Óptica

Código:

F302

Sigla:

F302

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Física

Ocorrência: 2016/2017 - 2S

Ativa?	Sim
Página Web:	https://moodle.up.pt/course/view.php?id=2241
Unidade Responsável:	Departamento de Física e Astronomia
Curso/CE Responsável:	Licenciatura em Física

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
L:AST	0	Plano de Estudos a partir de 2008	3	-	7,5	-
L:F	25	Plano de estudos a partir de 2008	3	-	7,5	-
L:G	2	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	-
MI:EF	24	Plano de Estudos a partir de 2007	3	-	7,5	-

Língua de trabalho

Português

Objetivos

Fornecer uma visão global da Óptica. Apresentar os princípios e os métodos da Óptica Geométrica, e suas aplicações na instrumentação óptica. Abordar a fenomenologia e aplicações da polarização, interferência e difração de ondas ópticas. Apresentar aspetos de Óptica Moderna relevantes para a ciência e a técnica.

Resultados de aprendizagem e competências

 

Modo de trabalho

Presencial

Pré-requisitos (conhecimentos prévios) e co-requisitos (conhecimentos simultâneos)

Eletromagnetismo. Física das Ondas.

Programa

1. Breve história da Óptica


2. Óptica Geométrica




1. Propagação da luz


2. Leis da Reflexão e da Refracção (prismas, dispersão, reflectores parabólicos)


3. Focagem perfeita (reflectors parabólicos e elementos refractivos elipsoidais)


4. Aproximação paraxial


5. Método matricial


6. Formação de imagem (lentes finas e espessas, aberturas, pupilas, campo de visão)


7. Traçado de raio com espelhos e lentes


8. Sistemas ópticos básicos (lupa, objective, microscópio, telescópio)


9. Aberrações (cromática, geométricas)


10. Desenho óptico




3. Óptica Ondulatória




1. Revisão de ondas (1D, 3D planares e esféricas, feixes gaussianos)


2. Ondas dispersivas (velocidade de fase e de grupo)


3. Frequências espaciais


4. Equação de onda para a luz (polarização, fluxo de energia e vector de Poynting, eqs Fresnel, irradiância)


5. Interferência (interferómetros de Michelson e Mach-Zehnder);


6. Princípio de Huygens (interferómetro de Young );


7. Difracção de Fresnel e Fraunhoffer


8. Redes de difracção (amplitude, fase, sinusoidais, binarias)




4. Tópicos avançados




1. Óptica de Fourier




1. Filtragem espacial


2. Função de transferência da propagação de Fresnel


3. Propriedades de transformação de Fourier de lentes


4. Análise em frequência de Sistemas ópticos de Imagem




2. Coerência especial e temporal




1. Formação de imagem espacialmente incoerente


2. Funções de transferência e de modulação Óptica (OTF e  MTF)


3. Comparação de formação de imagem coerente e incoerente

Bibliografia Obrigatória

Hecht Eugene; Óptica. ISBN: 972-31-0967-0 (muito semelhante à 4a edição inglesa (de 2001))
Goodman Joseph W.; Introduction to Fourier optics. ISBN: 0-07-114257-6

Bibliografia Complementar

F.L. Pedrotti, L.S. Pedrotti; Introduction to Optics, Prentice-Hall, 1996
M.V. Klein, Th.E. Furtak; Optics, 2nd ed., Wiley
M. Bass et al (eds) ; Handbook of Optics, vols. I-IV, McGraw-Hill, 1995-2001
R.D. Guenther; Modern Optics, J. Wiley, 1990
M.B. Born, E. Wolf; Principles of Optics , Cambridge University Press, 1999

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas teóricas de exposição e aulas teórico-práticas de discussão e resolução de problemas.

Os estudantes deverão preparar previamente as aulas teóricas, através da leitura crítica dos conteúdos da bibliografia obrigatória previamente indicados. Serão realizados questionários rápidos semanalmente sobre esses mesmos conteúdos. A participação nos questionários contribuirá para a nota final.

Palavras Chave

Ciências Físicas > Física > Óptica

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Exame	90,00
Participação presencial	10,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Estudo autónomo	140,00
Frequência das aulas	63,00
Total:	203,00

Obtenção de frequência

O aluno será excluído de frequência quando falte a mais de um quarto das aulas teórico-práticas previstas.

Fórmula de cálculo da classificação final

Durante o semestre serão realizados questionários semanais sobre o conteúdo indicados para as aulas teóricas em curso. A avaliação final da participação nos questionários será:

• 0, se responder a menos de 1/3 dos questionários, com aproveitamento médio nos questionários respondidos inferior a 50%; 
• 2, se responder a mais de 2/3 dos questionários, e com aproveitamento médio nos questionários respondidos superior a 75%; 
• 1, nas restantes situações.

Existirão três testes em datas anunciadas no início do semestre. Os dois primeiros testes realizam-se nas aulas TP. O terceiro teste é realizado na data de exame em época normal.

O peso(P_i) da nota de cada teste (T_i) na nota final de testes (NFteste) é proporcional ao número de semanas lectivas correspondentes às matérias abordadas:

• NFteste = soma(P_i *T_i)/soma(P_i)

A nota final será a obtida por maximização da contribuição de testes e de questionários, com as seguintes margens de variação:

• questionários:  mínimo 0%, máximo 10%
• 3 testes:  mínimo 90%, máximo 100%

 

Melhoria de classificação

A melhoria de nota de avaliação contínua pode ser realizada em exame de recurso. A nota de melhoria será a nota do exame.