You are hereSZOA3

SZOA3


Předmět: Elektřina a magnetizmus, optika

Katedra/Zkratka: OPT/SZOA3

Rok: 2018

Garant: 'prof. RNDr. Miloslav Dušek, Dr.'

Anotace: Prokázat znalosti z elektromagnetismu a optiky

Přehled látky:
Elektrostatické pole ve vakuu. Coulombův zákon. Elektrostatické pole, intenzita, elektrický potenciál, siločáry. Gaussova elektrostatická věta. Elektrické pole nabitého vodiče, elektrostatická indukce, kapacita osamoceného vodiče. Elektrostatické pole v dielektriku. Vektor polarizace, dielektrická susceptibilita a relativní permitivita. Vektor elektrické indukce, zobecněná Gaussova věta. Vektory E a D na rozhraní dvou dielektrik. Dielektrické materiály. Energie elektrostatického pole. Ustálený stejnosměrný elektrický proud a hustota proudu. Ohmův zákon v diferenciálním a integrálním tvaru. Odpor a vodivost vodičů. Elektromotorické napětí. Kirchhoffovy zákony, elektrický obvod. Práce a výkon elektrického proudu. Vedení ustáleného elektrického proudu v kovech, v elektrolytech, v plynech, ve vakuu a v polovodičích. Stacionární magnetické pole. Vektor magnetické indukce a magnetické intenzity. Magnetický indukční tok. Laplaceův zákon. Síly působící v magnetickém poli na pohybující se elektrický náboj a na elektrický proud ve vodiči. Vliv prostředí na magnetické pole. Elektromagnetická indukce. Faradayův zákon, Lenzovo pravidlo. Vlastní a vzájemná indukčnost vodičů. Vznik a vlastnosti střídavého elektrického proudu, obvody střídavého elektrického proudu. Výkon střídavého proudu. Transformace. Kmitavé a rezonanční obvody, přechodové děje, skin efekt. Maxwellovy rovnice, materiálové vztahy, hraniční podmínky. Elektrostatické, magnetostatické, stacionární, kvasistacionární a nestacionární pole. Elektromagnetické vlny. Vznik elektromagnetických vln. Oscilující dipól. Vlny ve vakuu, dielektriku, homogenním, ztrátovém a anizotropním prostředí. Ohyb, odraz a lom vln na rozhraní dvou prostředí. 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, rozklad světla hranolem a mřížkou, princip spektrálních přístrojů. Průchod světla rozhraním dielektrik, zákon lomu a odrazu, speciální případy Fresnelových vztahů. Paprsková představa světla, Fermatův princip, eikonálová a paprsková rovnice a jejich použití, šíření paprsků nehomogenním prostředím, atmosférická refrakce a fata morgána, gradientní optika. Průchod paprsků nezobrazovacími optickými prvky (optický klín, hranol, vlákno). Princip paraxiálního zobrazování, použití maticové optiky, metody měření ohniskové vzdálenosti. Omezení paprsků v optických systémech, klasifikace optických vad, základní optické přístroje (lupa, mikroskop, dalekohled). Základní pojmy teorie koherence, podmínky interference světla, prostorová a časová koherence. Dvousvazková interference, interferenční zákon, Youngův pokus. Využití dvousvazkové interference v metrologii, základní typy interferometrů. Princip a využití mnohosvazkové interference, reflexní a antireflexní vrstvy. Princip a využití optické holografie. Ohyb světla. Fraunhoferův ohyb na štěrbině a kruhovém otvoru. Rozlišovací mez optických přístrojů, využití ohybu světla na mřížce. Využití Fourierovy transformace pro popis šíření světla, optická realizace Fourierovy transformace, prostorová filtrace světla. 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. Fyzikální základy fotoniky Lasery, zdroje a detektory záření. Základy nelineární optiky, elektrooptiky a akustooptiky, optického sdělování, holografie a optického zpracování informace, vlnovodné, vláknové a integrované optiky.