Geometrická optika (FSI-TGO)

Akademický rok 1999/2000
Garant: prof. RNDr. Miroslav Liška, DrSc.  
Garantující pracoviště: ÚFI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Cílem kursu je seznámit studenty (z pohledu geometrické optiky) se zá-
kladními vlastnostmi optických materiálů, vztahy na rozhraní opticky
isotropních prostředí a vlastnostmi reálných optických prvků a jejich
kombinací. Úkolem kursu je aplikace těchto základních znalostí geometric-
ké optiky při řešení a konstrukci optických přístrojů.
Výstupy studia a kompetence:
Absolvování kursu geometrické optiky dá studentům základní znalosti pot-
řebné pro návrh a orientační výpočet soustav optických prvků. V rámci
cvičení budou studenti řešit výpočty reálných optických soustav se zamě-
řením na jejich možné praktické využití.
Prerekvizity:
 
Obsah předmětu (anotace):
Základní zákony geometrické opiky. Index lomu prostředí, disperze optic-
kých materiálů. Fermatův princip - odvození zákona lomu a odrazu na roz-
hraní dvou isotropních prostředí. Planparalelní destička, optický klín,
hranol pro lom - minimální deviace. Lom nakulové ploše, průchod paprsku
soustavou kulových ploch, její významné body a roviny, definice ohiskové
vzdálenosti a zvětšení. Čočka tlustá (tenká), zobrazovací rovnice, sous-
tava čoček, její řešení. Fresnelový rovnice pro odraz - totální odraz,
Brewsterův úhel. Zobrazení zrcadly. Zobrazení bodů prostoru v jedné ro-
vině s tolerovanou neostrostí. Omezení paprskových svazků v optické
soustavě - základní charakteristiky optické soustavy. Vady optických
soustav, jejich rozdělení a způsob jejich výpočtu, Herschelovy a Abbéovy
podmínky.
Metody vyučování:
 
Způsob a kritéria hodnocení:
Zápočet: alespoň 75% účast ve cvičeních, absolvování tří předem ohláše-
ných písemných testů.
Zkouška: písemná
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
 
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  14 × 2 hod. nepovinná                  
    Cvičení odborného základu  7 × 2 hod. povinná                  
    Laboratorní cvičení  7 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. Základní zákony geometrické optiky,index lomu isotropního prostředí,
vliv tlaku a teploty na index lomu světla ve vzduchu, střední disper-
ze, Abbéovo číslo, tabulky optických skel.
2. Fermatův princip, odvození zákona lomu a odrazu z Fermatova principu.
3. Reálné optické prvký - planparalelní destička, optický klín, hranol
pro lom - minimální deviace.
4. Lom na kulové ploše obecně a v paraxiálním prostoru.
5. Průchod paprsku soustavou sférických ploch.
6. Základní body (roviny) soustavy kulových ploch, ohnisková vzdálenost
soustavy, zvětšení příčné a úhlové.
7. Čočka tlustá a tenká, chod charakteristických paprsků.
8. Zobrazovací rovnice, jejich vyjádření.
9. Fresnelovy rovnice pro odraz polarizovaného světla - totální odraz,
Brewsterův úhel.
10. Zobrazení zrcadly a jejich soustavou.
11. Omezení paprskových svazků v optické soustavě, základní charakteris-
tika optické soustavy.
12. - 14. Optické vady zobrazovacích soustav - rozdělení a popis, způsob
výpočtu a korekce, Herschelova podmínka, Abbého sinové podmínky.
    Cvičení odborného základu V každém cvičení se řeší příklady na předem přednesená témata.
    Laboratorní cvičení  
Literatura - základní:
1. Fuka, J. - Havelka, B.: Optika a atomová fyzika I
2. Havelka, B.: Geometrická optika I
3. Hafekorn, H. - Richter, W.: Synthese optischer systeme I
Literatura - doporučená:
1. Fuka, J. - Havelka, B.: Optika a atomová fyzika I
2. Baudyš, A.: Technická optika
3. Šikula, J. - Liška, M. - Vašina, P.: Fyzika II
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
M2301-5 prezenční studium Přesná mechanika a optika -- zá,zk 5 Povinný 2 1 Z
M2301-5 prezenční studium Fyzikální inženýrství -- zá,zk 5 Povinný 1 3 Z