Optika

Druhé, přepracované vydání základní vysokoškolské učebnice, určené zejména studentům obecné fyziky, přináší ucelený přehled a výklad klasické (nekvantové) optiky. Kniha by měla být zevrubným úvodem do dalšího studia optiky a zároveň zdrojem informací pro studenty, kteří se v budoucnu budou věnovat jiným oborům, na nichž se již optika dále nevyučuje. Text se věnuje nejen obvyklým oblastem (elektromagnetická povaha světla, geometrická a přístrojová optika, ohyb a interference světla, koherence světla), ale zahrnuje také, i když někdy jen stručně, některá témata z modernější optiky (fourierovská optika, vláknová optika, laserová fyzika, nelineární optika). Oproti předchozímu vydání byl především rozšířen výklad gaussovských svazků a doplněn odstavec uvádějící základy optické spektroskopie.

Úvod

1 Světlo jako elektromagnetické vlny
1.1 Spektrum elektromagnetických vln
1.2 Vlnová rovnice
1.3 Rovinné vlny
1.3.1 Obecná rovinná světelná vlna
1.3.2 Harmonická rovinná světelná vlna
1.4 Princip superpozice
1.5 Komplexní reprezentace
1.6 Intenzita světla
1.7 Kulové vlny
1.8 Šíření světla ve vodivém prostředí

2 Polarizace světla rovinné monochromatické vlny
2.1 Lineární, kruhová a eliptická polarizace světla
2.2 Maticový popis polarizace světla

3 Odraz a lom světla na rovinném rozhraní dvou prostředí

4 Kvazimonochromatické elektromagnetické vlny
4.1 Spektrální rozklad světla
4.2 Grupová rychlost světla

5 Interference světla
5.1 Dvojsvazková interference
5.1.1 Interference dvou rovinných světelných vln
5.1.2 Youngův experiment
5.1.3 Další příklady dvojsvazkové interference - dělení vlnoplochy
5.1.4 Další příklady dvojsvazkové interference - dělení amplitudy
5.1.4.1 Michelsonův interferometr
5.1.4.2 Interference na dielektrických vrstvách
5.1.4.2.1 Proužky stejného sklonu
5.1.4.2.2 Proužky stejné tlouštky
5.1.4.2.3 Antireflexní vrstvy
5.2 Mnohosvazková interference

6 Koherence světla
6.1 Úvod do skalární teorie koherence
6.2 Polarizace světla

7 Holografie

8 Difrakce světla
8.1 Fraunhoferova difrakce
8.1.1 Fraunhoferova difrakce na štěrbině
8.1.2 Difrakce na obdélníkovém otvoru
8.1.3 Difrakce na kruhovém otvoru
8.1.4 Fraunhoferova difrakce na řadě štěrbin
8.2 Fresnelova difrakce
8.2.1 Babinetův princip
8.2.2 Názorná formulace rozdílu mezi Fraunhoferovou a Fresnelovou difrakcí
8.2.3 Fresnelovy zóny
8.2.3.1 Fresnelova difrakce na kruhové apertuře
8.2.3.2 Fresnelova difrakce v případě válcových vln
8.2.3.3 Fresnelova difrakce na hraně
8.3 Matematická teorie
8.4 Difrakce vln na trojdimensionálních periodických strukturách.

9 Princip fourierovské optiky

10 Základy geometrické optiky
10.1 Úvod do geometrické optiky
10.1.1 Eikonálová rovnice
10.1.2 Zákon lomu pro paprsky
10.1.3 Intenzita světla v geometrické optice
10.1.4 Paprsková rovnice
10.1.5 Fermatův princip
10.2 Geometrická optika sférických ploch
10.2.1 Znaménková konvence
10.2.2 Abbeův invariant
10.2.3 Kardinální body optické soustavy
10.2.4 Zobrazovací rovnice
10.2.5 Zrcadlové plochy
10.2.6 Zvětšení při optickém zobrazení
10.2.7 Kombinace dvou zobrazení
10.2.8 Optická čočka
10.3 Vybrané zobrazovací přístroje
10.3.1 Lupa
10.3.2 Mikroskop
10.3.3 Teleskop (dalekohled)
10.3.4 Fotografický přístroj
10.4 Paraxiální optika maticově
10.4.1 Maticový formalismus
10.4.2 Tlustá optická čočka
10.4.3 Obecná optická soustava, kardinální body
10.4.4 Laserový rezonátor
10.5 Vady zobrazení (aberace)
10.5.1 Monochromatické aberace
10.5.2 Barevné vady zobrazení

11 Spektrální přístroje
11.1 Základy optické spektroskopie
11.2 Spektrometry
11.2.1 Optický disperzní hranol
11.2.2 Optická ohybová mřížka
11.3 Fabry-Perotův interferometr

12 Základy fotometrie a radiometrie

13 Šíření světla v anizotropních látkách
13.1 Vlastnosti tenzoru permitivity
13.2 Světelné vlny v anizotropním prostředí
13.2.1 Řádná a mimořádná vlna, Fresnelova rovnice
13.2.2 Optická indikatrix
13.2.3 Souvislost mezi geometrickou konstrukcí (indikatrix) a řešením Fresnelovy rovnice
13.2.4 Šíření světla v anizotropním prostředí: shrnutí
13.3 Lom světla při dopadu na anizotropní prostředí
13.3.1 Určení směru mimořádného paprsku pomocí normálové plochy - zdůvodnění
13.4 Použití dvojlomných látek
13.4.1 Polarizátory
13.4.2 Kompenzátory
13.4.3 Interference polarizovaných svazků
13.4.4 Fotoelastické chování
13.4.5 Kerrův jev

14 Interakce světla s látkou
14.1 Klasický model pro výpočet indexu lomu dielektrik
14.1.1 Lorentzův model pro výpočet indexu lomu dielektrik
14.1.2 Lokální pole
14.2 Klasický model pro výpočet indexu lomu kovů
14.3 Vysvětlení absorpce z mikroskopického hlediska
14.4 Vysvětlení existence indexu lomu z mikroskopického hlediska
14.5 Rozptyl světla

15 Základy laserové fyziky
15.1 Interakce světla s látkou v případě reálných přechodů mezi energetickými stavy
15.2 Laser

16 Nelineární optika
16.1 Nelineární optické jevy druhého řádu
16.2 Nelineární optické jevy třetího řádu
16.3 Mikroskopický model optických nelinearit druhého řádu

17 Základy vláknové optiky

18 Zdroje a detektory světla
18.1 Světelné zdroje
18.2 Detektory
18.2.1 Tepelné detektory
18.2.2 Kvantové detektory
18.2.3 Lidské oko

19 Vlnově-korpuskulární dualismus.
19.1 Tepelné záření
19.2 Fotony
19.3 Vlnové vlastnosti částic

Literatura

Rejstřík