LF00EE08 Fotoniikan ja optiikan perusteet (4 op)
Verkosto-opintojakso
Verkosto: LUT-UEF Tekniikan koulutuksen yhteistyö
Verkosto: FysNet - fysiikan koulutusverkosto
Tarjolla: Tohtorikoulutus, Maisteriopiskelijat, Kandidaattiopiskelijat ja Kandi- ja maisteriopiskelijat
Tämä opintojakso on tarjolla FYSNET-verkostossa. Verkoston opinnot ovat tarjolla Jyväskylän yliopiston Matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan ja informaatioteknologian tiedekunnan kandidaatti- ja maisteriopiskelijoille sekä tohtoriopiskelijoille.
Kuvaus
- Johdanto
- Aallot yleisesti
- Sähkömagneettiset aallot
- Valo homogeenisessa materiaalissa
- Valon taittuminen ja heijastus rajapinnalla
- Valon interferenssi
- Valon diffraktio
- Geometrinen optiikka
- Kuvantaminen
Kurssin materiaali löytyy kurssin Moodle-sivustolta.
Osaamistavoitteet
Opintojakson suoritettuaan opiskelija
- Ymmärtää valon ja fotoniikan merkityksen
- Ymmärtää valon luonteen aaltona ja kvantteina
- Ymmärtää valon polarisaation
- Ymmärtää miten valon polarisaatiota voidaan muuttaa eri komponenteilla.
- Ymmärtää valon absorption, emission ja sironnan.
- Ymmärtää valon heijastumisen ja taittumisen
- Osaa laskea valon heijastumisen ja taittumisen suunnat ja suuruudet.
- Ymmärtää valon aaltojen interferenssin.
- Ymmärtää valon kaksoisrakokokeen.
- Ymmärtää interferometrin toiminnan.
- Ymmärtää valon diffraktion perusteet.
- Osaa laskea diffraktoituneen valon suunnan diffraktiohilan jälkeen.
- Osaa laskea yksinkertaisen rakosysteemin tuottaman diffraktiokuvion.
- Ymmärtää valon etenemisen geometrisen tarkastelun ja aalloilla tarkastelun välisen yhteyden.
- Osaa analysoida geometrisen optiikan avulla valon käyttäytymisen yksinkertaisissa optisissa komponenteissa kuten linssit ja peilit.
- Ymmärtää kuvantamisen optisessa systeemissä.
- Osaa ratkaista kuvan muodostumisen yksinkertaisessa linssi- tai peilisyteemissä.
- Ymmärtää miten kuvantamisen laatua voidaan karakterisoida.
- Tietää, mitä ovat aberraatiot kuvasusysteeemissä.
Lisätietoja
Mahdollisuus suorittaa etänä ympäri vuoden.
Exam-tentti mahdollista suorittaa tenttivierailuna toisen yliopiston Exam-tiloissa.
Esitietojen kuvaus
Opiskelijan odotetaan osaavan kurssille tullessa seuraavat asiat:
- Mekaniikan perusteet kuten energia, potentiaali ja liikemäärä.
- Lineaarialgebran ja matriisilaskennan perusteet.
- Sähkömagnetismin perusteet.
- Peruslaskutoimitukset kompleksiluvuilla ja kompleksisilla funktioilla.
- Differentiaali- ja intergraalilaskennan perusteet.
- Trigonometrian perusasiat.
- Vektori ja laskutoimitukset niillä.
- Kvanttimekaniikan perusteiden kuten energian kvantittumisen ymmärtämisestä on myös hyötyä.
Kurssin materiaalista Moodlesta löytyy tarkempi lista tarvittavista ennakkotiedoista, ja materiaalia, jolla opiskelija voi tarvittaessa täydentää ennakkotietojaan.