.

0 (hodnocen0 x )

BK

První vydání

Olomouc : Chlup.net, 2018

xiv, 498 stran : ilustrace ; 26 cm + 1 CD-ROM

ISBN 978-80-907098-0-5 (vázáno)

Fyzikální základy laserových dálkoměrů a gyroskopů

Fyzikální základy radaru

CD-ROM obsahuje 1. díl Optika 1 a knihu Fyzikální základy laserových dálkoměrů a gyroskopů / Richard Horák a knihu Fyzikální základy radaru / Jaroslav Pospíšil a kol.

Obsahuje bibliografii na stranách 497-498, bibliografické odkazy a rejstřík

001640602

Předmluva // 1 Vlnová optika 1 // 1.1 Úvod do vlnové optiky 1 // 1.1.1 Hledání podstaty světla 1 // 1.1.2 Huygensův princip 3 // 1.1.3 Zákon odrazu 6 // 1.1.4 Zákon lomu 7 // 1.1.5 Ohyb vlnění, difrakce 8 // 1.1.6 Christiaan Huygens 9 // 1.2 Matematický popis světelných vln 10 // 1.2.1 Vlnová rovnice 10 // 1.2.2 Postupné vlny jako řešení vlnové rovnice 10 // 1.2.3 Harmonické světelné vlny 12 // 1.2.4 Monochromatické a poly chromatické světlo 13 // 1.2.5 Princip superpozice 14 // 1.2.6 Interference vln 14 // 1.2.7 Stojaté vlnění 15 // 1.2.8 Intenzita světla 16 // 1.2.9 Amplituda a intenzita interferenčního pole 17 // 1.2.10 Vlny různých frekvencí 18 // 1.2.11 Komplexní signál, komplexní amplituda a intenzita 18 // 1.2.12 Skládání komplexních amplitud 19 // 1.2.13 Helmholtzova rovnice a disperzní prostředí 20 // 1.2.14 Geometrická optika jako důsledek vlnové rovnice 21 // 1.2.15 Záznějová vlna 22 // 1.2.16 Grupová rychlost 23 // 1.2.17 Grupový index lomu geometricky 24 // 1.3 Interference světla 24 // 1.3.1 Youngův experiment 25 // 1.3.2 Poznámka o vlivu šířky spektra na interferenci 27 // 1.3.3 Viditelnost interferenčních proužků 28 // 1.3.4 Základní interferenční experimenty 28 // 1.3.5 Thomas Young 30 // 1.3.6 August in-Jean Fresnel 31 // 1.4 Interferenční pole, speciální případy 32 // 1.4.1 Dvě střižené rovinné vlny 32 // 1.4.2 Tři střižené rovinné vlny 33 // 1.4.3 Interference N rovinných vln souměrných kolem osy ? 33 // 1.4.4 Rovinná a kulová vlna 34 // 1.4.5 Dvě kulové vlny 35 // 1.5 Interference na tenké vrstvě 36 // 1.5.1 Poznámka ke koherenci 36 // 1.5.2 Optická a geometrická dráha 37 // 1.5.3 Interference na planparalelní vrstvě 37 // 1.5.4 Interference na optickém klínu 39 // 1.5.5 Newtonovy kroužky a Newtonova skla 40 // 1.5.6 Mnohosvazková interference na tenké vrstvě 42 //

1.6 Interferometrie 44 // 1.6.1 Michelsonův interferometr 44 // 1.6.2 Twyman-Greenův interferometr 45 // 1.6.3 Mach-Zehnderův interferometr 46 // 1.6.4 Sagnacův interferometr 46 // 1.6.5 Fabry-Pérotův interferometr 48 // 1.6.6 Lummer-Gehrckeho deska 51 // 1.6.7 Měření vlnových délek 51 // 1.7 Optické mřížky 52 // 1.7.1 Lineární mřížka 52 // 1.7.2 Rowlandova dutá mřížka 55 // 1.7.3 Mřížka na tečný dopad 55 // 1.7.4 Rozložení intenzity 56 // 1.7.5 Rozlišovací schopnost lineární mřížky 58 // 1.7.6 Plošná mřížka 59 // 1.7.7 Prostorová mřížka 62 // 1.7.8 Geometrický dodatek 64 // 1.7.9 Echelon Michelsona 65 // 1.8 Princip holografie 67 // 1.9 Ohyb, Fresnelova aproximace 70 // 1.9.1 Huygens-Fresnelův princip 70 // 1.9.2 Fresnelova aproximace 72 // 1.9.3 Ohyb na kruhovém otvoru 73 // 1.9.4 Fresnelovy zóny 75 // 1.9.5 Zónová destička 76 // 1.9.6 Ohyb na štěrbině 76 // 1.9.7 Matematický dodatek: Fresnelův integrál 79 // 1.9.8 Ohyb na čtvercové desce 80 // 1.10 Ohyb, Fraunhofferova aproximace 80 // 1.10.1 Fraunhofferova aproximace 80 // 1.10.2 Ohyb na štěrbině 81 // 1.10.3 Ohyb na štěrbině elementárně 83 // 1.10.4 Ohyb na obdélníkovém otvoru 84 // 1.10.5 Ohyb na kruhovém otvoru, Airy ho disk 85 // 1.10.6 Rayleigho rozlišovací mez, dva nekoherentní body 86 // 1.10.7 Sparrowova rozlišovací mez, dva nekoherentní body 87 // 1.10.8 Odvození ohybu na kruhovém otvoru, matematický doplněk . 88 // 1.10.9 Ohyb na dvojici stejných otvorů 90 // 1.10.10 Reálná mřížka, form-faktor 91 // 1.10.11 Blejzovaná mřížka 92 // 1.10.12 Babinetův princip 93 // 1.10.13 Čerenkovovo záření 94 // 1.10.14 Camera obscura 96 // 1.11 Kirchhoffův integrál 97 // 1.12 Optické svazky 100 // 1.12.1 Gaussovský svazek 100 // 1.12.2 Gaussovský svazek jako důsledek difrakce 100 // 1.12.3 Intenzita a výkon gaussovského svazku 103 //

1.12.4 Komplexní parametr svazku a transformace svazku čočkou 103 // 1.12.5 Gaussovský svazek z paraxiální aproximace Helmholtzovy // rovnice 105 // 1.12.6 Gaussovský svazek ze sférické vlny 106 // 1.12.7 Rezonátor s gaussovským svazkem 107 // 1.12.8 Hermite-gaussovské a laguerre-gaussovské svazky 109 // 1.12.9 Rezonanční podmínka 110 // 1.12.10 Bessellovské bezdifrakční svazky 111 // 1.13 Fourierovská optika 113 // 1.13.1 Prostorové spektrum 113 // 1.13.2 Diracova delta funkce 114 // 1.13.3 Amplitudová harmonická mřížka 117 // 1.13.4 Transparentní destička 117 // 1.13.5 Čočka jako fázový člen 118 // 1.13.6 Fázová harmonická mřížka 119 // 1.13.7 Talbotův jev 120 // 1.13.8 Zobrazení čočkou 121 // 1.13.9 Prostorová filtrace 124 // 1.13.10 Bodová rozptylová funkce PSF 125 // 1.13.11 Optická funkce přenosu OTF 126 // 1.13.12 Matematická poznámka o konvoluci 126 // 1.13.13Strehlův poměr 127 // 1.13.14Funkce přenosu kontrastu MTF a fáze PhTF 128 // 1.13.15 Soustava bez aberací 129 // 1.13.16 Matematický dodatek 1 129 // 1.13.17 Matematický dodatek 2 130 // 1.13.18 Optická funkce přenosu z pupilové funkce 131 // 1.13.19 Optická funkce přenosu kruhové pupily 133 // 1.14 Koherence světla 133 // 1.14.1 Nekoherentní skládání světla 133 // 1.14.2 Youngův pokus 134 // 1.14.3 Časová koherence, vliv spektra 135 // 1.14.4 Fourierovská spektroskopie 137 // 1.14.5 Prostorová koherence, vliv rozměrů zdroje 138 // 1.14.6 Stupeň koherence obecně 140 // 1.14.7 Prostorová koherence, van Cittert-Zernikova věta 142 // 1.14.8 Michelsonův stelární interferometr 144 // 1.15 Statistická optika 145 // 1.15.1 Mikroskopický přístup 145 // 1.15.2 Van Cittert-Zernikova věta 146 // 1.15.3 Korelace intenzit, koherence druhého řádu 147 // 1.15.4 Fluktuace intenzity 149 // 1.15.5 Několik nezávislých zdrojů 150 //

1.15.6 Shlukování světla (fotonů) 151 // 1.15.7 Rozdělovači funkce intenzity 152 // 1.15.8 Mandelova fotodetekční rovnice 155 // 1.15.9 Krátký detekční interval 156 // 1.15.10 Dlouhý detekční interval 157 // 1.15.11 Dopplerovské rozšíření čáry (v laserech, molekulární optice) 158 // 1.15.12 Binomické rozdělení 159 // 1.15.13 Poissonovo rozdělení 159 // 1.15.14 Odvození fotodetekční rovnice podruhé 160 // 1.15.15 Spekl, koherenční zrnitost 161 // 1.15.16 Speklová interferometrie a maskování speklu 165 // 2 Elektromagnetická optika 169 // 2.1 Elektromagnetická podstata světla 169 // 2.1.1 Vznik elektromagnetické optiky 169 // 2.1.2 James Clerk Maxwell 170 // 2.1.3 Maxwellovy rovnice 171 // 2.1.4 Hraniční podmínky 171 // 2.1.5 Elektromagnetická podstata světla 172 // 2.1.6 Světlo v homogenním optickém prostředí 174 // 2.1.7 Elektromagnetická vlna 174 // 2.1.8 Disperzní anizotropní prostředí 176 // 2.1.9 Hustota elektromagnetické energie 177 // 2.1.10 Rovnice kontinuity 178 // 2.1.11 Silové působení 178 // 2.1.12 Zákon zachování elektromagnetické energie 178 // 2.1.13 Hustota hybnosti a tlak světla 181 // 2.1.14 Tlak světla a dokonalý vodič 182 // 2.1.15 Zákon zachování hybnosti a Maxwellův tenzor napětí 183 // 2.1.16 Tlak záření z Maxwellova tenzoru // 2.1.17 Tlak izotropního záření // 2.1.18 Skalární aproximace vlnové optiky // 2.1.19 Hustota energie v disperzním prostředí // 2.1.20 Odvození Brillouinova vzorce // 2.2 Detekce světla, co měří detektor // 2.2.1 Rychlé oscilace světla // 2.2.2 Poyntingův vektor a intenzita světla // 2.2.3 Wienerův experiment // 2.3 Optické jevy na rozhraní // 2.3.1 Podmínky spojitosti, hraniční podmínky // 2.3.2 Zákon odrazu a lomu // 2.3.3 Fresnelovy amplitudy // 2.3.4 Odrazivost a propustnost // 2.3.5 Zajímavé identity //

2.3.6 Brewsterův úhel // 2.3.7 Totální odraz // 2.3.8 Goos - Hanchenův jev // 2.3.9 Tunelování světla vzduchovou mezerou // 2.4 Polarizace světla // 2.4.1 Úvod do polarizace světla // 2.4.2 Polarizace světla a oko // 2.4.3 Polarizační elipsa // 2.4.4 Polarizace odrazem a lomem // 2.4.5 Odvození vzorce (2.14) // 2.4.6 Polarizace pomocí dichroismu // 2.4.7 Polarizace dvoj lomem // 2.4.8 Chromatická polarizace, zkřížené polarizátory // 2.4.9 Kompenzátory // 2.4.10 Vyšetření polarizačních vlastností světla // 2.4.11 Interference a polarizace // 2.4.12 Umělý dvojlom // 2.4.13 Optická aktivita // 2.4.14 Faradayův jev // 2.4.15 Optický izolátor // 2.4.16 Displej na bázi tekutých krystalů // 2.5 Maticový popis polarizace // 2.5.1 Algebra Jonesových matic a vektorů // 2.5.2 Rotace polarizačního prvku // 2.5.3 Polarizační matice // 2.5.4 Polarizační matice a částečně polarizované světlo // 2.5.5 Intenzita světla za analyzátorem // 2.5.6 Stupeň polarizace 2 // 2.5.7 Vlastní hodnoty polarizační matice // 2.5.8 Stokesovy parametry // 2.6 Prostorová disperze // 2.6.1 Prostorová disperze 241 // 2.6.2 Disymetricky izotropní látka 242 // 2.6.3 Optická aktivita 243 // 2.6.4 Faradayův jev 245 // 2.6.5 Optická pinzeta a optický šroubovák 246 // 2.6.6 Moment hybnosti světla 247 // 2.6.7 Spin a polarizace 248 // 2.7 Optika kovů a tenké vrstvy 251 // 2.7.1 Optika kovů 251 // 2.7.2 Lom světla do kovu 255 // 2.7.3 Kettelerovy vztahy 256 // 2.7.4 Odrazivost kovů 257 // 2.7.5 Reflexní kovová vrstva 259 // 2.7.6 Antireflexní vrstvy 259 // 2.7.7 Děliče, reflexní vrstvy, studená zrcadla 261 // 2.7.8 Nástin teorie tenkých vrstev 261 // 2.7.9 Jednoduché rozhraní 264 // 2.7.10 Jednoduchá tenká vrstva 264 // 2.7.11 Reflexní vrstva 265 // 2.8 Optika krystalů 266 // 2.8.1 Vztah elektrické intenzity a indukce 266 //

2.8.2 Normálová plocha 268 // 2.8.3 Indexová plocha a Descartova konstrukce 271 // 2.8.4 Paprsková rychlost 271 // 2.8.5 Paprsková plocha a Huygensova konstrukce 273 // 2.8.6 Geometrie normálové a paprskové plochy 274 // 2.8.7 Analogie mezi vlnami a paprsky 275 // 2.8.8 Hustota elektrické a magnetické energie 276 // 2.8.9 Kónický lom 276 // 2.8.10 Fresnelův indexový elipsoid 278 // 2.8.11 Fresnelův elipsoid paprskových rychlostí 280 // 2.8.12 Jednoosý krystal, řádný a mimořádný paprsek 281 // 2.8.13 Paprsková plocha a Huygensova konstrukce 283 // 2.8.14 Fázová destička 284 // 2.9 Optická vlákna a vlnovody 285 // 2.9.1 Optická vlákna 285 // 2.9.2 Numerická apertura a mezimódová disperze 286 // 2.9.3 Gradient ní vlákno 287 // 2.9.4 Disperzní rovnice, planární vlnovod 289 // 2.9.5 Planární zrcadlový vlnovod, TE a TM módy 290 // 2.9.6 Fázová a grupová rychlost 293 // 2.9.7 Planární dielektrický vlnovod, TE a TM módy 293 // 2.9.8 Vazba mezi módy 296 // 2.9.9 Gradientní vlákno 298 // 3 Speciální teorie relativity // 3.1 Experimenty, jež vedly ke vzniku teorie relativity 301 // 3.1.1 Rychlost světla // 3.1.2 Éter a absolutní pohyb 303 // 3.1.3 Aberace světla 3()5 // 3.1.4 Aberace světla ve vodě 307 // 3.1.5 Fizeaův experiment 309 // 3.1.6 Michelson-Morleyho experiment 310 // 3.1.7 Maxwellův efekt 311 // 3.1.8 Hypotézy o éteru 311 // 3.1.9 Balistická hypotéza 312 // 3.1.10 Trouton-Nobleův experiment 313 // 3.1.11 Lorentz-Fitzgeraldova kontrakce 314 // 3.1.12 Teoretické problémy 314 // 3.1.13 Lorentzova transformace 315 // 3.1.14 Kaufmannův experiment 317 // 3.2 Teorie relativity 318 // 3.2.1 Postuláty speciální teorie relativity 319 // 3.2.2 Galileova transformace 319 // 3.2.3 Ideální měřidlo, ideální hodiny, synchronizace hodin 321 // 3.2.4 Současnost a soumístnost 322 //

3.2.5 Dilatace času 323 // 3.2.6 Zpomalení chodu hodin 324 // 3.2.7 Rychlost světla jako maximální rychlost 325 // 3.2.8 Paradox dvojčat 325 // 3.2.9 Kontrakce délek, podélné rozměry 326 // 3.2.10 Relativita pohledu 326 // 3.2.11 Příčné rozměry 327 // 3.2.12 Relativita současnosti 328 // 3.2.13 Fotografování relativistických těles 329 // 3.2.14 Dopplerůvjev 329 // 3.3 Lorentzova transformace 331 // 3.3.1 Lorentzova transformace 331 // 3.3.2 Transformace rychlosti 333 // 3.3.3 Aberace světla 335 // 3.3.4 Fresnelův strhávací koeficient 336 // 3.3.5 Současnost, minulost a budoucnost 337 // 3.3.6 Dilatace času 339 // 3.3.7 Kontrakce délky 339 // 3.3.8 Časoprostorový interval 340 // 3.3.9 Další argumenty pro interval 341 // 3.3.10 Interval jako invariant 341 // 3.4 Sagnacův jev 342 // 3.4.1 Čtvercový rezonátor 343 // 3.4.2 Obecný rezonátor 344 // 3.4.3 Vláknový gyroskop 345 // 3.5 Relativistická dynamika 346 // 3.5.1 Hybnost a hmotnost 346 // 3.5.2 Síla a pohybová rovnice 349 // 3.5.3 Působení stálé síly 350 // 3.5.4 Energie 352 // 3.5.5 Princip ekvivalence hmotnosti a energie 353 // 3.5.6 Elementární odvození principu ekvivalence 355 // 3.5.7 Poznámka o tlaku záření 356 // 3.5.8 Vztah mezi energií a hybností 357 // 3.5.9 Foton, částice s nulovou klidovou hmotností 357 // 3.5.10 Náboj v elektrickém poli 358 // 3.5.11 Náboj v magnetickém poli 358 // 3.5.12 Srážka dvou stejných koulí 359 // 3.5.13 Comptonův rozptyl (také ve fotonové optice) 360 // 3.6 Transformace hmotnosti, energie a hybnosti 361 // 3.6.1 Transformace hmotnosti a energie 361 // 3.6.2 Transformace příčných složek hybnosti 362 // 3.6.3 Transformace podélných složek hybnosti 362 // 3.7 Minkowského časoprostor 363 // 3.7.1 Ctyřvektory 365 // 3.7.2 Fáze a vlnový čtyřvektor 367 // 3.7.3 Dopplerův jev a aberace světla 368 //

3.7.4 Index lomu a Dopplerův jev 370 // 3.7.5 Fizeaův experiment 371 // 3.7.6 Dalekohled a relativita 371 // 3.7.7 Transformace elektrické a magnetické intenzity 373 // 3.7.8 Maxwellovy rovnice kovariantně 375 // 4 Molekulová optika 381 // 4.1 Absorpce a disperze světla 381 // 4.1.1 Klasická teorie absorpce 381 // 4.1.2 Klasická teorie záření 383 // 4.1.3 Tlak záření 385 // 4.1.4 Klasická teorie disperze 386 // 4.1.5 Fázové zpoždění jako příčina indexu lomu 389 // 4.1.6 Clausius-Mossottiho rovnice 391 // 4.1.7 Index lomu dielektrika a plazmatu 392 // 4.1.8 Index lomu a odrazivost kovů 394 // 4.1.9 Kramers-Kronigovy relace 395 // 4.2 Rozptyl světla 396 // 4.2.1 Rozptyl světla na volných elektronech 396 // 4.2.2 Směrová charakteristika a polarizace nepolarizovaného světla 398 // 4.2.3 Rozptyl světla na vázaných elektronech 399 // 4.2.4 Součinitel rozptylu 400 // 4.2.5 Rozptyl světla jako důsledek termálních fluktuací 401 // 4.2.6 Rozptyl světla na sférické kapce 403 // 4.3 Magnetooptické jevy 405 // 4.3.1 Normální Zeemanův jev 405 // 4.3.2 Kruhová disperze a Faradayův jev 407 // 4.4 Nelineární optika 409 // 4.4.1 Nelineární prostředí 409 // 4.4.2 Metoda interakce rovinných vln 411 // 4.4.3 Druhá harmonická 412 // 4.4.4 Třetí harmonická a Kerrův jev 414 // 4.4.5 Braggův rozptyl na akustické vlně 416 // 5 Fotonová optika 421 // 5.1 Světlo jako částice 421 // 5.1.1 Rayleigh-Jeansův zákon 421 // 5.1.2 Planckův zákon 423 // 5.1.3 Fotoelektrický jev 427 // 5.1.4 Foton 429 // 5.1.5 Rozptyl světla elektronem 431 // 5.1.6 Rozptyl rentgenovského záření, Comptonův rozptyl 432 // 5.1.7 Comptonův jev jako důsledek Dopplerova jevu 433 // 5.1.8 Tlak světla 434 // 5.1.9 Dopplerůvjev 434 // 5.1.10 Odraz na pohybujícím se zrcadle 436 // 5.1.11 Tlak světla na pohybující se zrcadlo 438 //

5.1.12 Laserové chlazení atomů 439 // 5.1.13 Čerenkovovo záření 439 // 5.2 Luminiscence, LASER 441 // 5.2.1 Bohrův model vodíkového atomu 441 // 5.2.2 De Brogliho hypotéza 442 // 5.2.3 Luminiscence 443 // 5.2.4 Fluorescence a fosforescence 444 // 5.2.5 Pokles luminiscence s časem 446 // 5.2.6 Střední doba života a přirozená šířka čáry 447 // 5.2.7 Rezonanční fluorescence 447 // 5.2.8 Kombinační rozptyl, Ramanův rozptyl 448 // 5.2.9 Klasická teorie spontánního Ramanova rozptylu 449 // 5.2.10 Klasická teorie ramanovského zesílení 450 // 5.2.11 Teplé a studené světlo 452 // 5.2.12 Z historie osvětlování 452 // 5.2.13 Einstein a stimulovaná emise 454 // 5.2.14 Spektrální selektivita absorpce a emise světla 458 // 5.2.15 Součinitel absorpce a teplota 460 // 5.2.16 Saturace absorpce širokospektrálním buzením 460 // 5.2.17 Saturace absorpce úzkospektrálním buzením 461 // 5.2.18 Inverze populace a zesílení světla 462 // 5.2.19 Profil zesílení a saturace pro homogenní a nehomogenní čáru 466 // 5.2.20 Laser, práh generace 469 // 5.2.21 Optimalizace propustnosti zrcadla 470 // 5.2.22 Numerické odhady vybraných parametrů 471 // 5.2.23 Relaxační kmity a oscilace laseru 472 // 5.2.24 Módy rezonátoru 472 // 5.2.25 Šířka čáry módu 473 // 5.2.26 Módová selekce 475 // 5.2.27 Impulzní lasery, spínání 476 // 5.2.28 Z historie laseru 479 // 5.3 Pár dodatků na závěr 480 // 5.3.1 Semiklasická teorie Einsteinova ? koeficientu 480 // 5.3.2 Přesnější teorie ? koeficientu 482 // 5.3.3 Degenerační parametr 484 // 5.3.4 Stabilita rezonátoru 485 // 5.3.5 Dělič svazku a zákon zachování energie 486 // 5.3.6 Princip reverzibility 488 // 5.3.7 Obecnější odvození 489 // 5.3.8 Rezonátor ze dvou zrcadel 491