web předmětu: http://www.physics.muni.cz/~hemzal/vyuka/vyuka.shtm l

Aplikovaná optika II – p řednáška (zk), Aplikovaná optika II – cvi čení (z)

A. VLASTNOSTI SVĚTLA

zdroje a detektory sv ětla (3 týdny)typy emise, záření černého tělesa, Bohr ův model atomužárovka, zářivka, oblouková lampa, rentgenkalasery , křivka zčernání, CCD, angiograf

polarizace sv ětla (1 týden)časová a prostorová koherence, polarizační kontrastpolarizační projektor, polariza ční mikroskop

interference a difrakce (1 týden)viditelnost interferenčního jevu, interferometrické měření tlouštěk, biometrie oka

dvojlom (1 týden)fotoelasticimetrie, deformační dvojlom, Kerrova cela, GDx

vlnoplochy a aberace (2 týdny)Zernikovy polynomy, chybová vlnoplocha, typy aberací, WASCA

B. TECHNIKY ZOBRAZOVÁNÍ

základní metody (2 týdny)přístrojová ostrost, optický a digitální zoom, hloubka ostrostisvětlé pole, temné pole , Nomarského kontrast, imerzní kapalina, kondenzory, endotelový mikroskop

skenovací metody (2 týdny)ultrazvukové skenovací zařízení, konfokální mikroskop , HRT, skenovací oftalmoskop, CSLO

předmět je součástí státnic

AO3:

útlumová mapa, CTNMR, MRI

Mgr. Dušan Hemzal, Ph.D. , Mgr. Jan Dvořák

Podmínky uzav ření předmětů:

cvi čení: pravidelná účast (maximálně tři neomluvené neúčasti), aktivní vystupování na cvičení

přednáška: zkouška (okruhy ke zkoušce budou s předstihem vyvěšeny na webu)

ostatní ujednání: na cvičení s sebou noste kalkulátory

státnice: probíhají až ve zkouškovém období jarního semestru, společně s obhajobou DPtři předměty (aplikovaná optika, optometrie, praktické lékařství)okruhy z aplikované optiky budou s předstihem zveřejněnyje možné uspořádat připomínací přednášku před státnicemi

Literatura:

prezentace p řednášek budou postupně vystavovány na webuwebová kartotéka principů činnosti optometrických přístrojů/komponent na stránkách přednáškywebová cvi čebnice počítaných příkladů na stránkách cvičeníprotokoly z laboratorního měření v rámci ZFOP1,2, AO 1, KO 2

Josef Kuběna: Úvod do optikyarchiv závěrečných prací na ISu

ke státnicím: Základy fyzikálně optických měření 1,2Aplikovaná optika 1,2,3Teorie a konstrukce optických soustav 1,2

zdroje sv ětla

stimulovaná emise lasery

typ spektra

atomární emise čarové/spojité

(termo)emise charakteristické/spojité

luminiscence ~ monochromatické

Čerenkovovo zá ření spojité

anihilace polychromatické

Záření absolutn ě černého t ělesa

maximum vyzařované energie

][

898,2max KT

mm=λ (Wienův posunovací zákon)

celkové množství vyzařované energie4Tj σ≈

atomární emise, brzdné záření Čerenkovovo zářenícharakteristické záření

(Stefanův-Boltzmannův zákon)

4218 KmJs10x67.5 −−−−=σ

http://glossary.periodni.com/glossary.php?en=

blackbody+radiation

žárovka

evakuovaná baňka s wolframovým vláknem + atmosféra dusík, argon

průchodem proudu se vlákno zahřívá (2000 K – 3000 K)

cca 97% energie je vyzářeno v IČ oblasti, 3% ve viditelné oblasti

životnost žárovky omezena odpařováním wolframu

pro běžné použití se v dnešní době od žárovek ustupuje

halogenová žárovka

obdoba běžné žárovky

vyšší účinnost díky halogenovému cyklu (atmosféra Br, I)

pracuje zpravidla na vyšší teplotě(3000 K – 3500 K)

křemenná baňka : UV -> příměsi (CeO2)

k napájení se používají nízká napětí-> trafa

s reflektorem umožňuje světlo směrovat

Kladný náboj je soustředěný v jádru atomu, jádro zabírá zlomek velikosti atomu.(soudržnost jádra je zajištěna dostatečným počtem neutronů)

Elektrony obíhají kolem jádra po kruhových drahách (resp. na kulových slupkách)

0

2

2

22

aZ

n

Zmek

nr

een == h

S každou kruhovou orbitou je spojena energie

2

2

2

222

eV6.132 n

Z

n

ZcmE e

n −=−= α

S přechodem elektronu mezi dv ěma hladinami dojde k pohlcení/vyzá ření fotonus energií práv ě rovnou rozdílu energií obou zú častněných hladin (znaménko závisí na směru přechodu).

a0=0,522 Å je tzv. Bohr ův polom ěr(poloměr prvního orbitalu v atomu vodíku)

-13,6 eV je energie první hladinyatomu vodíku

1 Å = 10-10 m = 0.1 nm

Záporné energie představují haldiny, na nichž jsou elektrony vázány k jádru, kladné hodnoty energie mají volné elelktrony.

Démokritos – Pudingový model - Bohr ův model atomu – Sommerfeldův model atomu – model kvantové fyziky

Polom ěry jednotlivých drah nejsou libovolné , ale vyjád řeny vztahem

||/]J[]eV[ eEE =

atom vodíku 1=Z

rentgenka

uryc

hlov

ací n

apětí

žhavící napětí rentgenka je tvořena evakuovanou trubicí se speciálně připravenými elektrodami

průtok proudu katodou, způsobený žhavícím napětízpůsobuje silný ohřev materiálu katody; elektrony se díky své energii vytrhávají z katody, kdeje začíná okamžitě urychlovat napětí urychlovací(dopadová rychlost při 100 kV je přes 150 000 km/s )

čím těžší materiál anody, tím tvrdší záření je emitováno

při interakci s terčem anody dochází ke dvěma jevům:rozptyl spojený s brzdným zá řením a vyrážení elektron ů (blízkých atomovému jádru) spojené s emisí charakteristického zá ření

charakteristické záření: závisí na materiálu anodynezávisí na urcyhlovacím bapětí

brzdné záření: nezávisí na materiálu anodyzávisí na urychlovacím napětí

práh brzdného záření závisí urychlovacím napětí

Ve

hc

⋅=minλ (Duane – Hunt)

rentgenka

technická realizace rentgenek

většina medicínských zařízení registruje záření brzdné, výjimkou je mamografie