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. Zdeněk Bochníček, Dr.
Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Ivan Ohlídal, DrSc.
Dodavatelské pracoviště: Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta

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

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

Výukové metody

Přednáška založená na demonstraci pokusů.

Metody hodnocení

Ǔstní zkouška

Další komentáře

Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

• Statistika zápisu (jaro 2021, nejnovější)
  
• Permalink: https://is.muni.cz/predmet/sci/jaro2021/F8690