Serwisy internetowe Uniwersytetu Warszawskiego | USOSownia - uniwersyteckie forum USOSoweNie jesteś zalogowany | zaloguj się
katalog przedmiotów - pomoc

Podstawy fizyki IV

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 1100-2Ind03 Kod Erasmus / ISCED: 13.202 / (0533) Fizyka
Nazwa przedmiotu: Podstawy fizyki IV
Jednostka: Wydział Fizyki
Grupy:
Punkty ECTS i inne: (brak)
zobacz reguły punktacji
Język prowadzenia: polski
Skrócony opis:

Ostatni z cyklu 4 wykładów Podstaw Fizyki dla studentów studiów indywidualnych na Wydziale Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego. Znakomita większość wykładu dotyczy optyki, pod jego koniec omawiane są wybrane zagadnienia z fizyki kwantowej.

Pełny opis:

Wykład kursowy należący do kategorii "wstęp do fizyki". Jego naczelnym celem jest zapoznane słuchaczy z podstawami optyki geometrycznej, falowej oraz elektromagnetyzmu w zakresie dotyczącym promieniowania elektromagnetycznego. Ponadto, wprowadzamy także elementy fizyki kwantowej: kwantyzacja pola EM, budowa atomu, wzmacnianie światła, lasery.

Program:

1. Fale: równanie falowe, fronty falowe, prędkość fazowa, prędkość grupowa, fala płaska, sferyczna, cylindryczna.

2. Fale elektromagnetyczne (EM); równania Maxwella, prędkość światła, gęstość energii, przepływ energii i pęd fali EM, efekt Dopplera, źródła fal EM, promieniowanie drgającego dipola, detektory fal EM, propagacja w dielektrykach, model Lorentza na współczynnik załamania, fale EM w przewodnikach, widmo fali, widzenie barwne, barwy czyste i mieszane.

3. Odbicie i załamanie światła; lustro, granica pomiędzy dielektrykami, zasada Fermata, wzory Fresnela, kąt Brewstera, całkowite wewnętrzne odbicie, falowody.

4. Optyka geometryczna; eikonał, propagacja w ośrodku z gradientem współczynnika załamania, owale Kartezjusza, sferyczna granica pomiędzy dielektrykami, przybliżenie przyosiowe, cienka soczewka, układy gaussowskie i ich opis macierzami ABCD, punkty kardynalne układu soczewkowego, apertury, aberracje układów soczewkowych, przyrządy soczewkowe.

5. Superpozycja fal EM, interferometry, powłoki dielektryczne, siatka dyfrakcyjna, pryzmat, interferencja w dziedzinie czasu - impulsy, wiązka gaussowska.

6. Dyfrakcja światła: konstrukcja Huyghensa, całka Fresnela-Kirchoffa, całka Sommerfelda, przybliżenie Fraunhofera, przybliżenie Fresnela, optyka fourierowska, zdolność rozdzielcza układów obrazujących.

7. Dwójłomność: fala zwyczajna i nadzwyczajna, polaryzatory krystaliczne, płytki falowe

8. Polaryzacja fali EM, formalizm Jonesa, wektor Stokesa, sfera Poincare, polaryzacja częściowa.

9. Modulacja światła, efekty: elastooptyczny, elektrooptyczny, Kerra, Faradaya.

10. Rozpraszanie światła; Rayleigha, Mie, Ramana, luminescencja, fluorescencja, fosforescencja.

11. Optyka nieliniowa; nieliniowa polaryzacja ośrodka, dopasowanie fazowe.

12. Elementy fizyki kwantowej; kwantyzacja promieniowania EM; efekt fotoelektryczny, własności fotonu, statystyka Poissona, interferencja z pojedynczymi fotonami, stan koherentny, interferencja 2 fotonów, kryptografia kwantowa, promienie katodowe i anodowe, fale materii, równanie Schrodingera, doświadczenia Rutherforda i Francka-Hertza, kwantowy moment pędu, atom wodoru, procesy radiacyjne w atomach, współczynniki Einsteina, wzmocnienie światła, nasycenie wzmocnienia, laser, niektóre zastosowania laserów.

Wymagania wstępne: Podstawy Fizyki I-III lub równoważny kurs fizyki, kurs algebry i analizy matematycznej (1100-1Ind01, 1100-1Ind02, 1100-1Ind03, 1100-1Ind05, 1100-1Ind06, 1100-1Ind07, 1100-2Ind01).

Obecność na zajęciach obowiązkowa.

Zaliczenie ćwiczeń (warunek dopuszczenia do egzaminu) - nie mniej niż 50% punktów z kolokwiów.

Egzamin: pisemny i ustny.

Opis sporządził Czesław Radzewicz, czerwiec 2009.

Literatura:

1. U. Hecht, Optics, Pearson Edacation, Inc, 2002

2. R. Feynman, Feynmana Wykłady z Fizyki, Wydawnictwo Naukowe PWN, 2007.

3. C. A. Bennet, Priciples of Physical Optics, John Wiley & sons, Inc, 2008

4. J. Petykiewicz, Optyka Falowa, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1986.

5. H. Haken, H. C. Wolf, Atomy i kwanty, Wydawnictwo Naukowe PWN, 1997

Przedmiot nie jest oferowany w żadnym z aktualnych cykli dydaktycznych.
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Warszawski.