F3100 Kmity, vlny, optika

Přírodovědecká fakulta
podzim 2007
Rozsah
2/2. 4 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.
Vyučující
prof. RNDr. Miroslav Liška, DrSc. (přednášející)
Mgr. Jana Jurmanová, Ph.D. (cvičící)
doc. Mgr. Zdeněk Navrátil, Ph.D. (cvičící)
Garance
prof. RNDr. Michal Lenc, Ph.D.
Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. RNDr. Zdeněk Bochníček, Dr.
Rozvrh
Čt 8:00–9:50 Kontaktujte učitele
  • Rozvrh seminárních/paralelních skupin:
F3100/01: Pá 11:00–12:50 F1 6/1014, J. Jurmanová
F3100/02: Pá 8:00–9:50 F3,03015, Z. Navrátil
Předpoklady
F1030 Mechanika a molekulová fyzika || F1040 Mechanika a molekulová fyzika
Zvládnutí předmětů Mechanika a molekulová fyzika a Elektřina a magnetismus.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Kmity, vlny, optika je přednáška, která popisuje fyzikální jevy jako je periodický pohyb, kmity a vlny v různých oblastech, např. v mechanice, akustice, elektřině a především v optice. K pochopení látky je třeba znát poznatky z přednášek základního kurzu, tj. Mechanika a molekulová fyzika a Elektřina a magnetismus. Optika v této přednášce pokrývá všechny základní kapitoly obvyklého univerzitního kurzu. Většina jevů je popsána na základě vlnového modelu, ale jsou zde i základní představy o částicovém modelu jako první úvod do kvantové fyziky. Pozornost je rovněž věnována interakci světla s pevnou látkou. Geometrická optika je chápána spíše v praktické podobě. Přednáška je doprovázena řadou pokusů s aktivní účastí studentů. Přednáška se zabývá především fyzikálními základy, ale jsou uvedeny rovněž současné výsledky výzkumu na tomto poli.
Osnova
  • 1.Úvod. Historie. 2.Kmity. Periodický pohyb v přírodě. Harmonický oscilátor-kinematika, dynamika, energie. Tlumený oscilátor, vynucené kmity a resonance. Příklady oscilátorů, chaos. 3.Vlny. Vlny v jedné a třech dimenzích, typy vln, vlnové pulzy. Rychlost vlnění, vlnová rovnice. Princip superpozice, interference. 4.Zvuk. Zvukové vlny, rychlost zvuku. Interference zvukových vln. Dopplerův jev. Zdroje a detektory zvuku. Slyšení. 5.Elektormagnetické vlny. Maxwellovy rovnice, vlnová rovnice. Odraz a lom, totální odraz. Optické konstanty. 6.Světlo. Modely světla. Spectrum. Rychlost světla. Zdroje a detektory světla, základní exp. uspořádání. Oko. 7.Optické vlastnosti prostředí. Mikroskopická teorie. Absorpce a disperse. Rozptyl světla. Izotropní a anizotropní materiály. 8.Polarizace. Polarizované a nepolarizované světlo. Metody polarizace světla a měření polarizace. 9.Interference světla. Stojaté vlnění. Interference dvou a více vln. Interference nemonochromatických vln. Časová a prostorová koherence. 10.Difrakce světla. Fraunhoferova difrakce. Difrakce na mřížkách. 11.Zobrazování. Geometrická optika. Čočky a zrcadla. Jednoduché optické přístroje. Difrakce a zobrazování. Holografie.
Literatura
  • D.Halliday,R.Resnich,J.Walker:Fyzika, VUT v Brně 2001, ISBM 80-214-1868-0
  • M.V.Klein:Optics, John Wiley and Sons,Inc New York 1976
  • J.Kuběna: Úvod do optiky, MU Brno 1994
Metody hodnocení
Výuka: přednáška a teoretické cvičení. Zkouška písemná a ústní.
Informace učitele

Podmínky pro podání přihlášky ke zkoušce pro studenty denního studia:

  1. Účast na cvičení nejméně 80%. Případná vyšší neúčast bude řešena individuálně s vyučujícím a to jen v případě, že bude řádně zdůvodněna .
  2. Alespoň 60% úspěšnost ve dvou písemných testech. První se uskuteční asi v polovině semestru a jeho náplní budou kmity a vlnění. Druhý test z optiky bude v závěru semestru.

Podmínky pro podání přihlášky ke zkoušce pro studenty kombinovaného studia (studenti kombinovaného studia mohou též zvolit jako alternativu požadavky pro prezenční studenty):

  1. Odevzdání písemně vypracovaných úkolů v počtu 6 příkladů za každé nenavštívené cvičení. Zadání obdrží zájemci u cvičícího.
  2. Alespoň 60% úspěšnost ve dvou písemných testech. V optimálním případě se studenti zúčastní testu současně se studenty denního studia, ve výjimečných případech i v náhradním termínu.

Zkouška se skládá z písemné a ústní části. Ústní části předchází příprava studenta v délce cca 30-45 min, literatura u přípravy není povolena.

Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2007 - akreditace, podzim 2010 - akreditace, podzim 2001, jaro 2002, podzim 2002, podzim 2003, podzim 2004, podzim 2005, podzim 2006, podzim 2008, podzim 2009, podzim 2010, podzim 2011, podzim 2011 - akreditace, jaro 2012 - akreditace, podzim 2012, podzim 2013, podzim 2014, podzim 2015, podzim 2016, podzim 2017, podzim 2018, podzim 2019, podzim 2020, podzim 2021, podzim 2022, podzim 2023, podzim 2024.