1 Rezonátorová optika
|
|
- Kristýna Horáková
- před 7 lety
- Počet zobrazení:
Transkript
1 1 Rezonátorová optika Optické rezonátory jsou zařízení, ve kterých lze akumulovat optickou energii. Mohou také působit jako frekvenční filtr. Obojího se využívá v laseru, kde je aktivní prostředí, které zesiluje optický signál, obklopené zrcadly tvořící rezonátor. Princip rezonátoru tkví v tom, že se opakovanými odrazy na zrcadlech udržuje optická energie v omezeném prostoru. Nejjednodušší konstrukce je Fabryův-Perotův (FP) rezonátor, který tvoří jen dvojice rovnoběžně umístěních rovinných zrcadel. Pokud se světlo šíří kolmo k těmto zrcadlům, jen se odráží mezi nimi. Časem se pouze snižuje intenzita světla v důsledku ztrát na zrcadlech. Zrcadla nebývají stoprocentně odrazná, aby se optické pole mohlo do rezonátoru dostat. Tvar zrcadel nemusí být rovinný, jakákoliv soustava ploch zajišt ující, že se světlo po několika odrazech dostane do původní dráhy, je stabilní, tj. světlo se v rezonátoru udrží. Existují i složitější konstrukce, kruhové rezonátory popřípadě vláknové rezonátory, viz. obrázek 1. Obrázek 1: Příklady různých typů rezonátorů, zleva do prava planární, sférický, kruhový a vláknový. 1.1 Fabryův-Perotův planární rezonátor Matematická kritéria pro setrvání světla v rezonátoru si můžeme demonstrovat na nejjednodušším FP rezonátoru. Jak už bylo řečeno, optické pole se musí po několika odrazech (u FP rezonátoru po dvou odrazech) zrekonstruovat a to včetně fáze. Navíc na zrcadlech se při odrazu fáze otáčí o π. Jediné stabilní řešení je, aby na zrcadle bylo elektrické pole nulové. V tom případě se může v rezonátoru se vzdáleností zrcadel d udržet jen takové záření, které splňuje podmínku d = qλ/2 = qc/2ν (viz. obr. 2). To omezuje spektrum záření, rezonátor se chová jako frekvenční filtr. Frekvence (vlnové délky) nesplňující tuto podmínku se interferenčně vyruší (interferují destruktivně). Vzhledem k délce rezonátoru se zavádí pojem volný frekvenční interval ν F, tedy frekvenční vzdálenost dvou vedlejších vlnových délek splňující rezonanční podmínku. ν F = c 2d, λ q = 2d q. (1) Z celého spektra by měl FP interferometr (etalon) propustit jen sérii vlnových délek (frekvencí), které jsou velmi úzce vymezené (mají zanedbatelně úzkou frekvenční šířku). V reálné situaci propouští FP etalon všechny vlnové délky, jen je selektivně utlumí díky destruktivní interferenci. Spektrální propustnost FP interferometru je periodickou funkcí s délkou periody rovnou volnému spektrálnímu intervalu. Frekvence splňující podmínku 1
2 6=2d/6 5=2d/5 Obrázek 2: Podmínka pro vlnové délky v rezonátoru o délce d. pro udržení v rezonátoru podélné mody mají ztráty minimální. Velkou propustnost mají ale i frekvence v těsné blízkosti podélných modů. To, jak široké spektrum je FP etalonem propuštěno bez výraznějších ztrát závisí na vlastnostech rezonátoru. Hlavní z těchto vlastností jsou ztráty. Ty mohou nastat v prostředí, které je mezi zrcadly rezonátoru, nebo mohou vznikat přímo na zrcadlech. Tyto zrcadla bývají částečně propustná, aby se optické pole mohlo dostat do rezonátoru a zase ven. Pokud je optické pole moc široké, vznikají ztráty také tím, že energie uniká bokem v důsledku konečných rozměrů nebo nedokonalé rovnoběžnosti zrcadel. Pro poměření ztrát FP rezonátoru (předpokládejme ztráty pouze na zrcadlech) definujeme maximální propustnost T max = t2, kde t a r jsou součiny amplitudových propustností resp. odrazivostí dvou (1 r) 2 zrcadel. Jemnost F (Finesse), další parametr popisující FP rezonátor, se vypočítá podle vztahu F = π r. Spektrální průběh propustnosti má potom tvar (obr. 3) 1 r T (ν) = T m ax 1 + ( ) 2 ( ). (2) 2F π sin 2 πν ν F FP rezonátor můžeme použít jako spektrální analyzátor. Můžeme měnit vzdálenost mezi zrcadly a tím měnit propustnost filtru tak, že proskenujeme určitou spektrální oblast a změříme výstupní optický výkon. Posunem zrcadla o vzdálenost δd se posune maximum propustnosti o spektrální vzdálenost δν q = ν q δd/d. Nevýhodou tohoto spektrálního filtru je ale nejednoznačnost. Propustnost filtru je periodická, můžeme jím měřit jen spektrální závislosti s šířkou spektra menší než volný spektrální interval ν F. Příklad naměřeného spektra polovodičové diody je na obrázku 4, v tabulce 1.1 je několik hodnot volného spektrálního intervalu pro různé šířky FP etalonu. 2
3 T max Propustnost F / q-1 q q+1 F = c/2d Obrázek 3: Spektrální propustnost FP etalonu pro tři hodnoty jemnosti F. d ν F λ F 1 nm/ν F δν δλ mm GHz nm GHz nm Tabulka 1: Parametry FP etalonu pro F = 15 a λ = 83 nm. Obrázek 4: Průběh spektra laserové diody změřený pomocí FP etalonu. 3
4 1.2 Sférický rezonátor To, zda bude rezonátor stabilní či nikoliv, můžeme určit jednoduše pomocí paprskové optiky. Vyjde nám tato podmínka ) ) (1 + (1 dr1 + dr2 1, (3) kde d je vzdálenost dvou sférických zrcadel o poloměrech křivosti R 1,2. Existuje tedy nekonečné množství kombinací, jak vytvořit takový rezonátor, v němž se optické pole udrží. Poloměr křivosti zrcadla může nabývat kladných hodnot v případě vypuklého zrcadla, může být ale i záporný pro vydutá zrcadla. Pro speciální případ rovinného zrcadla je poloměr křivosti nekonečně velký, potom d/r =. Podmínku stability lze znázornit i graficky, obr. 6, zde je stabilní oblast označená šedou barvou. Speciální případy kromě jednoho případu na hranici stability jsou znázorněny ve výsecích... R 1 R 2 d Obrázek 5: Rezonátor se sférickými vydutými zrcadly (R 1,2 < ). (1+d/R 2 ) (1+d/R 1 ) Obrázek 6: Grafické znázornění podmínky stability sférických rezonátorů (šedá oblast). 4
5 Paprsková optika nám sice může říct, jaké poloměry křivosti zrcadel v jaké vzdálenosti jsou možné, neřekne nám ale, jaké optické pole se nám může v takovém rezonátoru generovat. V tomto ohledu je potřeba obrátit se na vlnovou optiku a její podkapitolu svazkové optiky. Zjistíme, že v rezonátoru se může udržet pouze takový optický svazek, jehož tvar vlnoplochy v místě zrcadel rezonátoru odpovídá křivosti těchto zrcadel. Gaussovský svazek je nejjednodušším řešením. Příčné rozložení intenzity ve svazku má gaussovský průběh (odtud pojmenování). Při podélném šíření má v jednom místě nejužší pološířku svazku W pás. Po i proti směru šíření se tato pološířka W (z) rozšiřuje v důsledku difrakce. Parametr z se nazývá Rayleghovou vzdáleností. Gaussovský svazek má v poloze pasu rovinnou vlnoplochu, dále od pasu se poloměr křivosti vlnoplochy R(z) zmenšuje (z nekonečna dolů), v poloze z = ±z nabývá minimální hodnoty a dál se opět zvětšuje (pro z = je R(z) z). ( ) z 2, z W (z) = W 1 + R(z) = z + 2 z z, z = πw 2 λ = d z 2 R d 1. (4) z 1 z 2 Obrázek 7: Vlevo podélná difrakce gaussovského svazku v rezonátoru, vpravo příčný profil. V důsledku fázového zpoždění vlnoplochy v poloze mimo pás, ζ(z) = arctan (z/z ), dochází i k posuvu rezonančních frekvencí, ν q = qν F + δζν F /π, kde δζ = ζ(z 2 ) ζ(z 1 ). Gaussovské svazky jsou jedním nikoliv jediným řešením stability rezonátoru. Úplnou sadou řešení jsou Hermitovy-guassovy svazky, v případě rotační symetrie Laguerrovygaussovy svazky. Tyto svazky jsou navíc charakterizovány dvěma celými kladnými čísly l a m, které popisují příčný mod svazku, viz obr. 8. Pro l = m = dostaneme základní gaussovský svazek, ostatní vyšší mody už nemají příčný profil jen s jedním maximem. Mody rezonátoru označujeme jako podélné, pro stejné součty l + m jsou frekvenčně vzdálené o ν F = c/2d. Příčné mody pro stejnou hodnotu q jsou frekvenčně vzdálené o celočíselný násobek δζν F /π, 1.3 Mody laseru ν l,m,q = qν F + (l + m + 1) δζ π ν F. (5) Laser s rezonátorem se sférickými zrcadly bude generovat kombinaci příčných a podélných modů splňujících rezonanční podmínky. Díky tomu bude svítit na mnoha vlnových délkách, 5
6 Obrázek 8: Příčný profil svazků různých řádů, vlevo Hermitovy-guassovy svazky, vpravo Laguerrovy-gaussovy svazky. v kterých přesahuje zisk aktivního prostředí ztráty rezonátoru. Jednotlivé vlnové délky můžeme odhalit bud pomocí přesného spektrometru nebo monochromátoru (FP etalon), nebo pomocí Fourierovy transformace naměřené autokorelační funkce nebo můžeme provést přímo Fourierovu transformaci fluktuací malých výkyvů ve výkonu laseru (viz. obr. 9). Taková analýza nám odhalí podélné mody a kolem nich v menší spektrální vzdálenosti rozeseté příčné mody. -1 Kr laser, proud 45A, detektor DET2 clona 9, 325 mw clona 8, 3 mw -2 FFT Spektrum (db) Frekvence (MHz) Obrázek 9: Fourierova transformace změn výkonu laseru, po 128 MHz jsou patrné podélné mody, v jejich okolí potom příčné mody. Po omezení clonou v rezonátoru příčné mody zmizí. Jak kontrolovat výběr přesné vlnové délky emise laseru si předvedeme na příkladu Kryptonového plynového laseru z obrázku 1. Podle rozvržení zrcadel je jasné, že na rovinném zrcadle bude pás svazku a že poloměr křivosti vlnoplochy odpovídá křivosti výstupního částečně propustného zrcadla. Průchod Brewstrovými okénky způsobuje větší 6
7 ztráty horizontální složce polarizace, proto ve výsledku svítí laser jen vertikálně lineárně. Vyšší příčné mody mohou být omezeny kruhovou clonou s postupně se zmenšujícím průměrem. Čím vyšší příčný mód, tím větší pološířka svazku, zmenšením apertury zvětšíme ztráty vyšších mody tak, že se nedostanou přes práh (ztráty budou větší než zisk). Disperzní hranol Etalon Brewstrova okénka Kruhová clona Laserová Kr + trubice Rovinné zrcadlo Výstupní zrcadlo Obrázek 1: Schema Kryptonového plynového laseru. Co se týče spektra je Kryptonový plyn velmi univerzální. Jeho energetické přechody odpovídají 17 vlnovým délkám v rozmezí od 35 nm po 8 nm. Energetické hladiny jsou ale díky silnému magnetickému poli rozštěpené, takže energie odpovídající rozdílu hladin má určitý rozsah, a tedy i šířka spektra generovaných fotonů má určitou šířku čáry. Výběr jedné vlnové délky (frekvence) se děje v několika krocích: 1. Povrstvení dielektrických zrcadel tvořících rezonátor je vysoce odrazné jen pro určitou oblast spektra, jiné propouští, zavádí tím ztráty. Výběrem určitých zrcadel omezujeme možnou oblast laserování jen na dvě až čtyři blízké spektrální čáry. 2. Disperzního hranol rozkládá spektrum záření na jednotlivé složky. Malým náklonem hranolu zároveň s rovinným zrcadlem můžeme vybírat jednotlivé spektrální čáry. 3. I s disperzním hranolem v rámci jedné spektrální čáry může svítit více podélných modů splňujících rezonanční podmínku. Vybírat mezi jednotlivými mody můžeme pomocí velmi přesného interferenčního filtru Fabryova-Perotova etalonu. V případě kryptonového laseru se jedná o váleček s povrstvenými stěnami. Změna délky FP etalonu s provádí teplotně, tj. díky tepelné roztažnosti se mění vzdálenost zrcadel FP rezonátoru. V této konfiguraci svítí laser jednofrekvenčně, tj. spektrální čára emitovaná laserem je jen jedna a je velmi úzká. Každý z předešlých kroků ale snižuje výstupní výkon laseru. Pro dané použití tedy musíme vědět, zda se vyplatí omezit spektrum emitovaného záření. 7
??): Radiová oblast vlnové délky od kilometrů po 0.1 m, záření se generuje a detekuje pomocí
Měření spektra světla Spektroskopie označuje metody určení frekvence ν resp. vlnové délky λ = c/ν elektromagnetického záření. Celé elektromagnetické spektrum lze rozdělit do podoblastí (viz obr.??): Radiová
VíceCZ.1.07/2.2.00/ AČ (RCPTM) Spektroskopie 1 / 24
MĚŘENÍ SPEKTRA SVĚTLA Antonín Černoch Regionální centrum pokročilých technologií a materiálů CZ.1.07/2.2.00/15.0147 AČ (RCPTM) Spektroskopie 1 / 24 Úvod Obsah 1 Úvod 2 Zobrazovací spektrometry Disperzní
VíceREZONÁTORY, LASERY, INTERFERENCE
REZONÁTORY, LASERY, INTERFERENCE Antonín Černoch Společná laboratoř optiky UP a FZÚ AV ČR Regionální centrum pokročilých technologií a materiálů Disperzní hranol Etalon Brewstrova okénka Kruhová clona
VíceÚvod do laserové techniky
Úvod do laserové techniky Světlo jako elektromagnetické záření II. část Jan Šulc Katedra fyzikální elektroniky České vysoké učení technické v Praze jan.sulc@fjfi.cvut.cz 6. října 016 Kontakty Ing. Jan
Vícerychlostí šíření světla v tomto prostředí ku vakuu, n = c/v. Pro vzduch je index lomu přibližně 1, voda má 1.33, sklo od 1.5 do 1.9.
1 Transport světla Pro popis šíření světla se může použít více metod v závislosti na okolnostech. Pokud je vlnová délka zanedbatelně malá nebo překážky, které klademe světlu do cesty, jsou mnohem větší
VíceVLNOVÁ OPTIKA. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Optika - 3. ročník
VLNOVÁ OPTIKA Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Optika - 3. ročník Vlnová optika Světlo lze chápat také jako elektromagnetické vlnění. Průkopníkem této teorie byl Christian Huyghens. Některé jevy se dají
VíceFabry Perotův interferometr
Fabry Perotův interferometr Princip Dvě zrcadla jsou sestavena tak aby tvořila tzv. Fabry Perotův interferometr, s jehož pomocí je vyšetřován svazek paprsků vycházejících z laseru. Při experimentu se pohybuje
VíceFyzika II. Marek Procházka Vlnová optika II
Fyzika II Marek Procházka Vlnová optika II Základní pojmy Reflexe (odraz) Refrakce (lom) jevy na rozhraní dvou prostředí o různém indexu lomu. Disperze (rozklad) prostorové oddělení složek vlnění s různou
VíceOptická spektroskopie
Univerzita Palackého v Olomouci Přírodovědecká fakulta Optická spektroskopie Antonín Černoch, Radek Machulka, Jan Soubusta Olomouc 2012 Oponenti: Mgr. Karel Lemr, Ph.D. RNDr. Dagmar Chvostová Publikace
VíceSvětlo jako elektromagnetické záření
Světlo jako elektromagnetické záření Základní pojmy: Homogenní prostředí prostředí, jehož dané vlastnosti jsou ve všech místech v prostředí stejné. Izotropní prostředí prostředí, jehož dané vlastnosti
VíceJestliže rozkmitáme nějakou částici pevného, kapalného anebo plynného prostředí, tak síly pružnosti přenesou tento kmitavý pohyb na částici sousední
Jestliže rozkmitáme nějakou částici pevného, kapalného anebo plynného prostředí, tak síly pružnosti přenesou tento kmitavý pohyb na částici sousední a ta jej zase předá svému sousedovi. Částice si tedy
VíceOptika pro mikroskopii materiálů I
Optika pro mikroskopii materiálů I Jan.Machacek@vscht.cz Ústav skla a keramiky VŠCHT Praha +42-0- 22044-4151 Osnova přednášky Základní pojmy optiky Odraz a lom světla Interference, ohyb a rozlišení optických
VíceDigitální učební materiál
Číslo projektu Název projektu Číslo a název šablony klíčové aktivity Digitální učební materiál CZ.1.07/1.5.00/3.080 Zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT III/ Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím
Více7 FYZIKÁLNÍ OPTIKA. Interference Ohyb Polarizace. Co je to ohyb? 27.2 Ohyb
1 7 FYZIKÁLNÍ OPTIKA Interference Ohyb Polarizace Co je to ohyb? 27.2 Ohyb Ohyb vln je jev charakterizovaný odchylkou od přímočarého šíření vlnění v témže prostředí. Ve skutečnosti se nejedná o nový jev
VíceCharakteristiky optického záření
Fyzika III - Optika Charakteristiky optického záření / 1 Charakteristiky optického záření 1. Spektrální charakteristika vychází se z rovinné harmonické vlny jako elementu elektromagnetického pole : primární
VíceMĚŘENÍ ABSOLUTNÍ VLHKOSTI VZDUCHU NA ZÁKLADĚ SPEKTRÁLNÍ ANALÝZY Measurement of Absolute Humidity on the Basis of Spectral Analysis
MĚŘENÍ ABSOLUTNÍ VLHKOSTI VZDUCHU NA ZÁKLADĚ SPEKTRÁLNÍ ANALÝZY Measurement of Absolute Humidity on the Basis of Spectral Analysis Ivana Krestýnová, Josef Zicha Abstrakt: Absolutní vlhkost je hmotnost
VíceMěření vlnové délky spektrálních čar rtuťové výbojky pomocí optické mřížky
Měření vlnové délky spektrálních čar rtuťové výbojky pomocí optické mřížky Úkol : 1. Určete mřížkovou konstantu d optické mřížky a porovnejte s hodnotou udávanou výrobcem. 2. Určete vlnovou délku λ jednotlivých
VíceATOMOVÁ SPEKTROMETRIE
ATOMOVÁ SPEKTROMETRIE Atomová spektrometrie valenčních e - 1. OES (AES). AAS 3. AFS 1 Atomová spektra čárová spektra Tok záření P - množství zářivé energie (Q E ) přenesené od zdroje za jednotku času.
VíceLasery optické rezonátory
Lasery optické rezonátory Optické rezonátory Optickým rezonátorem se rozumí dutina obklopená odrazovými plochami, v níž je pasivní dielektrické prostředí. Rezonátor je nezbytnou součástí laseru, protože
Více4. Z modové struktury emisního spektra laseru určete délku aktivní oblasti rezonátoru. Diskutujte,
1 Pracovní úkol 1. Změřte současně světelnou i voltampérovou charakteristiku polovodičového laseru. Naměřené závislosti zpracujte graficky. Stanovte prahový proud i 0. 2. Pomocí Hg výbojky okalibrujte
VíceRovinná harmonická elektromagnetická vlna
Rovinná harmonická elektromagnetická vlna ---- 1. příklad -------------------------------- 2 GHz prochází prostředím s parametry: r 5, r 1, 0.005 S / m. Amplituda intenzity magnetického pole je H m 0.25
VíceMODERNÍ METODY CHEMICKÉ FYZIKY I lasery a jejich použití v chemické fyzice Přednáška 5
MODERNÍ METODY CHEMICKÉ FYZIKY I lasery a jejich použití v chemické fyzice Přednáška 5 Ondřej Votava J. Heyrovský Institute of Physical Chemistry AS ČR Opakování z minula Light Amplifier by Stimulated
VíceGeometrická optika. předmětu. Obrazový prostor prostor za optickou soustavou (většinou vpravo), v němž může ležet obraz - - - 1 -
Geometrická optika Optika je část fyziky, která zkoumá podstatu světla a zákonitosti světelných jevů, které vznikají při šíření světla a při vzájemném působení světla a látky. Světlo je elektromagnetické
Víceprotony) se mohou chovat jako vlnění (tedy mohou interferovat) i jako částice (lze
1 Chování fotonu na děliči svazků Co je to vlastně foton? Pojmem foton myslíme kvantum elektromagnetického záření. Pokud budeme zmenšovat energii elektromagnetického záření (světla), potom někde na hodnotě
VíceZÁKLADNÍ ČÁSTI SPEKTRÁLNÍCH PŘÍSTROJŮ
ZÁKLADNÍ ČÁSTI SPEKTRÁLNÍCH PŘÍSTROJŮ (c) -2008, ACH/IM BLOKOVÉ SCHÉMA: (a) emisní metody (b) absorpční metody (c) luminiscenční metody U (b) monochromátor často umístěn před kyvetou se vzorkem. Části
VíceAplikovaná optika. Optika. Vlnová optika. Geometrická optika. Kvantová optika. - pracuje s čistě geometrickými představami
Aplikovaná optika Optika Geometrická optika Vlnová optika Kvantová optika - pracuje s čistě geometrickými představami - zanedbává vlnovou a kvantovou povahu světla - elektromagnetická teorie světla -světlo
VíceFyzika II, FMMI. 1. Elektrostatické pole
Fyzika II, FMMI 1. Elektrostatické pole 1.1 Jaká je velikost celkového náboje (kladného i záporného), který je obsažen v 5 kg železa? Předpokládejme, že by se tento náboj rovnoměrně rozmístil do dvou malých
VíceMĚŘENÍ VLNOVÝCH DÉLEK SVĚTLA MŘÍŽKOVÝM SPEKTROMETREM
MĚŘENÍ VLNOVÝCH DÉLEK SVĚTLA MŘÍŽKOVÝM SPEKTROMETREM Difrakce (ohyb) světla je jedním z několika projevů vlnových vlastností světla. Z těchto důvodů světlo při setkání s překážkou nepostupuje dále vždy
VíceSTUDIUM OHYBOVÝCH JEVŮ LASEROVÉHO ZÁŘENÍ
Úloha č. 7a STUDIUM OHYBOVÝCH JEVŮ ASEROVÉHO ZÁŘENÍ ÚKO MĚŘENÍ: 1. Na stínítku vytvořte difrakční obrazec difrakční mřížky, štěrbiny a vlasu. Pro všechny studované objekty zaznamenejte pomocí souřadnicového
Více2. Pomocí Hg výbojky okalibrujte stupnici monochromátoru SPM 2.
1 Pracovní úkoly 1. Změřte současně světelnou i voltampérovou charakteristiku polovodičového laseru. Naměřené závislosti zpracujte graficky. Stanovte prahový proud i 0. 2. Pomocí Hg výbojky okalibrujte
VíceJak vyrobit monochromatické Slunce
Jak vyrobit monochromatické Slunce Spektroskopie (nejen) ve sluneční fyzice LS 011/01 Michal Švanda Astronomický ústav MFF UK Astronomický ústav AV ČR Pozorování Slunce ve spektrální čáře Spektroheliogram
VíceFYZIKA II. Marek Procházka 1. Přednáška
FYZIKA II Marek Procházka 1. Přednáška Historie Dělení optiky Základní pojmy Reflexe (odraz) Refrakce (lom) jevy na rozhraní dvou prostředí o různém indexu lomu. Disperze (rozklad) prostorové oddělení
VíceZÁKLADNÍ ČÁSTI SPEKTROMETRŮ
ZÁKLADNÍ ČÁSTI SPEKTROMETRŮ pro atomovou spektrometrii valenčních elektronů (c) -2010 Dělení metod atomové spektrometrie (z hlediska instrumentace) Atomová spektrometrie valenčních elektronů UV a Vis (+
VíceSvětlo x elmag. záření. základní principy
Světlo x elmag. záření základní principy Jak vzniká a co je to duha? Spektrum elmag. záření Viditelné 380 760 nm, UV 100 380 nm, IR 760 nm 1mm Spektrum elmag. záření Harmonická vlna Harmonická vlna E =
VíceLom světla na kapce, lom 1., 2. a 3. řádu Lom světla na kapce, jenž je reprezentována kulovou plochou rozhraní, je složitý mechanismus rozptylu dopada
Fázový Dopplerův analyzátor (PDA) Základy geometrické optiky Index lomu látky pro světlo o vlnové délce λ je definován jako poměr rychlosti světla ve vakuu k rychlosti světla v látce. cv n = [-] (1) c
VíceProjekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/
Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/03.0009 Zrcadla Zobrazení zrcadlem Zrcadla jistě všichni znáte z každodenního života ráno se do něj v koupelně díváte,
VíceLaboratorní práce č. 3: Měření vlnové délky světla
Přírodní vědy moderně a interaktivně SEMINÁŘ FYZIKY Laboratorní práce č. 3: Měření vlnové délky světla G Gymnázium Hranice Přírodní vědy moderně a interaktivně SEMINÁŘ FYZIKY Gymnázium G Hranice Test
VíceProjekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/ Vlnění
Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/03.0009 Vlnění Vhodíme-li na klidnou vodní hladinu kámen, hladina se jeho dopadem rozkmitá a z místa rozruchu se začnou
Více2. Vlnění. π T. t T. x λ. Machův vlnostroj
2. Vlnění 2.1 Vlnění zvláštní případ pohybu prostředí Vlnění je pohyb v soustavě velkého počtu částic navzájem vázaných, kdy částice kmitají kolem svých rovnovážných poloh. Druhy vlnění: vlnění příčné
VíceJméno a příjmení. Ročník. Měřeno dne Příprava Opravy Učitel Hodnocení. Vlnové vlastnosti světla difrakce, laser
FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM Ústav fyziky FEKT VUT BRNO Jméno a příjmení Petr Švaňa Ročník 1 Předmět IFY Kroužek 38 ID 155793 Spolupracoval Měřeno dne Odevzdáno dne Lukáš Teuer 8.4.2013 22.4.2013 Příprava Opravy
VíceZvuk. 1. základní kmitání. 2. šíření zvuku
Zvuk 1. základní kmitání - vzduchem se šíří tlakové vzruchy (vzruchová vlna), zvuk je systémem zhuštěnin a zředěnin - podstatou zvuku je kmitání zdroje zvuku a tím způsobené podélné vlnění elastického
VíceOptiky do laserů CO2
Optiky do laserů CO2 SMĚROVÁ ZRCADLA S OPTIMALIZOVANOU ODRAZIVOSTÍ DO LASEROVÝCH REZONÁTORŮ A PAPRSKOVÝCH VEDENÍ Každé zrcadlo má svůj vlastní název, podle toho, kde se v laseru CO2 nachází a za jakým
VíceMěření charakteristik pevnolátkového infračerveného Er:Yag laseru
Měření charakteristik pevnolátkového infračerveného Er:Yag laseru Ondřej Ticháček, PORG, ondrejtichacek@gmail.com Abstrakt: Úkolem bylo proměření základních charakteristik záření pevnolátkového infračerveného
VíceSpektrometrické metody. Reflexní a fotoakustická spektroskopie
Spektrometrické metody Reflexní a fotoakustická spektroskopie odraz elektromagnetického záření - souvislost absorpce a reflexe Kubelka-Munk funkce fotoakustická spektroskopie Měření odrazivosti elmg záření
VíceCharakteristiky laseru vytvářejícího světelné impulsy o délce několika pikosekund
Charakteristiky laseru vytvářejícího světelné impulsy o délce několika pikosekund H. Picmausová, J. Povolný, T. Pokorný Gymnázium, Česká Lípa, Žitavská 2969; Gymnázium, Brno, tř. Kpt. Jaroše 14; Gymnázium,
VíceFyzika 2 - rámcové příklady vlnová optika, úvod do kvantové fyziky
Fyzika 2 - rámcové příklady vlnová optika, úvod do kvantové fyziky 1. Vysvětlete pojmy kulová a rovinná vlnoplocha. 2. Pomocí Hyugensova principu vysvětlete konstrukci tvaru vlnoplochy v libovolném budoucím
VícePraktikum školních pokusů 2
Praktikum školních pokusů 2 Optika 3A Interference a difrakce světla Jana Jurmanová Přírodovědecká fakulta Masarykovy univerzity, Brno I Interference na dvojštěrbině Odvod te vztah pro polohu interferenčních
VíceVYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ ÚSTAV RADIOELEKTRONIKY. OPTICKÝ SPOJ LR-830/1550 Technický popis
VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ ÚSTAV RADIOELEKTRONIKY OPTICKÝ SPOJ LR-830/1550 Technický popis BRNO, 2009 1 Návrh a konstrukce dálkového spoje 1.1 Optická
VíceZdroje optického záření
Metody optické spektroskopie v biofyzice Zdroje optického záření / 1 Zdroje optického záření tepelné výbojky polovodičové lasery synchrotronové záření Obvykle se charakterizují zářivostí (zářivý výkon
VíceÚloha 15: Studium polovodičového GaAs/GaAlAs laseru
Petra Suková, 2.ročník, F-14 1 Úloha 15: Studium polovodičového GaAs/GaAlAs laseru 1 Zadání 1. Změřte současně světelnou i voltampérovou charakteristiku polovodičového laseru. Naměřenézávislostizpracujtegraficky.Stanovteprahovýproud
VíceLaserové technologie v praxi I. Přednáška č.1. Fyzikální princip činnosti laserů. Hana Chmelíčková, SLO UP a FZÚ AVČR Olomouc, 2011
Laserové technologie v praxi I. Přednáška č. Fyzikální princip činnosti laserů Hana Chmelíčková, SLO UP a FZÚ AVČR Olomouc, 0 LASER kvantový generátor světla Fyzikální princip činnosti laserů LASER zkratka
VíceJaký význam má kritický kmitočet vedení? - nejnižší kmitočet vlny, při kterém se vlna začíná šířit vedením.
Jaký význam má kritický kmitočet vedení? - nejnižší kmitočet vlny, při kterém se vlna začíná šířit vedením. Na čem závisí účinnost vedení? účinnost vedení závisí na činiteli útlumu β a na činiteli odrazu
VícePříloha č. 1. amplitudová charakteristika filtru fázová charakteristika filtru / frekvence / Hz. 1. Určení proudové hustoty
Příloha č. 1 Při hodnocení expozice nízkofrekvenčnímu elektromagnetickému poli (0 Hz 10 MHz) je určující veličinou modifikovaná proudová hustota J mod indukovaná v tělesné tkáni. Jak je uvedeno v nařízení
VíceVÝUKOVÝ SOFTWARE PRO ANALÝZU A VIZUALIZACI INTERFERENČNÍCH JEVŮ
VÝUKOVÝ SOFTWARE PRO ANALÝZU A VIZUALIZACI INTERFERENČNÍCH JEVŮ P. Novák, J. Novák Katedra fyziky, Fakulta stavební, České vysoké učení technické v Praze Abstrakt V práci je popsán výukový software pro
VíceLaboratorní úloha č. 7 Difrakce na mikro-objektech
Laboratorní úloha č. 7 Difrakce na mikro-objektech Úkoly měření: 1. Odhad rozměrů mikro-objektů z informací uváděných výrobcem. 2. Záznam difrakčních obrazců (difraktogramů) vzniklých interakcí laserového
VícePRAKTIKUM III. Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. Pracoval: Jan Polášek stud. skup. 11 dne 23.4.2009.
Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK PRAKTIKUM III Úloha č. XXVI Název: Vláknová optika Pracoval: Jan Polášek stud. skup. 11 dne 23.4.2009 Odevzdal dne: Možný počet bodů
Víceλ, (20.1) 3.10-6 infračervené záření ultrafialové γ a kosmické mikrovlny
Elektromagnetické vlny Optika, část fyziky zabývající se světlem, patří spolu s mechanikou k nejstarším fyzikálním oborům. Podle jedné ze starověkých teorií je světlo vyzařováno z oka a oko si jím ohmatává
VíceGeometrická optika. Optické přístroje a soustavy. převážně jsou založeny na vzájemné interakci světelného pole s látkou nebo s jiným fyzikálním polem
Optické přístroje a soustav Geometrická optika převážně jsou založen na vzájemné interakci světelného pole s látkou nebo s jiným fzikálním polem Důsledkem této t to interakce je: změna fzikáln lních vlastností
VíceAkustooptický modulátor s postupnou a stojatou akustickou vlnou
Úloha č. 8 pro laserová praktika (ZPLT) KFE, FJFI, ČVUT, Praha v. 2017/2018 Akustooptický modulátor s postupnou a stojatou akustickou vlnou Akustooptické modulátory (AOM), někdy též nazývané Braggovské
VíceÚvod do laserové techniky KFE FJFI ČVUT Praha Michal Němec, 2014. Plynové lasery. Plynové lasery většinou pracují v kontinuálním režimu.
Aktivní prostředí v plynné fázi. Plynové lasery Inverze populace hladin je vytvářena mezi energetickými hladinami některé ze složek plynu - atomy, ionty nebo molekuly atomární, iontové, molekulární lasery.
VíceNázev: Pozorování a měření emisních spekter různých zdrojů
Název: Pozorování a měření emisních spekter různých zdrojů Autor: Doc. RNDr. Milan Rojko, CSc. Název školy: Gymnázium Jana Nerudy, škola hl. města Prahy Předmět, mezipředmětové vztahy: fyzika, chemie Ročník:
VíceSpektrální charakteristiky
Spektrální charakteristiky Cíl cvičení: Měření spektrálních charakteristik filtrů a zdrojů osvětlení 1 Teoretický úvod Interakcí elektromagnetického vlnění s libovolnou látkou vzniká optický jev, který
VíceABSORPČNÍ A EMISNÍ SPEKTRÁLNÍ METODY
ABSORPČNÍ A EMISNÍ SPEKTRÁLNÍ METODY 1 Fyzikální základy spektrálních metod Monochromatický zářivý tok 0 (W, rozměr m 2.kg.s -3 ): Absorbován ABS Propuštěn Odražen zpět r Rozptýlen s Bilance toků 0 = +
VíceAkustooptický modulátor s postupnou a stojatou akustickou vlnou
Úloha č. 8 pro laserová praktika KFE, FJFI, ČVUT v Praze, verze 2010/1 Akustooptický modulátor s postupnou a stojatou akustickou vlnou Akustooptické modulátory (AOM), někdy též nazývané Braggovské cely,
Více4.4. Vlnové vlastnosti elektromagnetického záření
4.4. Vlnové vlastnosti elektromagnetického záření 4.4.1. Interference 1. Charakterizovat význačné vlastnosti koherentních paprsků.. Umět definovat optickou dráhu v souvislosti s dráhovým rozdílem a s fázovým
Více13. Spektroskopie základní pojmy
základní pojmy Spektroskopicky významné OPTICKÉ JEVY absorpce absorpční spektrometrie emise emisní spektrometrie rozptyl rozptylové metody Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti
VíceFyzika laserů. 4. dubna Katedra fyzikální elektroniky.
Fyzika laserů Přitahováni frekvencí. Spektrum laserového záření. Modelocking Jan Šulc Katedra fyzikální elektroniky České vysoké učení technické jan.sulc@fjfi.cvut.cz 4. dubna 2013 Program přednášek 1.
Víceelektrické filtry Jiří Petržela filtry založené na jiných fyzikálních principech
Jiří Petržela filtry založené na jiných fyzikálních principech piezoelektrický jev při mechanickém namáhání krystalu ve správném směru na něm vzniká elektrické napětí po přiložení elektrického napětí se
VíceElektromagnetické vlnění
Elektromagnetické vlnění kolem vodičů elmag. oscilátoru se vytváří proměnné elektrické i magnetické pole http://www.walter-fendt.de/ph11e/emwave.htm Radiotechnika elmag vlnění vyzářené dipólem můžeme zachytit
VíceInterference vlnění
8 Interference vlnění Umět vysvětlit princip interference Umět vysvětlit pojmy interferenčního maxima a minima 3 Umět vysvětlit vznik stojatého vlnění 4 Znát podobnosti a rozdíly mezi postupnýma stojatým
VíceElektromagnetický oscilátor
Elektromagnetický oscilátor Již jsme poznali kmitání mechanického oscilátoru (závaží na pružině) - potenciální energie pružnosti se přeměňuje na kinetickou energii a naopak. T =2 m k Nejjednodušší elektromagnetický
VíceATOMOVÁ SPEKTROMETRIE
ATOMOVÁ SPEKTROMETRIE (c) Lenka Veverková, 2013 Atomová spektrometrie valenčních e - 1. OES (AES) 2. AAS 3. AFS ATOMOVÁ SPEKTRA ČÁROVÁ SPEKTRA Tok záření P - množství zářivé energie (Q E ) přenesené od
VíceSylabus přednášky Kmity a vlny. Optika
Sylabus přednášky Kmity a vlny. Optika Semestr zimní 4/2 PS, (4 společné konzultace + 2 pracovní semináře po 4 hodinách) z, zk - 7 KB Doporučeno pro 2. rok bakalářského studia. A. Kmity a vlny 1. Volné
Vícenano.tul.cz Inovace a rozvoj studia nanomateriálů na TUL
Inovace a rozvoj studia nanomateriálů na TUL nano.tul.cz Tyto materiály byly vytvořeny v rámci projektu ESF OP VK: Inovace a rozvoj studia nanomateriálů na Technické univerzitě v Liberci Experimentální
VíceYoungův dvouštěrbinový experiment
Youngův dvouštěrbinový experiment Cíl laboratorní úlohy: Cílem laboratorní úlohy je pochopit princip dvouštěrbinové interference a určit vlnovou délku světla na základě rozteče pozorovaných interferenčních
VíceLasery základy optiky
LASERY Lasery se staly jedním ze základních nástrojů moderních strojírenských technologií. Optimální využití laserových technologií předpokládá znalosti o jejich principech a o vlastnostech laserového
Víceh n i s k o v v z d á l e n o s t s p o j n ý c h č o č e k
h n i s k o v v z d á l e n o s t s p o j n ý c h č o č e k Ú k o l : P o t ř e b : Změřit ohniskové vzdálenosti spojných čoček různými metodami. Viz seznam v deskách u úloh na pracovním stole. Obecná
VíceVlnění, optika mechanické kmitání a vlnění zvukové vlnění elmag. vlny, světlo a jeho šíření zrcadla a čočky, oko druhy elmag. záření, rentgenové z.
Vlnění, optika mechanické kmitání a vlnění zvukové vlnění elmag. vlny, světlo a jeho šíření zrcadla a čočky, oko druhy elmag. záření, rentgenové z. Mechanické vlnění představte si závaží na pružině, které
VíceBalmerova série, určení mřížkové a Rydbergovy konstanty
Balmerova série, určení mřížkové a Rydbergovy konstanty V tomto laboratorním cvičení zkoumáme spektrální čáry 1. řádu vodíku a rtuti pomocí difrakční mřížky (mřížkového spektroskopu). Známé spektrální
VíceŘešení: Nejdříve musíme určit sílu, kterou působí kladka proti směru pohybu padajícího vědra a napíná tak lano. Moment síly otáčení kladky je:
Přijímací zkouška na navazující magisterské studium - 16 Studijní program Fyzika - všechny obory kromě Učitelství fyziky-matematiky pro střední školy, Varianta A Příklad 1 (5 bodů) Jak dlouho bude padat
VícePozorování Slunce s vysokým rozlišením. Michal Sobotka Astronomický ústav AV ČR, Ondřejov
Pozorování Slunce s vysokým rozlišením Michal Sobotka Astronomický ústav AV ČR, Ondřejov Úvod Na Slunci se důležité děje odehrávají na malých prostorových škálách (desítky až stovky km). Granule mají typickou
VíceÚloha 3: Mřížkový spektrometr
Petra Suková, 2.ročník, F-14 1 Úloha 3: Mřížkový spektrometr 1 Zadání 1. Seřiďte spektrometr pro kolmý dopad světla(rovina optické mřížky je kolmá k ose kolimátoru) pomocí bočního osvětlení nitkového kříže.
VíceSBÍRKA ŘEŠENÝCH FYZIKÁLNÍCH ÚLOH
SBÍRKA ŘEŠENÝCH FYZIKÁLNÍCH ÚLOH MECHANIKA MOLEKULOVÁ FYZIKA A TERMIKA ELEKTŘINA A MAGNETISMUS KMITÁNÍ A VLNĚNÍ OPTIKA FYZIKA MIKROSVĚTA ODRAZ A LOM SVĚTLA 1) Index lomu vody je 1,33. Jakou rychlost má
VíceATOMOVÁ SPEKTROMETRIE
ATOMOVÁ SPEKTROMETRIE doc. Ing. David MILDE, Ph.D. tel.: 585634443 E-mail: david.milde@upol.cz (c) -017 Doporučená literatura Černohorský T., Jandera P.: Atomová spektrometrie. Univerzita Pardubice 1997.
VíceOtázky z optiky. Fyzika 4. ročník. Základní vlastnosti, lom, odraz, index lomu
Otázky z optiky Základní vlastnosti, lom, odraz, index lomu ) o je světlo z fyzikálního hlediska? Jaké vlnové délky přísluší viditelnému záření? - elektromagnetické záření (viditelné záření) o vlnové délce
VíceVznik a šíření elektromagnetických vln
Vznik a šíření elektromagnetických vln Hlavní body Rozšířený Coulombův zákon lektromagnetická vlna ve vakuu Zdroje elektromagnetických vln Přehled elektromagnetických vln Foton vlna nebo částice Fermatův
Více1.3. Módy laseru, divergence svazku, fokuzace svazku, Q- spínání
1.3. Módy laseru, divergence svazku, fokuzace svazku, Q- spínání Mody optického rezonátoru kmitající soustava je charakterizována vlastními frekvencemi. Optický rezonátor jako kmitající soustava nekonečný
VíceFyzikální podstata zvuku
Fyzikální podstata zvuku 1. základní kmitání vzduchem se šíří tlakové vzruchy (vzruchová vlna), zvuk je systémem zhuštěnin a zředěnin podstatou zvuku je kmitání zdroje zvuku a tím způsobené podélné vlnění
VíceElektromagnetické pole je generováno elektrickými náboji a jejich pohybem. Je-li zdroj charakterizován nábojovou hustotou ( r r
Záření Hertzova dipólu, kulové vlny, Rovnice elektromagnetického pole jsou vektorové diferenciální rovnice a podle symetrie bývá vhodné je řešit v křivočarých souřadnicích. Základní diferenciální operátory
VíceMěření optických vlastností materiálů
E Měření optických vlastností materiálů Úkoly : 1. Určete spektrální propustnost vybraných materiálů různých typů stavebních skel a optických filtrů pomocí spektrofotometru 2. Určete spektrální odrazivost
VíceRovinná monochromatická vlna v homogenním, neabsorbujícím, jednoosém anizotropním prostředí
Rovinná monochromatická vlna v homogenním, neabsorbujícím, jednoosém anizotropním prostředí r r Další předpoklad: nemagnetické prostředí B = µ 0 H izotropně. Veškerá anizotropie pochází od interakce elektrických
VíceFYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM FJFI ČVUT V PRAZE
FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM FJFI ČVUT V PRAZE Datum měření: 18.4.2012 Jméno: Jakub Kákona Pracovní skupina: 2 Hodina: Po 7:30 Spolupracovníci: Viktor Polák Hodnocení: Měření s polarizovaným světlem Abstrakt V
VíceNázev a číslo materiálu VY_32_INOVACE_ICT_FYZIKA_OPTIKA
Název a číslo materiálu VY_32_INOVACE_ICT_FYZIKA_OPTIKA OPTIKA ZÁKLADNÍ POJMY Optika a její dělení Světlo jako elektromagnetické vlnění Šíření světla Odraz a lom světla Disperze (rozklad) světla OPTIKA
VíceMěření optických vlastností materiálů
E Měření optických vlastností materiálů Úkoly : 1. Určete spektrální propustnost vybraných materiálů různých typů stavebních skel a optických filtrů pomocí spektrofotometru 2. Určete spektrální odrazivost
Více(1 + v ) (5 bodů) Pozor! Je nutné si uvědomit, že v a f mají opačný směr! Síla působí proti pohybu.
Přijímací zkouška na navazující magisterské studium - 017 Studijní program Fyzika - všechny obory kromě Učitelství fyziky-matematiky pro střední školy, Varianta A Příklad 1 (5 bodů) Těleso s hmotností
Vícedoc. Dr. Ing. Elias TOMEH Elias Tomeh / Snímek 1
doc. Dr. Ing. Elias TOMEH e-mail: elias.tomeh@tul.cz Elias Tomeh / Snímek 1 Frekvenční spektrum Dělení frekvenčního pásma (počet čar) Průměrování Časovou váhovou funkci Elias Tomeh / Snímek 2 Vzorkovací
VíceOdraz světla na rozhraní dvou optických prostředí
Odraz světla na rozhraní dvou optických prostředí Může kulová nádoba naplněná vodou sloužit jako optická čočka? Exponát demonstruje zaostření světla procházejícího skrz vodní kulovou čočku. Pohyblivý světelný
VíceMěření závislosti indexu lomu kapalin na vlnové délce
Měření závislosti indexu lomu kapalin na vlnové délce TOMÁŠ KŘIVÁNEK Přírodovědecká fakulta Masarykovy univerzity, Brno Abstrakt V příspěvku je popsán jednoduchý experiment pro demonstraci a měření závislosti
VíceFYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM FJFI ČVUT V PRAZE
FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM FJFI ČVUT V PRAZE Datum měření: 18.4.2012 Jméno: Jakub Kákona Pracovní skupina: 2 Hodina: Po 7:30 Spolupracovníci: Viktor Polák Hodnocení: Měření s polarizovaným světlem Abstrakt V
VíceLaserové technologie v praxi I. Přednáška č.2. Základní konstrukční součásti laserů. Hana Chmelíčková, SLO UP a FZÚ AVČR Olomouc, 2011
Laserové technologie v praxi I. Přednáška č.2 Základní konstrukční součásti laserů Hana Chmelíčková, SLO UP a FZÚ AVČR Olomouc, 2011 Konstrukce laseru 1 - Aktivní prostředí 2 - Čerpací zařízení 3 - Optický
Více