You are hereSZZ3O

SZZ3O


Course: Electricity and Magnetism, Optics

Department/Abbreviation: OPT/SZZ3O

Year: 2021

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

Annotation: Demonstrate knowledge of electromagnetism and optics.

Course review:
1. Elektrostatické pole ve vakuu. Coulombův zákon. Intenzita pole, elektrický potenciál, elektrické napětí. Gaussova elektrostatická věta. Elektrické pole nabitého vodiče, elektrostatická indukce, kapacita osamoceného vodiče. 2. 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. 3. Stejnosměrný elektrický proud a hustota proudu. Odpor a vodivost vodičů. Ohmův zákon v diferenciálním a integrálním tvaru. 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. 4. 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. 5. Elektromagnetická indukce. Faradayův zákon, Lenzovo pravidlo. Vlastní a vzájemná indukčnost vodičů. Vznik a vlastnosti střídavého elektrického proudu, obvody střídavého elektrického proudu. Výkon střídavého proudu. Efektivní hodnota proudu. Transformace. Kmitavé a rezonanční obvody, přechodové děje, skin efekt. 6. Maxwellovy rovnice, materiálové vztahy, hraniční podmínky. Elektrostatické, magnetostatické, stacionární a nestacionární pole. Vznik elektromagnetických vln. Vlnová rovnice. Vlny ve vakuu a v dielektriku. Vlny v homogenním, ztrátovém a anizotropním prostředí. 7. Vlastnosti optického záření. Rozdělení optických prostředí. Průchod světla rozhraním dielektrik, zákon lomu a odrazu, speciální případy Fresnelových vztahů, metody měření indexu lomu. Absorpce a disperze, fázová a grupová rychlost. Vznik duhy, rozklad světla hranolem a mřížkou, princip spektrálních přístrojů. 8. Paprsková představa světla, Fermatův princip, eikonálová rovnice. Paraxiální zobrazování, maticová optika. Metody měření ohniskové vzdálenosti. Omezení paprsků v optických systémech, optické vady, základní optické přístroje (lupa, mikroskop, dalekohled). Šíření paprsků nehomogenním prostředím, gradientní optika. 9. Dvousvazková interference, Youngův pokus. Základní typy interferometrů, využití interference v metrologii. Mnohosvazková interference, reflexní a antireflexní vrstvy. Princip a využití optické holografie. Základní pojmy teorie koherence, podmínky interference světla, prostorová a časová koherence. 10. 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. 11. Polarizace světla, základní polarizační stavy, polarizační elipsa, Jonesův vektor. Metody vytváření polarizovaného světla. Brewsterův úhel. Malusův zákon, využití optických polarizačních prvků. Vlastnosti a využití anizotropních materiálů. Optická aktivita látek.