Základy klasické radiometrie a fotometrie - NBCM102

• Anglický název: Fundamentals of Classical Radiometry and Photometry
• Zajišťuje: Katedra chemické fyziky a optiky (32-KCHFO)
• Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
• Platnost: od 2020
• Semestr: zimní
• E-Kredity: 3
• Rozsah, examinace: zimní s.:2/0, Zk [HT]
• Počet míst: neomezen
• Minimální obsazenost: neomezen
• 4EU+: ne
• Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
• Stav předmětu: vyučován
• Jazyk výuky: čeština
• Způsob výuky: prezenční
• Způsob výuky: prezenční
• Garant: doc. RNDr. Jakub Pšenčík, Ph.D.; doc. RNDr. Roman Dědic, Ph.D.
• Kategorizace předmětu: Fyzika > Biofyzika a chemická fyzika

Anotace

čeština

Poslední úprava: prof. RNDr. Marek Procházka, Ph.D. (15.05.2020)

Zavedení základních pojmů a veličin radiometrie a jejich přenositelnost do fotometrie a aktinometrie. Aproximace bodového zdroje, kosínového (Lambertovského) zdroje a jejich platnost. Rovnice přenosu zářivého toku a její řešení. Teorém zachování záře. Optimalizace přenos zářivého toku v optických systémech, numerická apertura a F-číslo. Absolutní měření optického záření. Limity koncentrace záření. Integrační koule.

angličtina

Poslední úprava: prof. RNDr. Marek Procházka, Ph.D. (15.05.2020)

Introduction to basic concepts and quantities of radiometry and their transferability to photometry and actinometry. Approximations of a point source, cosine (Lambertian) source, and their validity. Radiant flux transfer equation and its solution. Theorem of a radiance conservation. Optimization of radiant flux transmission in optical systems, numerical aperture and F-number. Absolute measurements of optical radiation. Limits of radiation concentration. Integration sphere.

Podmínky zakončení předmětu

čeština

Poslední úprava: doc. RNDr. Jakub Pšenčík, Ph.D. (14.05.2020)

Ústní zkouška v rozsahu sylabu

angličtina

Poslední úprava: doc. RNDr. Jakub Pšenčík, Ph.D. (14.05.2020)

Oral exam in the extent of the syllabus

Literatura

Poslední úprava: doc. RNDr. Jakub Pšenčík, Ph.D. (14.05.2020)

1. William R. McCluney: Introduction to Radiometry and Photometry. Artech House, 1994

2. William L. Wolfe: Introduction to Radiometry. SPIE Press, 1998

3. Alex Ryer: Light Measurement Handbook. International Light, 1998

Sylabus

čeština

Poslední úprava: doc. RNDr. Jakub Pšenčík, Ph.D. (15.05.2020)

1. Zavedení základních radiometrických pojmů: energie záření, zářivý tok (výkon), ozáření, zářivost a zář. Zavedení příslušných spektrálních veličin. Zavedení příslušných fotometrických a aktinometrických veličin.

2. Isotropní zdroj (zářič). kosínový (Lambertovský) zdroj. Vztah mezi ozářením a září pro kosínový zdroj. Vztah mezi ozářením a zářivostí pro bodové zdroje. Aproximace bodového zdroje a detektoru.

3. Odvození rovnice přenosu záření v homogenním a izotropním prostředí. Teorém zachování záře v bezztrátovém prostředí. Elementární řešení rovnice přenosu záření a jeho aplikace na jednoduché případy. Platnost aproximace bodového a kosínového zdroje.

4. Optimalizace přenosu zářivého toku od zdroje k detektoru v optických systémech, aproximace používané pro centrované systémy, numerická apertura a F-číslo.

5. Absolutní měření optického záření. Absolutní zdroje: černé těleso, synchrotronové záření, možnosti kalibrace dalších zdrojů záření. Absolutní detektory: termální detektory, aktinometry, detektory s předvídatelnou kvantovou účinností

6. Vady (aberace) zobrazování, Abbého sinová podmínka. Limity koncentrace záření; maximalizace numerické apertury pomocí imerze. Integrační koule a princip její funkce.

angličtina

Poslední úprava: doc. RNDr. Jakub Pšenčík, Ph.D. (15.05.2020)

1. Introduction of basic radiometric concepts: radiation energy, radiant flux (power), irradiance, radiant intensity and radiance. Introduction of corresponding spectral quantities. Introduction of corresponding photometric and actinometric quantities.

2. Isotropic source (radiator). Cosine (Lambertian) source. Relationship between irradiation and radiance for a cosine source. Relationship between irradiance and radiance for a point sources. Approximation of a point source and detector. Validity of point and cosine source approximation.

3. Radiant flux transfer equation in a homogeneous and isotropic environment. Theorem of a radiance conservation in a lossless environment. Elementary solution of the radiant flux transfer equation and its application.

4. Optimization of radiant flux transfer from a source to detector in optical systems. Approximations used for centered systems, numerical aperture and F-number.

5. Absolute measurement of optical radiation. Absolute sources: black body, synchrotron radiation, calibration of other radiation sources. Absolute detectors: thermal detectors, actinometers, detectors with predictable quantum efficiency.

6. Imaging defects (aberrations), Abbe's sine condition. Limits of radiation concentration; maximizing numerical aperture by immersion. Integration sphere and the principle of its function.