Optics and Waves

General data

Course ID:	0900-FS1-2OIF
Erasmus code / ISCED:	13.202 Kod klasyfikacyjny przedmiotu składa się z trzech do pięciu cyfr, przy czym trzy pierwsze oznaczają klasyfikację dziedziny wg. Listy kodów dziedzin obowiązującej w programie Socrates/Erasmus, czwarta (dotąd na ogół 0) – ewentualne uszczegółowienie informacji o dyscyplinie, piąta – stopień zaawansowania przedmiotu ustalony na podstawie roku studiów, dla którego przedmiot jest przeznaczony. / (0533) Physics The ISCED (International Standard Classification of Education) code has been designed by UNESCO.
Course title:	Optics and Waves
Name in Polish:	Optyka i fale
Organizational unit:	Faculty of Physics
Course groups:
ECTS credit allocation (and other scores):	(not available) Basic information on ECTS credits allocation principles: the annual hourly workload of the student’s work required to achieve the expected learning outcomes for a given stage is 1500-1800h, corresponding to 60 ECTS; the student’s weekly hourly workload is 45 h; 1 ECTS point corresponds to 25-30 hours of student work needed to achieve the assumed learning outcomes; weekly student workload necessary to achieve the assumed learning outcomes allows to obtain 1.5 ECTS; work required to pass the course, which has been assigned 3 ECTS, constitutes 10% of the semester student load. view allocation of credits
Language:	Polish
Type of course:	obligatory courses
Short description:	(in Polish) Celem przedmiotu (realizowanego w formie wykładu, konwersatorium oraz laboratorium) jest zapoznanie studentów z podstawami optyki geometrycznej oraz fizyki fal oraz z formalizmami związanymi z opisem światła spolaryzowanego oraz z propagacją fali elektromagnetycznej w materii. Studenci mają możliwość zapoznania się z tymi zjawiskami poprzez ich prezentacje na wykładzie oraz w trakcie własnoręcznie wykonanych doświadczeń w laboratorium. Wykład jest ilustrowany materiałami multimedialnymi. Na konwersatorium wykonywane są ćwiczenia rachunkowe umożliwiające jakościową i ilościową analizę praw i zjawisk z optyki i fal.
Full description:	(in Polish) Profil studiów: ogólnoakademicki Forma studiów: stacjonarne Rodzaj przedmiotu: obowiązkowy (Moduł 1: Podstawy fizyki) Dziedzina i dyscyplina nauki: Dziedzina nauk ścisłych i przyrodniczych, Dyscyplina nauki fizyczne Rok studiów/semestr: 2 rok/ 4 semestr Wymagania wstępne: Elementy podstaw fizyki (elektryczność i magnetyzm - równania Maxwella) oraz matematyki (elementy rachunku różniczkowego i całkowego) Liczba godzin zajęć dydaktycznych 105 godzin : wykład - 30, konwersatorium -45, laboratorium - 30 godz. Metody dydaktyczne: wykład, pokaz, ćwiczenia rachunkowe, laboratorium, dyskusja, konsultacje, Punkty ECTS: 10 Bilans nakładu pracy studenta: udział w zajęciach (wykłady - 30, konwersatorium - 45 laboratorium - 30 godz.) udział w konsultacjach (15 godz.), praca własna w domu i przygotowanie do zaliczeń oraz egzaminu. Wskaźniki ilościowe: nakład pracy studenta związany z zajęciami wymagającym bezpośredniego udziału nauczyciela - 6.0 ECTS. Zakres tematów: 1. Optyka geometryczna – pomiary prędkości światła, prawa odbicia i załamania, zasada Fermata. 2. Całkowite wewnętrzne odbicie, światłowody, dyspersja światła. 3. Zwierciadła sferyczne, soczewki cienkie. 4. Optyka geometryczna - podstawowe przyrządy optyczne, soczewki grube, camera obscura. 5. Drgania swobodne i wymuszone, równanie falowe, fale płaskie i kuliste, wektorowa natura fali elektromagnetycznej, prędkość fazowa i grupowa, efekt Dopplera, wzory Fresnela. 6. Interferencja światła - doświadczenie Younga, interferometr Michelsona, interferencja światła przy wielokrotnym odbiciu. 7. Długość spójności, spójność podłużna i poprzeczna, spójność czasowa i przestrzenna. 8. Dyfrakcja światła na pojedynczej szczelinie, dyfrakcja Fresnela i Fraunhofera. 9. Kryterium Raileigha, siatka dyfrakcyjna. 10. Płytka strefowa Fresnela, opis matematyczny Fresnela-Kirchoffa. 11. Falowy opis powstawania obrazu w mikroskopie, transformacje optyczne, filtracja przestrzenna, spektroskopia fourierowska. 12. Holografia 13. Polaryzacja światła, prawo Malusa, formalizm wektorów Jonesa, ćwierćfalówka. 14. Optyka ciała stałego, anizotropia optyczna, aktywność optyczna, magnetooptyczne efekty Faraday’a i Kerra. 15. Optyka kwantowa - promieniowanie termiczne, wzór Plancka, widma atomowe, lasery, zjawisko fotoelektryczne.
Bibliography:	Samuel J. Ling, Jeff Sanny, William Moebs, University PhysicsI, (2018) Katalyst Education, OpenStax G.Fowles, Introduction to modern optics, Dover Publications, 1989. E.Hecht, A.Zajac, Optics, Addison –Wesley Publishing Company 1974
Learning outcomes:	Student: 1. Learns the basic knowledge in the optics and wave field, 2. Gets power to broaden his knowledge in the optics and wave field on the base on the possessed language and range of notion. 3. Understands and is able to explain selected effects in the optics and wave field, using learnt tools for its description. 4. Can analyse simple problems in the optics and wave field and can find solution on the base of the possessed knowledge, as well as is able to make proper quantitaive analysis and to formulate qualitative conclusions. 5. Is able to use both the stocks of literatures and and stock of internet with apprehension and critically, in respect to problem in the optics and wave field. 6. Can execute simple experiments in the optics and wave field and can analyse obtained results. 7. Deepens the ability of cooperation in laboratory team, participating as either executive or manager of an experiment. 8. Deepens the ability of managing of work of laboratory team and accepting of the liability of the results of its operation. 9. Can explain the principle of operation of selected experimental set-ups in the optics and wave field. 10. Is ready to deepen the knowledge and abilities in the quantum mechanics field.
Assessment methods and assessment criteria:	Lecture: Students take part in lectures including experiental demonstrations. Students are stimuklated to ask questions and to disccuss. At the end, there is an examination, which consists of both written and oral parts.

This course is not currently offered.

Course descriptions are protected by copyright.
Copyright by University of Bialystok.