Předmět Elektřina, magnetismus a optika (OPT / SZZL3)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu OPT / SZZL3 - Elektřina, magnetismus a optika, Přírodovědecká fakulta, Univerzita Palackého v Olomouci (UP).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Obsah

1.Elektrostatické pole ve vakuu, zákon Coulombův, intenzita, potenciál, napětí, potenciální energie, siločáry a ekvipotenciální plochy. Gaussova elektrostatická věta. Elektrické pole nabitého vodiče, elektrostatická indukce, kapacita osamoceného vodiče.2.Elektrostatické pole v dielektriku - polarizace dielektrika, vektor polarizace, dielektrická susceptibilita a relativní permitivita. Vektor elektrické indukce, zobecněná Gaussova věta. Vektory E a D na rozhraní dvou dielektrik. Energie elektrostatického pole.3.Ustálený stejnosměrný elektrický proud. Elektrický proud a hustota proudu. Ohmův zákon, odpor a vodivost vodičů. Elektromotorické napětí. Kirchhoffovy zákony, elektrický obvod.4.Práce a výkon elektrického proudu. Elektrický proud v kovech, v elektrolytech, v plynech a ve vakuu, v polovodičích. Fyzikální principy moderních elektronických prvků.5.Stacionární magnetické pole. Vektor magnetické indukce a magnetické intenzity. Magnetický indukční tok. Laplaceův zákon. Síly působící v magnetickém poli na elektrický náboj a el. proud ve vodiči. Vliv prostředí na magnetické pole.6.Elektromagnetická indukce. Faradayův zákon, Lenzovo pravidlo. Vlastní a vzájemná indukčnost vodičů. Vznik a vlastnosti střídavého elektrického proudu, základní obvody střídavého elektrického proudu a jejich řešení. Výkon střídavého proudu, transformace střídavého proudu.7.Kmitavé obvody, vznik elektromagnetických vln, Maxwellovy rovnice a jejich fyzikální interpretace. Šíření elektromagnetických vln ve vakuu a v homogenním izotropním dielektriku. Rezonanční obvody.8.Maxwellova teorie elektromagnetického pole. Maxwellovy rovnice, elektromagnetické pole ve vakuu a v látkovém prostředí. Elektrostatické a magnetostatické pole. Stacionární a nestacionární pole.9.Elektromagnetické vlny. Elektromagnetické vlny v bezztrátovém a ztrátovém prostředí. Šíření vln v anizotropním prostředí. Ohyb, odraz a lom vln na rozhraní dvou prostředí.10.Optické záření, vlastnosti a využití UV, viditelného a IR záření, zdroje nekoherentního záření. Rozdělení optických prostředí, vlastnosti a využití anizotropních materiálů. Fázová a grupová rychlost, metody měření indexu lomu. Rozptyl, absorpce a disperze, vznik duhy, princip spektrálních přístrojů. Průchod světla rozhraním dielektrik, zákon lomu a odrazu, speciální případy Fresnelových vztahů.11.Paprsková představa světla, Fermatův princip, eikonálová a paprsková rovnice a jejich použití, šíření paprsků nehomogenním prostředím, gradientní optika. Průchod paprsků nezobrazovacími optickými prvky (optický klín, hranol, vlákno). Princip, základní pojmy a použití paraxiálního zobrazování, metody měření ohniskové vzdálenosti. Omezení paprsků v optických systémech, základní optické přístroje (lupa, mikroskop, dalekohled).12.Základní pojmy teorie koherence, podmínky interference světla, prostorová a časová koherence. Dvousvazková interference, interferenční zákon, Youngův pokus. Interference v metrologii, základní typy interferometrů. Mnohosvazkové interference, reflexní a antireflexní vrstvy. Optické holografie.13.Ohyb světla, rozdělení ohybových jevů, projevy Fraunhoferova ohybu světla na štěrbině a kruhovém otvoru. Rozlišovací mez optických přístrojů, ohyb světla na mřížce. Využití Fourierovy transformace pro popis šíření a ohybu světla.14.Polarizace světla, základní polarizační stavy, polarizační elipsa, Jonesův vektor. Metody vytváření polarizovaného světla (odraz, dvojlom, dichroismus, rozptyl), optická aktivita látek. Malusův zákon, využití optických polarizačních prvků.15.Radiometrie a fotometrie. Základní veličiny a jejich vztahy, jednotky, fotometrická měření. Základy detekce a dozimetrie ionizujícího záření.16.Fyzikální základy fotoniky, lasery, zdroje a detektory. Základy statistické a fotonové optiky, nelineární optiky, elektrooptiky a akustooptiky, optického sdělování, holografie a optického zpracování informace, vlnovodné, vláknové a integrované optiky.

Získané způsobilosti

Studenti prokáží komplexní znalost elektřiny a magnetismu a optiky.

Literatura

Čičmanec, P. Elektrina a magnetizmus. Alfa Bratislava, 1980. Záhejský, J. Elektřina a magnetismus. VUP Olomouc, 2002. Sedlák, B., Štoll, I. Elektřina a magnetizmus, Praha Karolinum 1993. Halliday, D., Resnick, R., Walker, J. Fyzika (díl 3), VUTIUM, Prométheus 2000. Fuka, J.; Havelka, B. Optika. SPN, Praha, 1961. Malý, P. Optika , Karolinum, 2008. Čechová, M., Vyšín, I. Teorie elektromagnetického pole. UP Olomouc, 1998. Štrba, A. Všeobecná fyzika 3 - Optika. Alfa Bratislava a SNTL Praha, 1980. Saleh B.E.A., Teich M.C. Základy fotoniky (díl 1-4), (česky překlad "Fundamentals of Photonics", J. Wiley&Sons, Inc., New York). Matfyzpress, UK Praha, 1994.

Požadavky

Student musí prokázat široký přehled v daných tématech a schopnost diskutovat o těchto tématech v širších souvislostech.

Garant

doc. Mgr. Jaromír Fiurášek, Ph.D.