IV. Optika
1.Světlo
2.Elektromagnetická teorie světla
3.Chování na rozhraní
4. Optické vlastnosti prostředí
5.Anizotropní prostředí
6.Rozptyl
7.Polarizace
8.Interference
9.Difrakce
10.Koherence
11.Zob razová n í
12.Fotometrie
1. Světlo
1.1.Časticový model 1.2.Paprskový model 1.3.Vlnový model
					
		p	Pn		
		^V ^			
			Pn'		
	Pt		\   <P		
	Pn'		|	r	
				v	
	Lom světla na rozhraní podle Newtona				
1.2	x1015	
E(J)	i          i          i          i          i          i          i	
1		
0.8	/               \    T=5000K	
0.6	/              T=4000K \	
0.4	jí        T=3000k\                 \	
0.2	y        \            i            i            i     - ——h---------    i            r———i—	
U0       0.5       1        1.5       2       2.5       3       3.5       4       4.5       5 eV		
Záření absolutné černého tělesa v závislosti na energi fotonu v eV		
1.2	-15 x10	
E(J)	i           i           i           i           i          i           i	
1	T=5000K	
0.8	■  \	
0.6	T=4000K	
0.4	/     T=3000k\	
0.2	1/      ;:^-——__^	
0 (	3123456789        10	
(Mm)		
Záření absolutné černého tělesa v závislosti na		
vlnové délce v ym.		
0
+
U
Experimentální uspořádání pro měření fotoefektu
Závislost fotoproudu na napětí pro různé intenzity světla se stejnou vlnovou délku
1 ------------------------------------1------------------------------------1------------------------------------1------------------------------------1------------------------------------		
J o-9	A^------------------------------	
0.8	///	
0.7	///	
0.6	///	
0.5	///	
0.4	///	
0.3	///	
0.2	///	
0.1	U7   / / ľ      ľ      ľ        I                                         I                                         I	
-5                 0                  5                 10                15        u     20		
Závislost fotoproudu na napětí pro různé vlnové délky a stejnou intenzitu světla		
0.4
0.3
eU(eV)
0.2
0.1
-0.1
-0.2
-0.3
-0.4
5         5.1        5.2        5.3        5.4        5.5       5.6        5.7        5.8        5.9         6
f(hz)
x10
14
Závislost energie fotoelektronů eU na frekvenci dopadajícího světla pro cesium,draslík, sodík a lithium.
				
	z			
		V A|		
	nl			
	n2                 ^^^^	%	.---"''             y	
	X	A„      \^		
			A2	
Průchod paprsků rozhraním materiálů o indexech lomu n1 a n2				
				
	z			
		^   Al                                            /	•     A2	
	nl			
	______"	\           /                                                            y		
	n2                       ^^^	\ /		
	-^^	Ao		
	X			
Odraz paprsků na rozhraní materiálů o indexech lomu n1 a n2				
2.Elektromagnetická teorie světla
2.1.  Maxwellovy rovnice a materiálové vztahy
2.2.  Komplexní permitivita, komplexní index lomu
2.3. Závislost Maxwellových rovnic
2.4.  Maxwellovy rovnice pro rovinnou vlnu
2.5. Vztah mezi optickými konstantami a vlnovým vektorem k
2.6. Vlnová rovnice
2.7.  Hustota energie, tok energie, intenzita světla
2.8.  Kramersovy - Kronigovy relace
Rovinná elektromagnetická vlna postupující ve směru y,i
3. Chování vlny na rozhraní
3.1. Hraniční podmínky
3.2. Snellův zákon
3.3. Fresnelovy vztahy
3.4. Odrazivost a propustnost na rozhraní
3.5. Kolmý dopad
3.6. Brewsterův úhel
3.7. Kritický úhel
3.8. Totální odraz
3.9. Absorbující prostředí
	. E"		Bnl	D„i
1       --------	,H„	t		
		y *-		
2	Et2	--------------------w-	Bn2        1	D„2
	i '			
	'    "ti			
		i'		
Hraniční podmínky pro jednotlivé složky elmag. pole.
E„ N.           «Pi	Er    y •p',        yf
»A^e, <P2        T Z	
Chování elmag. vlny na rozhraní
Rozložení E do pas složky
r,t
50        60        70        80        90
Absolutní hodnoty amplitud odrazivosti a propustnosti v závislosti na úhlu dopadu
«IAA			
200 a on	i             i             i             i             i             i		
180 delta 160		-	
140		-	
120		-	
100		-	
80	n1=1.0 n2=1.5	-	
60		-	
40 20	iii	Brewster i	
°(	)         10        20        30        40        50        60        70        80        90		
Závislost rozdílu fází na úhlu dopadu			
Svazek světla na rozhraní
Závislost odrazivosti na úhlu dopadu pro dva neabsorbující materiály
A    A				
1.4	lili                               lili			
1.2	Rp Rs			
1 R	^   kritický úhel			
				
0.8	n1=1.7 n2=1.0        j		n1=1.33 n2=1.0	
0.6	"			
0.4	\		-	
0.2				
°(	3        10       20       30 |  40    150       60       70       80       90			
Odrazivost v závislosti na úhlu dopadu pro oblast totálního odrazu				
delta
200
180
160
40
120
100
80
60
40
20
0
delta p delta s delta
n1=1.5 n2=1.0
10        20        30       40        50        60        70        80        90
Závislost fáze při totálním odrazu v závislosti na úhlu dopadu
					
	N.       Kid	SKt'                                                                                   N°=n° ^^                                                                     t			
	1  V^01             /			n	
	kot"          \          kir" /           *                           N^nj+kj				
					
	kld\		/K		
			>é   k,/		
			X    "                                    N2=n2+k2		
	kit   J       \				
Chovaní rovinné vlny na soustavě vrstev					
r,t
Závislost odražených a prošlých absolutních hodnot amplitud na úhlu dopadu pro polovodič.
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0.
n1=1.0 Ge:N2=4.5+i2.5
delta
10  20  30  40  50  60  70  80  90
Závislost rozdílu fází na úhlu dopadu pro polovodič
50        60        70        80        90
Závislost odrazivosti na úhlu dopadu
pro typický kov a polovodič (viditelná oblast).
N1=1.7+i0.05 n2=1.0
10       20       30       40        50       60       70       80
90
Závislost odrazivosti na úhlu dopadu pro slabě absorbující materiál v oblasti porušeného totálního odrazu.