course-details-portlet

TFY4195 - Optikk

Om emnet

Vurderingsordning

Vurderingsordning: Skriftlig eksamen
Karakter: Bokstavkarakterer

Vurdering Vekting Varighet Delkarakter Hjelpemidler
Skriftlig 100/100 4 timer

Faglig innhold

Geometrisk optikk. Matrisebeskrivelse av avbildningssystem. Abberasjon. Rekapitulering av bølgeteori og polarisasjon. Optisk bølgeledning og fiberoptikk. Koherens, korrelasjon og interferens. Fourierbeskrivelse av diffraksjon. Introduksjon til optiske målesystemer: øyet, kamera, teleskop, mikroskop. Introduksjon til optisk spektroskopi, lyskilder og lysdeteksjon.

Læringsutbytte

Studenten skal beherske den geometriske optikktilnærmelsen, strålebaneligninga utledet fra Fermats prinsipp (variasjonsprinsippet) og fra bølgebeskrivelsen, design av optiske systemer i den gaussiske paraksialtilnærmelsen med inngående kjennskap til gaussiske og newtonske avbildningsrelasjoner, kardinalpunkter og paraksial matriseformalisme for brytende og reflekterende optiske system. Studenten skal oppnå solid forståelse av bildedannelse (både i den geometriske optikktilnærmelsen og i gausstilnærmelsen) og grunnleggende kunnskap om bildeforvrengningsavvik fra gausstilnærmelsen. Studenten skal forstå sammenhengen mellom pupiller og bølgeoptikk med hensyn til oppløsningskriterier for optiske system. Studenten skal forstå sammenhengen mellom bildekvalitet og aperturer.
Bølgeoptikkdelen av kurset skal gi studenten solide grunnkunnskaper innen interferometri, koherens, polarisasjon, og diffraksjon, inklusive grunnleggende fourieroptikk og bølgebeskrivelsen av bildedannelse. Studenten skal kunne analysere og forstå interferens mellom plane bølger og kulebølger; refleksjon og transmisjon av planbølger; og optisk bølgeledning innen tynne flater og optiske fibrer. Studenten skal oppnå inngående kunnskap om lysets polarisasjon og dets forandring ved refleksjon og transmisjon gjennom flater, plater og tynne filmer, og kunne analysere optiske system ved hjelp av Jones-formalismen. Studenten skal kunne utlede interferensligninger for plane bølger fra tynne filmer og Fabry-Perot type strukturer, og forstå polarisasjonsforandringer ved refleksjon og transmisjon gjennom plane flater. Studenten skal kunne utlede Fresnel og Fraunhofer diffraksjonsintegralet og kjenne deres gyldighetsområde. Studenten skal kunne utlede Braggs diffraksjonsformel fra bølgeoptikk og forstå "missing orders" i et diffraksjonsspektrum. Studenten skal kunne bruke konvolusjonsteoremet i fourieroptikk til å analysere diffraksjon fra komplekse systemer. Endelig skal studenten bli kjent med optiske bildedannende systemer som øyet, kamera, teleskop og mikroskop.

Læringsformer og aktiviteter

Forelesninger og demonstrasjoner, regneøvinger, obligatoriske laboratorieøvinger. En obligatorisk innlevering/prosjekt i geometrisk optikk-analyse av optisk avbildnings-system. Emnet undervises på engelsk dersom internasjonale mastergradsstudenter følger emnet. Når undervisning og undervisningsmateriell er på engelsk, kan det tenkes at eksamen vil bli gitt kun på engelsk. Utsatt eksamen (kontinuasjonseksamen i august) kan bli endret fra skriftlig til muntlig.

Obligatoriske aktiviteter

  • Laboratorieøvinger

Kursmateriell

Lærebok: E. Hecht "Optics" - 4th ed. (Addison Wesley; N.-Y. 2002).

Studiepoengreduksjon

Emnekode Reduksjon Fra Til
SIF4040 7.5
Flere sider om emnet

Fakta om emnet

Versjon: 1
Studiepoeng:  7.5 SP
Studienivå: Høyere grads nivå

Undervisning

Termin nr.: 1
Undervises:  VÅR 2016

Undervisningsspråk: Engelsk

-

Fagområde(r)
  • Fysikk
  • Optikk
  • Teknologiske fag
Kontaktinformasjon
Emneansvarlig/koordinator:
  • Dag Werner Breiby
Faglærer(e):
  • Dag Werner Breiby

Ansvarlig enhet
Institutt for fysikk

Eksamensinfo

Vurderingsordning: Skriftlig eksamen

Termin Statuskode Vurdering Vekting Hjelpemidler Dato Tid Eksamens- system Rom *
Vår ORD Skriftlig 100/100 23.05.2016 09:00
Rom Bygning Antall kandidater
Sommer KONT Skriftlig 100/100 08.08.2016 09:00
Rom Bygning Antall kandidater
  • * Skriftlig eksamen plasseres på rom 3 dager før eksamensdato. Hvis mer enn ett rom er oppgitt, finner du ditt rom på Studentweb.
Eksamensinfo

For mer info om oppmelding til og gjennomføring av eksamen, se "Innsida - Eksamen"

Mer om eksamen ved NTNU