Código: | F302 | Sigla: | F302 |
Áreas Científicas | |
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Classificação | Área Científica |
OFICIAL | Física |
Ativa? | Sim |
Unidade Responsável: | Departamento de Física e Astronomia |
Curso/CE Responsável: | Licenciatura em Física |
Sigla | Nº de Estudantes | Plano de Estudos | Anos Curriculares | Créditos UCN | Créditos ECTS | Horas de Contacto | Horas Totais |
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L:AST | 0 | Plano de Estudos a partir de 2008 | 3 | - | 7,5 | - | |
L:B | 0 | Plano de estudos a partir de 2008 | 3 | - | 7,5 | - | |
L:F | 18 | Plano de estudos a partir de 2008 | 3 | - | 7,5 | - | |
L:G | 0 | P.E - estudantes com 1ª matricula anterior a 09/10 | 3 | - | 7,5 | - | |
P.E - estudantes com 1ª matricula em 09/10 | 3 | - | 7,5 | - | |||
L:M | 0 | Plano de estudos a partir de 2009 | 3 | - | 7,5 | - | |
L:Q | 0 | Plano de estudos Oficial | 3 | - | 7,5 | - | |
M:DCA | 0 | P.E. Mestrado em Des. Curricular pela Astronomia | 1 | - | 7,5 | - | |
MI:EF | 23 | Plano de Estudos a partir de 2007 | 3 | - | 7,5 | - |
Fornecer uma visão panorâmica da Ótica Clássica. Apresentar os princípios e os métodos da Ótica Geométrica, e suas aplicações na instrumentação ótica. Abordar a fenomenologia e aplicações da polarização, interferência e difração de ondas óticas. Apresentar aspetos de Ótica Moderna relevantes para a ciência e a técnica.
Obter uma visão articulada da Ótica Clássica e das suas relações com a Ótica Moderna. Compreender os métodos da Ótica Geométrica e suas limitações, e aplicar esses métodos na análise de sistemas óticos. Dominar aspetos fundamentais da Ótica Física (polarização, interferência, e difração de ondas óticas) e compreender uma gama diversificada das suas aplicações em instrumentos e métodos óticos de medição e processamento de sinal. Obter uma visão genérica de certos tópicos de Ótica Moderna.
Eletromagnetismo. Física das Ondas.
1. Introdução. Desenvolvimento histórico e impacto da invenção do laser.
2. Revisão de Eletromagnetismo. Ondas eletromagnéticas; ondas planas, esféricas e cilíndricas; propagação de feixe gaussiano. Dispersão material. Leis de Snell e fórmulas de Fresnel. Reflexão total. Guias de onda óticos.
3. Ótica Geométrica. Equações fundamentais. Princípio de Fermat. Equação dos raios óticos e suas aplicações.
4. Introdução a sistemas óticos e ótica paraxial. Dioptro esférico, lente esférica, lente fina. Formação de imagem com sistemas de lentes; equações de conjugação e traçado de raios. Abertura ótica, pupilas de entrada e saída, abertura de campo. Espelhos planos e esféricos. Prismas óticos, desvio angular, dispersão e reflexão total.
5. Análise matricial de sistemas óticos. Transformações paraxiais de refração, reflexão e translação. Matriz de um sistema ótico, conjugação, ampliações (transversal, longitudinal, angular), pontos principais e focais. Combinação de sistemas óticos. Análise de cavidades de Fabry-Pérot.
6. Exemplos de sistemas óticos. Olho humano, lupa, microscópio, telescópios refratores e refletores.
7. Radiometria e Fotometria. Conceitos, grandezas e nomenclatura. Lei de Lambert. Curva padrão de luminosidade. Caraterísticas de fontes e detetores. Cálculos radiométricos.
8. Aberrações. Aberrações geométricas de 3ª ordem. Aberrações cromáticas. Compensação de aberrações.
9. Polarização. Radiação polarizada, estados de polarização. Radiação parcialmente polarizada, matriz de coerência. Parâmetros e vetores de Stokes, matrizes de Mueller, esfera de Poincaré. Vetores e matrizes de Jones. Polarizadores de grelha, polaroid. Polarização por reflexão e por espalhamento. Propagação em meios anisotrópicos. Equação de Fresnel, elipsoide dos índices. Meios uniaxiais. Refração entre meios e polarizadores. Lâminas retardadoras e compensadores. Referência a birrefringência circular, fotoelasticidade, efeitos eletroóticos.
10. Interferência. Sobreposição de ondas, condições de interferência, padrões de interferência, visibilidade das franjas. Interferómetro de Young. Interferência por divisão de amplitude, franjas de Haidinger e de Fizeau, aneis de Newton. Interferómetros de Michelson, de Twyman-Green, de Mach-Zehnder, de Sagnac. Multicamadas dielétricas, refletoras e anti-refletoras. Interferómetro de Fabry-Pérot.
11. Difração. Princípio de Huygens-Fresnel, formulações de Helmoltz-Kirchhoff e de Rayleigh-Sommerfeld. Difração e teoria de sistemas lineares, resposta impulsional e função de transferência. Difração de Fesnel e difração de Fraunhofer. Difração por aberturas. Redes de difração (amplitude, fase), resolução espetral e eficiência. Transformação de Fourier e processamento ótico coerente com lentes. Formação de imagem com radiação coerente e incoerente, resposta impulsional e função de transferência.
12. Coerência. Experiência de Young, coerência temporal e espacial. Grau de coerência. Teorema de Van Cittert-Zernike. Interferómetro de Michelson, fonte de espetro contínuo, coerência temporal. Interferometria de baixa coerência.
13. Tópicos de Ótica Moderna.
Aulas teóricas de exposição e aulas teórico-práticas de discussão e resolução de problemas.
Designação | Peso (%) |
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Teste | 100,00 |
Total: | 100,00 |
O aluno será excluído de frequência quando falte a mais de um quarto das aulas teórico-práticas previstas.
O aluno pode optar por realizar a avaliação através de dois testes, ou por exame. No primeiro caso, terá que obter uma classificação não inferior a 8 valores (no máximo de 20) em cada um dos testes; e uma média não inferior a 10 valores nesses testes. Independentemente da classificação que obtenha nos testes, pode sempre realizar o exame.
Por exame final