FC2705 Optika CŽV

Pedagogická fakulta
jaro 2025
Rozsah
2/0/4. 24 hodin. 8 kr. Ukončení: zk.
Vyučováno kontaktně
Vyučující
Mgr. Jan Čech, Ph.D. (přednášející)
doc. RNDr. Petr Sládek, CSc. (přednášející)
Mgr. Tomáš Miléř, Ph.D. (cvičící)
Garance
Mgr. Jan Čech, Ph.D.
Katedra fyziky, chemie a odborného vzdělávání – Pedagogická fakulta
Kontaktní osoba: Jana Jachymiáková
Dodavatelské pracoviště: Katedra fyziky, chemie a odborného vzdělávání – Pedagogická fakulta
Předpoklady
FC2701 Mechanika a molekulová fyzika CŽV
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je určen pouze studentům mateřských oborů.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Cílem předmětu je získání přehledných vědomostí o tématu Optika na vysokoškolské úrovni. Důraz je kladen na logickou stavbu této vědní disciplíny a na získání znalostí a dovedností, potřebných pro výuku fyziky na základní škole (proto je do přednášky zařazeno větší množství jednoduchých pokusů a zdůrazněn vztah probírané látky k praxi, přírodě, domácnosti apod.).
Vědomosti: Systematický přehled s porozuměním a schopností řešit základní úlohy z Optiky s důrazem na aplikaci ve vzdělávání. Vazba probíraných témat na jevy v přírodě i každodenní praxi. Důležitost dodržování bezpečnosti práce a předpisů ve vztahu k optickým přístrojům a zdrojům záření (zejména LASERy) v školní/každodenní praxi.
Dovednosti: Dokázat identifikovat principy přírodních dějů a technických aplikací využívajících optiku. Provést aproximaci na bázi základních fyzikálních zákonů a následně výpočet jednoduchých aplikačních příkladů. Znát jednoduché školské experimenty a vztah probírané látky k praktickým aplikacím. Uvědomovat si fyzikální podstatu praktických aplikací a jevů, zejména v oblasti optiky. Dokázat provádět kvalifikovaný odhad hodnot.
Postoje: Osvojit si hodnoty objektivity a významu vědecké práce. Osvojit si přístupy racionálního a kritického nazírání na celospolečenské problémy optikou fyzikálního korektivu.
Výstupy z učení
Po absolvování předmětu by měl účastník vědět a umět:
- Základní pojmy a zákony z optiky a jejich aplikace na jednoduchých úlohách včetně aplikace základů diferenciálního a integrálního počtu
- Identifikovat základní zákonitosti jevů, dějů a aplikací souvisejících s optikou (např. periodické děje, geometrická a vlnová optika apod.)
- Vyložit základní principy těchto jevů, dějů a technických aplikací teoreticky i za pomoci jednoduchých/modelových experimentů (myšlenkových, či demonstračních)
Osnova
  • Sylabus přednášek (po blocích):
  • 1. Základní představy o světle. Vývoj názorů na podstatu světla, duální charakter světla. Měření rychlosti světla.
  • 2. Základní zákony šíření světla.
  • 3. Světlo jako elektromagnetická vlna, její vlastnosti. Maxwellovy rovnice v optice a jejich řešení. Výkon přenášený elektromagnetickou vlnou, Poyntigův vektor. Polarizace elektromagnetické vlny.
  • 4. Fotometrie. Základní fotometrické pojmy, veličiny a jejich jednotky.
  • 5. Vzájemné působení světla a hmotného prostředí. Fresnelovy vzorce pro případ isotropního neabsorbujícího prostředí. Optické vlastnosti kovů.
  • 6. Šíření světla anizotropním prostředím, dvojlom, optická aktivita, polarizace.
  • 7. Interference světla, podmínky pozorovatelné interference. Koherentní zdroje světla - lasery. Youngův pokus, proužky stejného sklonu a stejné tloušťky, interference na tenké vrstvě. Mnohosvazková interference. Užití interference.
  • 8. Ohyb světla - základní pojmy. Fraunhoferovy ohybové jevy. Ohyb na štěrbině a na mřížce. Fresnelovy ohybové jevy. Meze rozlišení optických přístrojů.
  • 9. Holografie a její užití.
  • 10. Geometrická optika. Základní prvky zobrazovacích soustav, charakteristiky obrazu, zvětšení.
  • 11. Tenká a tlustá čočka, zobrazovací rovnice. Optické vady a jejich korekce. Jednoduché optické přístroje (lupa, dalekohled, mikroskop).
  • 12. Lidské oko, základní pojmy z fyziologické optiky.
Literatura
    povinná literatura
  • MALÝ, Petr. Optika. Vyd. 2., přeprac. Praha: Karolinum, 2013, 368 s. ISBN 9788024622460. info
  • HALLIDAY, David, Robert RESNICK a Jearl WALKER. Fyzika. 1. vyd. Brno, Praha: Vutium, Prometheus, 2001. ISBN 80-214-1868-0. info
    doporučená literatura
  • SLÁDKOVÁ, J. a kol.: Cvičení z fyziky, VUT (kterékoliv vydání po 1998).
  • LEPIL, Oldřich. Fyzika pro gymnázia. 3., přeprac. vyd. Praha: Prometheus, 2002, 205 s. ISBN 9788071962373. info
Výukové metody
přednáška, početní cvičení a demonstrační experimenty; přednáška bude probíhat formou rozpravy na základě předchozího samostatného studia zadaného tématu s následným shrnutím (metoda převrácené třídy, peer-instruction, …)
Metody hodnocení
Zkouška (písemná, experimentální a ústní) s průběžným hodnocením v rámci semestru: - aktivní práce na seminářích (počítání modelových úloh) průběžné odpovědníky a písemné testy (min. 50% úspěšnost) - závěrečná písemná a ústní zkouška, jejíž součástí může být jednoduchý školský experiment (realizovaný či komentovaný).
Informace učitele
http://amper.ped.muni.cz/sladek
Pro studenty na zahraniční stáži (ERASMUS aj.): Požadavky ke splnění předmětu budou individuálně nastaveny v kontextu absolvovaných předmětů na zahraniční stáži a také v souladu s cíli a výstupy z učení daného studijního programu.
Studijní opora
https://is.muni.cz/auth/el/ped/jaro2025/FC2705/seminar-Prez01_jxuhd.qwarp
Další komentáře
Předmět je vyučován každoročně.
  • Statistika zápisu (nejnovější)
  • Permalink: https://is.muni.cz/predmet/ped/jaro2025/FC2705