Wybrane Zagadnienia z Optyki

SEMESTR LETNI 2021/2022, PROWADZI PIOTR WASYLCZYK

Zasady zaliczania i oceniania:

  • Należy robić i odsyłać (e-mailem) obowiązkowe prace domowe.
  • Na koniec wykładu będzie egzamin-test (pytania otwarte i zamknięte), z możliwością korzystania z dowolnych źródeł.

Na podstawie tych dwóch składowych będę wystawiał ocenę.

Zagadnienia do przemyślenia po wykładzie (mogą być uzupełniane po każdym spotkaniu).

Lista wykładów

Praca domowa: proszę przypomnieć sobie równania Maxwella, co one znaczą, jakie proste eksperymenty można wykonać, żeby zobaczyć zjawiska, które one opisują. Dla chętnych: przypomnieć sobie również, jak z równań Maxwella (w próżni) można wyprowadzić równanie falowe.

Zadanie wstępne: proszę sprawdzić w dowolnych (wiarygodnych) źródłach, jakie są obecnie najbardziej wydajne źródła światła stosowane do oświetlenia (tzn. takie, której z jednostki energii wytwarzają najwięcej widzialnych fotonów).

Nagranie wideo wykładu (link do filmu na YouTube) - nieźle ogląda się ustawiając prędkość odtwarzania x1.75 (albo nawet x2)

Zadanie wstępne: proszę przypomnieć sobie, jak wygląd zachowanie pobudzanego oscylatora harmonicznego, w szczególności amplituda i faza w zależności od częstości pobudzania w pobliżu częstości rezonansowej. Demonstrację można obejrzeć np. tutaj.

Praca domowa:

  1. Proszę zaznajomić się z diagramem Abbego i sprawdzić, jaka jest definicja liczny Abbego używanej na jednej z osi tego diagramu do określenia dyspersji materiału (tutaj szkła).
  2. Proszę do przyszłego wykładu przejrzeć, jakie są dostępne mierniki natężenia światła w katalogu firmy Thorlabs (link tutaj)

Zadanie wstępne: proszę przypomnieć sobie, na czym polega efekt fotoelektryczny w metalach.

Praca domowa:

  1. Proszę obejrzeć dwa filmy o tym, jak robi się soczewki szklane: - współcześnie: https://www.youtube.com/watch?v=sDZDsn-ir3E (szczególnie pierwsze cztery minuty), - dawno temu (w czasach, kiedy powstawały pierwsze mikroskopy): https://www.youtube.com/watch?v=2SJY0foypAo
  2. Proszę przypomnieć sobie podstawowe pojęcia z optyki geometrycznej, w szczególności powstawanie obrazów w układach optycznych.

Praca domowa:

  1. Proszę do przyszłego wykładu przejrzeć, jakie są dostępne soczewki w katalogu firmy Thorlabs (link tutaj), zwrócić uwagę na różne parametry soczewek i zrozumieć ich znaczenie.
  2. Proszę znaleźć w internecie różne ilustracje wyjaśniające powstawanie obrazu w oku człowieka - proszę zwrócić uwagę, że różni autorzy pokazują różny bieg promieni. Czy uda się Wam znaleźć rysunki, które nie bardzo mają sens, a autorzy najwyraźniej nie do końca rozumieją co to jest obrazowanie w optyce promieni?

Praca domowa:

  1. Zobaczyć nagranie z eye-trackera pokazujące, jak porusza się ludzkie oko, np. podczas czytania. Np. tutaj, ale jest wiele ciekawych materiałów.
  2. Zrozumieć, przynajmniej na podstawowym poziomie, na czym polega postrzeganie barw przez człowieka; można zacząć np. tutaj https://pl.wikipedia.org/wiki/CIEXYZ
  3. Proszę dowiedzieć się, jak działa: mikroskop konfokalny (confocal), mikroskop z kontrastem fazowym (phase contrast), mikroskop ciemnego pola (dark field) i mikroskop bliskiego pola (SNOM). Następnie w maksymalnie pięciu zdaniach opisać działanie jednego z nich. Zacząć od tego, jaki jest problem, potem jak on został rozwiązany. Nie zaczynać od szczegółów konstrukcji. Odpowiedź przesłać (w treści e-maila) na adres: pwasylcz@fuw.edu.pl do 18 kwietnia.

Do przejrzenia/przeczytania:

  1. Santiago Ramon y Cajal, np. www.quantamagazine.org/why-the-first-drawings-of-neurons-were-defaced-20170928/
  2. Obszerne tutoriale o mikroskopii optycznej www.microscopyu.com, w szczególności wprowadzenie do obiektywów mikroskopowych www.microscopyu.com/microscopy-basics/introduction-to-microscope-objectives
  3. Katalog obiektytów mikroskopowych, np. www.olympus-ims.com/en/component/objectives

Praca domowa: Zrozumieć na podstawowym poziomie jak działa mikroskop STED (można zacząć tutaj), w szczególności, jak przy pomocy masek fazowych wytwarza się wiązkę w dziurą w środku, używaną w tym mikroskopie.

Praca domowa: Przejrzeć informacje o największych teleskopach astronomicznych na ziemi i w kosmosie.

Do przejrzenia/przeczytania:

  1. Teleskop z wirującym zwierciadłem z rtęci https://pl.wikipedia.org/wiki/Wielki_Teleskop_Zenitalny (również świetna infografika pokazująca skalę największych teleskopów),
  2. James Webb Space Telescope https://www.youtube.com/watch?v=6VqG3Jazrfs

Praca domowa: Wybrać jeden z teleskopów astronomicznych (istniejących albo planowanych) i opisać go w maksymalnie pięciu zdaniach (do czego służy, w czym jest wyjątkowy, jakie rozwiązania optyczne w nim zastosowano). Odpowiedź przesłać (w treści e-maila) na adres: pwasylcz@fuw.edu.pl do 23 maja.

Do przejrzenia/przeczytania:

  1. katalog pokryć dielektrycznych, np. http://www.global-optosigma.com/en_us/images/top/OptoSigma_USA_Thin_Film_Coating_Capabilities.pdf

Praca domowa: zrozumieć i opisać w maksymalnie trzech zdaniach jedną z metod nakładania pokryć dielekrycznych. Odpowiedź przesłać (w treści e-maila) na adres: pwasylcz@fuw.edu.pl do 20 czerwca.

Praca domowa: Zastanowić się (poczytać...), gdzie w przyrodzie mamy do czynienia ze światłem spolaryzowanym albo dwójłomnością i związanymi z nimi zjawiskami.Opisać w maksimum trzech zdaniach. Odpowiedź przesłać (w treści e-maila) na adres: pwasylcz@fuw.edu.pl do 20 czerwca.

Do przejrzenia/przeczytania:

  1. obrazy OCT oka, np. na stronie opisującej przyrząd diagnostyczny zaprojektowany i zbudowany na bazie badań naszych przyjaciół fizyków-optyków z UMK w Toruniu http://www.optopol.com.pl/product/soct-copernicus-revo

Do przejrzenia/przeczytania:

     1. Obejrzeć różne typy światłowodów i elementów światłowodowych na stronach: https://www.thorlabs.com/navigation.cfm?guide_id=2265

Praca domowa: Wybrać jeden typ lasera i opisać w trzech zdaniach jego konstrukcję oraz do czego jest używany. Odpowiedź przesłać (w treści e-maila) na adres: pwasylcz@fuw.edu.pl do 20 czerwca.

Jesteś pracownikiem naukowym
lub przyszłym studentem?
Dołącz do nas...

Dołącz do zespołu Zakładu Optyki UW

Napisz do nas!

W zakładce “Ludzie” znajdziesz kontakt do wszystkich pracowników Zakładu Optyki. Jesteśmy otwarci na współpracę nad przeróżnymi projektami i chętnie pomożemy Ci w realizacji Twojego pomysłu badawczego. Jeśli jesteś studentem, to możesz u nas wykonać swoją pracę dyplomową: licencjat, pracę magisterską oraz pracę doktorską. W realizowane w naszym zakładzie projekty badawcze angażujemy studentów już od pierwszych lat studiów, dzięki czemu szybko zyskują praktyczne umiejętności wyróżniające ich na rynku pracy.

Możesz też przyjść na spotkania Koła Naukowego Optyki i Fotoniki UW, na których będziesz mógł nawiązać kontakt ze studentami i doktorantami Zakładu, którzy licznie uczestniczą w tych spotkaniach i chętnie odpowiedzą Ci na wszystkie Twoje pytania.

Sprawdź listę ofert pracy na Wydziale Fizyki UW.

Regularnie zatrudniamy nowe osoby do naszego zespołu. Poszukujemy pracowników technicznych, administracyjnych, post-doców, doktorantów oraz studentów na stanowiska w grantach. Wszystkich chętnych serdecznie zapraszamy do kontaktu z naszym sekretariatem oraz sprawdzenia aktualnej tablicy ogłoszeń o pracę na stronie Wydziału Fizyki UW.

Rozpocznij studia na UW

Aktualne informacje o studiach licencjackich oraz magisterskich organizowanych przez Wydział Fizyki UW dostępne są na stronie fuw.edu.pl/informator.html. Większość studentów w Zakładzie Optyki realizuje program z fizyki lub inżynierii nanostruktur, ale jesteśmy otwarci także na osoby z innych kierunków studiów.

Kształcenie na poziomie studiów doktoranckich na Uniwersytecie Warszawskim organizowane jest przez Szkołę Doktorską Nauk Ścisłych i Przyrodnicznych oraz Międzydziedzinową Szkołę Doktorską. Szczegółowe informacji o procesie i zasadach rekrutacji oraz programie kształcenia dostępne są na stronie szkół - szkolydoktorskie.uw.edu.pl.