F7800 Teorie a konstrukce optických systémů

Přírodovědecká fakulta
podzim 2024
Rozsah
2/1/0. 3 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.
Vyučující
Mgr. Dušan Hemzal, Ph.D. (přednášející)
prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. (přednášející)
Mgr. Mojmír Meduňa, Ph.D. (přednášející)
doc. RNDr. Petr Mikulík, Ph.D. (přednášející)
Garance
doc. RNDr. Petr Mikulík, Ph.D.
Ústav fyziky kondenzovaných látek – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: Mgr. Dušan Hemzal, Ph.D.
Dodavatelské pracoviště: Ústav fyziky kondenzovaných látek – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Předpoklady
základní znalosti optiky v rozsahu obecné fyziky, základní znalosti matematické analýzy
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je otevřen studentům libovolného oboru.
Cíle předmětu
Hlavním cílem předmětu je, aby studenti po jeho úspěšném absolvováním uměli - popsat základní metody optické mikroskopie, tvorby obrazu v optických přístrojích, limity optického zobrazování a vysvětlit principy těchto metod - zvolit vhodnou pozorovací metodu pro daný experiment, použít adekvátní optický přístroj a posoudit správnost této volby rozborem kontrastu vzniklého zobrazení, to vše pro mikrostruktury preparátů v biologii, v lékařství, mineralogii, metalurgii, materiálových věd apod.
Výstupy z učení
Student bude po absolvování předmětu schopen: - pochopit principy základních optických přístrojů; - sestavit schéma dané optické aparatury a určit skutečnou dráhu světla po jejím průchodu; - vyjmenovat a pochopit základní techniky optického kontrastu v mikroskopech; - vyjmenovat a popsat některé typy moderních mikroskopů;
Osnova
  • 1. Spektrální složení světla, absorpce světla, detektory světla, lidské oko 2. Děliče svazků, odrazivost a propustnost, totální odraz, divergence svazků 3. Optické zobrazení, tenká čočka, optický systém, hlavní roviny, ohniskové roviny 4. Konstrukční paprsky, skutečné zobrazovací paprsky, vstupní pupila, úhlová apertura 5. Optický mikroskop, koherentní a nekoherentní osvětlení preparátu, polní čočka 6. Mezní rozlišení, hloubka ostrosti 7. Vlastnosti preparátů, absorpce, dvojlom, rozptyl, odrazivost 8. Metoda temného pole na průchod a na odraz 9. Dvoupaprsková interference, časová a prostorová koherence, viditelnost 10. Kontrast zobrazení na odraz a na průchod v interferenčním mikroskopu 11. Lineární polarizace světla, polarizátory, průchod světla dvojlomnou látkou 12. Polarizační mikroskop, molekulární struktura preparátů a dvojlom. 13. Zobrazení 3D předmětů, kontrastu u skenovací metody, optická tomografie 14. Princip metody skenovací počítačové optické mikroskopie
Literatura
    doporučená literatura
  • John Girkin, A Practical Guide to Optical Microscopy,CRC Press 2019, https://doi.org/10.1201/b22249
  • HECHT, Eugene. Optics. 4th ed. San Francisco: Addison Wesley, 2002, vi, 698. ISBN 0321188780. info
  • BORN, Max a Emil WOLF. Principles of optics : electromagnetic theory of propagation, interference and diffraction of light. 7th ed. Cambridge: Cambridge University Press, 1999, xxxiii, 95. ISBN 0521642221. info
  • KUBĚNA, Josef. Úvod do optiky. Brno: Masarykova univerzita, 1994, 181 s. ISBN 8021008350. info
  • SCHRÖDER, Gottfried a Zdeněk BERGER. Technická optika. Vyd. 1. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1981, 158 s. URL info
  • FUKA, Josef a Bedřich HAVELKA. Optika a atomová fyzika. fyzikální kompendium pro vysoké školy. Vyd. 1. Praha: Státní pedagogické nakladatelství, 1961, 845 s. URL info
Výukové metody
Součástí tohoto předmětu je cvičení, které také bude probíhat v návaznosti na přednášku a na kterém budou rozvíjeny koncepty prezentované během přednášek - cvičení bude obsahovat příklady a procvičení konstrukcí základních paprskových schémat probíraných zobrazovacích soustav a metod.
Metody hodnocení
Pro udělení zápočtu se vyžaduje zvládnutí závěrečného písemného testu, a pokud není řečeno jinak, také 80% účast na cvičení.
Navazující předměty
Informace učitele
Vhodné pro studenty fyzikálních oborů se základními znalostmi optiky.
Další komentáře
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2023.
  • Statistika zápisu (nejnovější)
  • Permalink: https://is.muni.cz/predmet/sci/podzim2024/F7800