1.
Historický vývoj a rozdělení optiky, vývoj názorů na podstatu světla, rychlost šíření světla a
přehled metod jejího měření.
2.
Podstata a vznik elektromagnetického vlnění, generace makroskopickými a mikroskopickými
oscilátory, vyzařovací diagram dipólu, základní druhy elektromagnetických vln.
3.
Základní veličiny elektromagnetismu, Maxwellovy rovnice, zákon zachování energie, modely
pro makroskopický popis materiálového prostředí (prostředí bez paměti a s pamětí),
materiálové vztahy a charakteristické makroskopické veličiny optických prostředí,
klasifikace optických prostředí.
4.
Odvození vlnové a Helmholtzovy rovnice pro šíření elektromagnetického záření v homogenním
izotropním dielektriku, řešení vlnové rovnice, fázová a grupová rychlost, harmonická postupná vlna,
rovinná a sférická postupná vlna.
5.
Polarizace rovinné elektromagnetické monochromatické vlny, polarizační elipsa, lineární, kruhová a
eliptická polarizace, popis pomocí Jonesova vektoru, rozklad polarizačního stavu do báze ortogonálních
polarizačních stavů.
6.
Absorpce elektromagnetických vln ve vodivých prostředích, slabě a silně absorbující prostředí, skinová hloubka,
Lorentzova mikroskopická teorie absorpce v dielektrických prostředích, Lambertův zákon absorpce.
7.
Makroskopická a mikroskopická představa materiálové disperze, metodika nalezení vztahu mezi makroskopickými
a mikroskopickými materiálovými charakteristikami (Lorentz-Lorenzova rovnice) a komplexního indexu lomu,
oblasti disperzní křivky (normální a anomální disperze), charakteristiky disperzních prostředí (charakteristická
disperze, Abbeovo číslo), Cornuův-Hartmanův interpolační vzorec a jeho užití.
8.
Podstata a klasifikace rozptylu elektromagnetického záření, oblast použití a vlastnosti Rayleighovy a Mieovy teorie
rozptylu.
9.
Teorie odrazu a lomu elektromagnetických vln na rozhraní dvou homogenních izotropních dielektrik, metodika
odvození zákona lomu a Fresnelových vztahů, energetické a fázové poměry při odrazu a lomu, úplný odraz,
kolmý dopad a dopad pod Brewsterovým úhel, vlastnosti odrazu na rozhraní mezi dielektrikem a kovem.
10.
Popis a klasifikace anizotropních dielektrických prostředí (dvouosé krystaly, pozitivní a negativní jednoosé krystaly),
šíření rovinné elektromagnetické vlny anizotropním prostředím, elipsoid indexu lomu, dvojlom.
11.
Realizace polarizátorů selektivní absorpcí, odrazem a dvojlomem, realizace fázových destiček, transformace
polarizačního stavu rovinné elektromagnetické vlny pomocí půlvlnné a čtvrtvlnné fázové destičky.
12.
Optická aktivita látek, vlastnosti a popis pomocí kruhového dvojlomu, Faradayův jev, vlastnosti a využití.
13.
Podstata interference světla, konstruktivní a destruktivní interference, podmínky interference monochromatických
a kvazimonochromatických světelných vln, míry časové a prostorové koherence, koherenční čas, koherenční
délka, koherenční šířka, koherenční plocha a koherenční objem, viditelnost interferenčního pole.
14.
Statistické míry koherence, komplexní funkce vzájemné koherence, vzájemná intenzita, komplexní stupeň
koherence, stupeň koherence.
15.
Interference dvou částečně koherentních světelných vln, interferenční zákon a jeho interpretace.
16.
Metody získání dvou koherentních světelných vln dělením vlnoplochy a dělením amplitudy
(Youngova metoda, Billetova dvojčočka, Fresnelův dvojhranol, Lloydovo zrcadlo, optický dělič).
17.
Aplikace dvousvazkové interference, interference v planparalelní a klínové vrstvě, podmínky vzniku Fizeauových
a Haidingerových interferenčních proužků, interferometrická kontrola optických ploch.
18.
Dvousvazkové optické interferometry, měření pomocí Michelsonova interferometru.
19.
Popis mnohosvazkové interference pro konečný a nekonečný počet koherentních vln, závislost intenzity
na fázovém rozdílu interferujících vln, maximální intenzita.
20.
Realizace mnohosvazkové interference pomocí odrazů v tenké vrstvě, podmínky pro vytvoření odrazné
a protiodrazné vrstvy, extrémní hodnoty odrazivosti, realizace optických tenkých vrstev a jejich využití
v praxi.
21.
Podstata a projevy difrakce světla, popis pomocí Huygensova-Fresnelova principu, Fresnelova a Fraunhoferova difrakce.
22.
Experimentální podmínky pro pozorování Fraunhoferovy difrakce, Fraunhoferova difrakce na kruhovém a
obdélníkovém otvoru, vliv difrakce na rozlišovací mez zobrazovacích soustav, princip optické holografie.
23.
Fermatův princip a základní zákony geometrické optiky, světelné paprsky a jejich šíření v homogenních
a nehomogenních prostředích.
24.
Průchod paprsků nezobrazovacími optickými prvky (hranol, klín, planparalelní destička, optický vlnovod).
25.
Zobrazení z hlediska paprskové optiky, základní pojmy a vlastnosti paraxiálního zobrazení, optické
zobrazovací prvky, optické vady a způsoby jejich odstranění.
26.
Omezení paprskových svazků v optických soustavách, základní typy vizuálních optických přístrojů (lupa, dalekohled,
mikroskop).
Studijní literatura
1. J. Pospíšil: Základy optiky I. Část A a B, UP Olomouc 1983, skriptum.
2. J. Pospíšil: Základy vlnové optiky, Část A a B, UP Olomouc 1990, skriptum.
3. J. Kuběna: Úvod do optiky, MU Brno 1994, skriptum.
4. A. Štrba, Všeobecná fyzika3-Optika, Alfa Bratislava a SNTL Praha 1979.
5. J. Fuka, B. Havelka: Optika, SPN 1961.
6. B.E.A. Saleh, M.C. Teich: Základy fotoniky, vyd. Mat.-fyz. fak. UK Praha 1994.
7. M. Born, E. Wolf: Principles of Optics, Pergamon Press, Oxford 1980.
|