Optyka i fale 0900-FG1-2OIF
Wykład (WYK) Rok akademicki 2018/19

Literatura zalecana:

J.Ginter, Fizyka fal, PWN Warszawa1993,

J.R.Meyer-Arendt, Wstęp do optyki; PWN Warszawa1977.

Sz.Szczeniowski, Fizyka doświadczalna, cz V, Optyka, PWN , Warszawa 1967.

A.Piekara, Nowe oblicze optyki, PWN Warszawa1976,

Encyklopedia Fizyki Współczesnej, PWN, Warszawa 1983.

F.C Crawford, Fale, PWN, Warszawa 1972.

J.Petykiewicz, Optyka falowa. PWN Warszawa 1986.

David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker,

Podstawy fizyki. Tom 4, PWN 2008

Literatura dodatkowa:

R.P.Feynman, R.B.Leighton, M.Sands, Feymana wykłady z fizyki –1.2. Optyka. Termodynamika. Fale, wyd. VI, PWN Warszawa 2007.

Andrzej Kajetan Wróblewski, Historia Fizyki, Wydawnictwo Naukowe PWN 2007

W.Bolton, Zarys fizyki, PWN Warszawa 1982.

G.Fowles, Introduction to modern optics, Dover Publications, 1989.

E.Hecht, A.Zajac, Optics, Addison –Wesley Publishing Company 1974

Student:

1. uzyskuje podstawową wiedzę w zakresie optyki,

2. nabywa zdolności do poszerzania wiedzy w zakresie optyki w oparciu o opanowany język i zakres pojęć,

3. rozumie i potrafi wytłumaczyć przebieg wybranych zjawisk z dziedziny optyki, wykorzystując poznane narzędzia ich opisu,

4. umie analizować proste problemy z zakresu optyki oraz znajdować ich rozwiązania w oparciu o uzyskaną wiedzę, wykonywać stosowne analizy ilościowe oraz formułować wnioski jakościowe,

5. umie ze zrozumieniem i krytycznie korzystać z zasobów literatury oraz zasobów Internetu w odniesieniu do problemów z optyki,

6. umie wykonywać proste doświadczenia z zakresu optyki oraz analizować ich wyniki,

7. umie objaśnić zasadę działania wybranych zestawów pomiarowych z optyki,

8. jest przygotowany do pogłębiania wiedzy i umiejętności w zakresie mechaniki kwantowej.

Egzamin z wykładu składa się z części pisemnej i ustnej, uwzględnia się znajomość efektów omawianych na wykładzie (zrozumienia pokazywanych eksperymentów) oraz wprowadzonych formalizmów do opisu wybranych zjawisk.

Optyka geometryczna – pomiary prędkości światła, prawa odbicia i załamania, zasada Fermata,

Całkowite wewnętrzne odbicie, światłowody, dyspersja światła

Zwierciadła sferyczne, soczewki cienkie

Optyka geometryczna - podstawowe przyrządy optyczne, soczewki grube, camera obscura

Drgania swobodne i wymuszone, równanie falowe, fale płaskie i kuliste, wektorowa natura fali elektromagnetycznej, prędkość fazowa i grupowa, efekt Dopplera, wzory Fresnela

Interferencja światła - doświadczenie Younga, interferometr Michelsona, interferencja światła przy wielokrotnym odbiciu

Długość spójności, spójność podłużna i poprzeczna, spójność czasowa i przestrzenna

Dyfrakcja światła na pojedynczej szczelinie, dyfrakcja Fresnela i Fraunhofera

Kryterium Raileigha, siatka dyfrakcyjna

Płytka strefowa Fresnela, opis matematyczny Fresnela-Kirchoffa

Falowy opis powstawania obrazu w mikroskopie, transformacje optyczne, filtracja przestrzenna, spektroskopia fourierowska

Holografia

Polaryzacja światła, prawo Malusa, formalizm wektorów Jonesa, ćwierćfalówka

Optyka ciała stałego, anizotropia optyczna, aktywność optyczna, magnetooptyczne efekty Faraday’a i Kerra

Optyka kwantowa - promieniowanie termiczne, wzór Plancka, widma atomowe, lasery, zjawisko fotoelektryczne

Studenci uczestniczą w wykładzie wzbogaconym o pokazy eksperymentów ilustrujących przekazywane treści. Są stymulowani do zadawania pytań i dyskusji. Część doświadczeń jest wykonywana z wykorzystaniem prostych systemów komputerowych wyposażonych w interfejsy do sterowanie eksperymentem oraz akwizycji wyników eksperymentalnych.