Podstawy fizyki 3 - Optyka - Instytut Fizyki AJD, Częstochowa

13.2-08-10-B/05
Kod przedmiotu
LICZBA PUNKTÓW ECTS
6
Nazwa przedmiotu
PODSTAWY FIZYKI 3 - OPTYKA
Jednostka prowadząca
Instytut Fizyki
Kierunek studiów
Fizyka, studia stacjonarne I-go stopnia, specjalność nanotechnologia
Rok, semestr,
formy zajęć i liczba godzin
Rok
Semestr
II
III
Formy zajęć
Wykł.
Konw. / Ćw.
30
30
Kierownik i realizatorzy
Wykład: dr hab. prof. AJD Arkadiusz Mandowski
Ćwiczenia: dr Anna Migalska - Zalas
Przedmioty wprowadzające i
wymagania wstępne
Fizyka i matematyka w zakresie gimnazjum i liceum
Ramowy program przedmiotu
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Lab.
Punkty
ECTS
Czym jest światło?
1.1. Światło jako fala elektromagnetyczna
1.2. Foton jako cząstka elementarna
1.3. Dualizm korpuskularno-falowy
1.4. Zakresy i właściwości fal elektromagnetycznych.
Historia optyki - od staroŜytności po czasy współczesne.
Fale elektromagnetyczne
3.1. Jak wytworzyć falę elektromanetyczną?
3.2. Rówanie falowe a równania Maxwella
3.3. Energia fal i wektor Poyntinga
3.4. Ciśnienie promieniowania.
Oddziaływanie fal elektromagnetycznych z materią.
4.1. Absorpcja; prawo Bougera-Lamberta-Beera:
4.2. Rozpraszanie Rayleigha. Błękit nieba i kolory Słońca.
4.3. Głębokość wnikania fal. Komunikacja z łodzią podwodną.
4.4. Absorpcja w układach biologicznych.
4.5. Dyspersja,
4.6. Lustra i metale
4.7. Ciśnienie światła
4.8. Polaryzacja i polaryzatory. Polaryzacja przez odbicie.
4.9. Rozszczepienie światła białego - wyjaśnienie zjawiska tęczy
Odbicie i załamanie światła.
5.1. Prawa odbicia i załamania
5.2. Całkowite wewnętrzne odbicie - kąt Brewstera.
5.3. Powstawanie obrazu; fatamorgana
5.4. Zasada Fermata
Zwierciadła i soczewki
6.1. Powstawanie obrazu w zwierciadle płaskim
6.2. Powstawanie obrazu w zwierciadłach sferycznych
6.3. Zwierciadła paraboloidalne i elipsoidalne - zastosowanie
6.4. Powstawanie obrazu w soczewkach skupiających
6.5. Powstawanie obrazu w soczewkach rozpraszających
Przyrządy optyczne
7.1. Lupa
7.2. Mikroskop
7.3. Luneta
7.4. Wady odwzorowania i ograniczenia przyrządów optycznych
Dyfrakcja i interferencja światła
8.1. Dyfrakcja na przeszkodzie
8.2. Zasada Huygensa
8.3. Interferencja - warunki wzmacniania i wygaszania fal
8.4. Warstwy antyodblaskowe - przekład wykorzystania interferencji
8.5. Siatki dyfrakcyjne
Dodatkowe rozdziały optyki
9.1. Generacja i detekcja światła
6
9.2.
9.3.
9.4.
9.5.
Forma zaliczenia zajęć
Metoda dydaktyczna
Literatura podstawowa
Literatura uzupełniająca
Podstawowe przyrządy optyczne
Czym jest luminescencja?
Przykłady zastosowań
Pomiary optyczne - metody badań i elementy wyposaŜenia laboratorium
- detektory, światłowody, lasery
Zaliczenie przedmiotu: egzamin ustny
Wykład z wykorzystaniem prezentacji multimedialnych; część materiałów do
wykładu dostępna w internecie. Pokazy doświadczalne dla studentów.
1. David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker, Podstawy fizyki. T.4,
PWN 2007
2. J. R. Meyer-Arendt, Wstęp do optyki, PWN 1977
3. Charles Kittel, Wstęp do fizyki ciała stałego, PWN 1999
1. Richard P. Feynman, Robert B. Leighton, Matthew Sands, Feynmana
wykłady z fizyki. T. 1-3, PWN 2007
2. Jan Godlewski, Generacja i detekcja promieniowania optycznego, PWN
1997
3. Tablice fizyczno-astronomiczne, Adamantan 2004
4. Paul Suppan, Chemia i światło, PWN 1997
5. Mark Fox, Optical properties of solids, Oxford University Press 2001