení si výkladu principů a schopnosti experimentálních demonstrací následujících jevů:
1) interakce světla s rovinnými rozhraními (odraz světla na rozhraní mezi dvěma dielektriky, polarizace světla odrazem, demonstrace Brewsterova úhlu)
2) odraz světla na rozhraní mezi dielektrikem a kovem, nemožnost polarizace odrazem na tomto rozhraní
3) dvoupaprsková interference světla (Youngův pokus, Fresnelův dvojhranol, Fresnelova zrcadla)
4) vícepaprsková interference světla (interference na tenké vrstvě, interferenční filtry na průchod, Fabry-Perotův interferometr)
5) difrakce světla (difrakce na jednoduchých otvorech a terčících, difrakce na lineárních i plošných mřížkách)
6) praktické využití interakce světla s opticky anizotropními látkami (polarizační hranoly a kompenzátory), interference v polarizovaném světle (demonstrace interference při průchodu destičkami z jednoosých anisotropních materiálů umítěných mezi dvěma polarizátory)
Absolventi tohoto předmětu budou schopni pomocí experimentů podávat výklad základních optických jevů na úrovni vysokoškolské i středoškolské výuky.

Osnova

• 1) Teoretický výklad interakce světla s rovinným rozhraním mezi dvěma isotropními a homogenními prostředími
• 2) Experimentální demonstrace polarizace světla odrazem od rovinného rozhraní mezi dvěma neabsorbujícími prostředími při dopadu světla na rozhraní pod Brewsterovým úhlem spolu s demonstrací nemožnosti tohoto jevu při odrazu světla od rovinného rozhraní mezi neabsorbujícím prostředím a absorbujícím prostředím
• 3) Teoretický výklad dvoupaprskové interference světla
• 4) Experimentální demonstrace Youngova pokusu, Fresnelových zrcadel a Fresnelova dvojhranolu
• 5) Teoretické vysvětlení vícepaprskové interference světla
• 6) Experimentální demonstrace vícepaprskové interference světla na tenkých vrstvách, transmisním Fabry-Perotově filtru a Fabry-Perotově interferometru
• 7) Teoretický výklad difrakce světla pomocí nejjednoduššího matematického přístupu založeného na Huygensově principu
• 8) Experimentální demonstrace difrakce světla na jednoduchých otvorech, terčících, lineárních a plošných mřížkách
• 9) Teoretické vysvětlení praktického využití interakce svěla s anizotropními látkami
• 10) Experimentální demonstrace působení polarizátorů a kompenzátorů na světlo jimi procházející, demonstrace interference polarizovaného světla při průchodu destičkami z jednoosých materiálů, které jsou umístěny mezi dvěma polarizátory.

Literatura

• M. V. Klein, Optics, John Wiley and Sons, New York,, 1970
• J. Kuběna, Úvod do optiky, Přírodovědecká fakulta Masarykovy univerzity, Brno, 1994

Výukové metody

Přednáška je založena na demonstraci pokusů.

Metody hodnocení

Předmět je ukončen kolokviem.

Další komentáře

Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

• Statistika zápisu (jaro 2011, nejnovější)
  
• Permalink: https://is.muni.cz/predmet/sci/jaro2011/F8690