Kierunek Optyka Pytania na egzamin inżynierski i magisterski

Transkrypt

1 Kierunek Optyka Pytania na egzamin inżynierski i magisterski Część I OPTYKA Specjalność Optyka okularowa I stopień 1. Światło: opis geometryczny, falowy i kwantowy. 2. Równania Maxwella. Światło jako fala elektromagnetyczna: równanie płaskiej i kulistej fali elektromagnetycznej. 3. Zasada Fermata, - jej związek z prawem odbicia i załamania światła, droga optyczna, bieg promieni w ośrodkach optycznie niejednorodnych. 4. Soczewka cienka oraz soczewka gruba, płaszczyzny główne. Moc i ogniskowa soczewki. 5. Odwzorowanie przez soczewkę cienką i grubą; położenie obrazu, powiększenie, bieg promieni. 6. Współczynnik załamania i dyspersja światła materiałów optycznych. Omówić wybraną metodę pomiaru. 7. Zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia, kąt graniczny, zastosowania. 8. Interferencja światła, warunki występowania: doświadczenie Younga, podstawowy wzór interferencyjny, przykłady zastosowań interferencji. 9. Dyfrakcja światła, zasada Huygensa, strefy Fresnela. Dyfrakcja na otworze kołowym, kryterium Rayleigha rozdzielczości dwupunktowej. 10. Polaryzacja światła: rodzaje polaryzacji, otrzymywanie i zastosowanie światła spolaryzowanego. 11. Aberracje monochromatyczne układów optycznych. 12. Aberracje chromatyczne układów optycznych. 13. Fotometria, podstawowe jednostki fotometryczne, Rozkład Plancka promieniowania ciała doskonale czarnego, prawo przesunięć Wiena. 14. Lupa i Mikroskop optyczny: tworzenie obrazu, bieg promieni, powiększenie. 15. Luneta Galileusza i Keplera: tworzenie obrazu, bieg promieni, powiększenie. 16. Goniometr: optyczne metody pomiaru kątów.

2 Część II OKO I WIDZENIE 1. Budowa anatomiczna oka, rola poszczególnych elementów. 2. Układ optyczny oka; właściwości optyczne i geometryczne elementów optycznych oka. 3. Modele optyczne oka. Omówić i opisać przynajmniej jeden model. 4. Rola ruchów oczu w procesie widzenia i ich związek ze strukturą siatkówki. 5. Ostrość wzrokowa: jej miary i sposoby pomiaru. 6. Krótkowzroczność: definicja, rodzaje, przyczyny, objawy, zależność od wieku. 7. Dalekowzroczność: definicja, rodzaje, przyczyny, objawy, zależność od wieku. 8. Astygmatyzm oka: definicja, rodzaje, przyczyny, objawy. 9. Presbiopia: definicja, przyczyny, objawy, zależność od wieku, postępowanie z pacjentami presbiopijnymi. 10. Pomiar sferycznej składowej refrakcji metodą subiektywną (podmiotową). 11. Pomiar cylindrycznej składowej refrakcji metodą subiektywną (podmiotową). 12. Metody obiektywne (przedmiotowe) pomiaru refrakcji. 13. Zasada korekcji wady refrakcji okularami. Część III OFTALMIKA I TECHNOLOGIA 1. Szkło optyczne: podstawowe parametry charakteryzujące szkło optyczne. 2. Materiały na soczewki okularowe: rodzaje, właściwości optyczne i mechaniczne. 3. Warstwy uszlachetniające na soczewkach okularowych; rodzaje, właściwości, sposoby nakładania i badania. 4. Oprawki okularowe: rodzaje oprawek, budowa, wymiarowanie. 5. Związek między mocą soczewki okularowej, powiększeniem okularowym, wielkością refrakcji a odległością wierzchołkową. 6. Decentracja soczewek okularowych i pryzmatyczność. 7. Aberracje soczewek okularowych, związek jakości odwzorowania z konstrukcją i materiałem soczewek okularowych 8. Właściwości eksploatacyjne okularów i soczewek okularowych, sposoby badania i pomiaru; zasady użytkowania i konserwacji okularów. 9. Soczewki progresywne, budowa, właściwości, cechy charakterystyczne, zastosowanie, oznaczenia, sposób montażu.

3 10. Kryteria doboru okularów korekcyjnych stosownie do potrzeb klienta (rodzaje soczewek, konstrukcje, materiał). 11. Zasady montażu i kontroli wykonania okularów korekcyjnych. 12. Okulary i soczewki okularowe o specjalnych zastosowaniach: do pracy biurowej dla kierowców, dla sportowców. 13. Technologie wykonywania i obróbki soczewek okularowych w zależności od rodzaju i materiału soczewki. 14. Zjawisko fotochromizmu, parametry charakteryzujące efekt fotochromowy, soczewki barwione, wskazania i przeciwwskazania.

4 Specjalność Optometria II stopień Część I OPTYKA, PRZYRZĄDY OPTYCZNE, POMIARY OPTYCZNE 1. Równanie falowe, rozwiązanie równania falowego, front falowy, promienie świetlne a front falowy. 2. Zasada Fermata i jej konsekwencje w optyce. 3. Aberracja falowa, eikonał, związek aberracji z punktową funkcją rozmycia i optyczną funkcją przenoszenia. 4. Aberracje układów optycznych w ujęciu Seidela i Zernikego. 5. Soczewki cienkie i grube, punkty i płaszczyzny kardynalne, moc optyczna, tworzenie obrazu przez soczewkę. 6. Właściwości optyczne materiałów: współczynnik załamania, dyspersja, absorpcja, dwójłomność. 7. Interferencja światła: doświadczenie Younga, koherencja czasowa i przestrzenna. Zastosowanie interferencji w badaniach oka. 8. Dyfrakcja światła: przybliżenie bliskiego i dalekiego pola. 9. Dyfrakcyjna teoria odwzorowania; Punktowa Funkcja Rozmycia, zdolność rozdzielcza, funkcja przenoszenia. 10. Polaryzacja światła: rodzaje polaryzacji, otrzymywanie i zastosowanie światła spolaryzowanego. 11. Pomiar aberracji, zasada działania aberrometru i czujnika Hartmanna -Schacka. 12. Mikroskop optyczny - bieg promieni, powiększenie, zastosowania w badaniach oka. 13. Lupa i Lunety Galileusza oraz Keplera - bieg promieni, powiększenie. Zastosowanie w korekcji wzroku i badaniach oka. 14. Keratometr i wideokeratometr; budowa i zasada pomiaru. Promień krzywizny i krzywizna powierzchni, krzywizny główne. 15. Refraktometr: budowa i zasada pomiaru, zasada Badala. Część II WADY WIDZENIA I ICH KOREKCJA, OFTALMIKA 1. Oko jako układ odwzorowujący; sferyczne i niesferyczne modele optyczne oka i ich właściwości. 2. Zdolność rozdzielcza oka, związek z dyfrakcją i budową siatkówki; twierdzenie o próbkowaniu.

5 3. Jakość widzenia: jej miary i sposoby pomiaru. 4. Funkcja wrażliwości oka na kontrast, definicja, testy, znaczenie diagnostyczne, metody pomiaru. 5. Sferyczne wady refrakcji: rodzaje, przyczyny, objawy, prognozowanie ich zmian w czasie; sposoby korekcji soczewkami okularowymi i kontaktowymi. 6. Astygmatyzm oka, przyczyny, pomiar, sposoby korekcji soczewkami okularowymi i kontaktowymi. 7. Zmiany w układzie wzrokowym zależne od wieku, proces emmetropizacji. 8. Presbiopia, mechanizm akomodacji, metody pomiaru akomodacji i dobór addycji. 9. Zasady przeprowadzania pomiaru refrakcji, kontakt z pacjentem, wywiad. 10. Subiektywne (podmiotowe) metody pomiaru składowej sferycznej refrakcji. 11. Subiektywne (podmiotowe) metody pomiaru cylindrycznej składowej refrakcji. 12. Obiektywne (przedmiotowe) metody pomiaru refrakcji. 13. Skiaskopia statyczna i dynamiczna. 14. Korekcja wad refrakcji okularami i soczewkami kontaktowymi; porównanie. 15. Film łzowy, budowa, rola w doborze soczewek kontaktowych, pomiar prawidłowości filmu łzowego. 16. Soczewki kontaktowe: rodzaje, parametry opisujące soczewki kontaktowe, materiały. 17. Procedura doboru miękkich soczewek kontaktowych, ocena prawidłowości doboru. 18. Wskazania i przeciwwskazania do noszenia soczewek kontaktowych, możliwe powikłania. 19. Foria: rodzaje forii, wpływ forii na widzenie, sposoby pomiaru i korekcji. 20. Zezy: rodzaje, przyczyny i konsekwencje, sposoby badania, postępowanie przy zezie. 21. Słabowidzenie, przyczyny słabowidzenia, rehabilitacja i rewalidacja osób słabowidzących; pomoce optyczne i nieoptyczne. 22. Soczewki okularowe: materiały, konstrukcje, uszlachetnianie soczewek okularowych. 23. Znaczenie decentracji i pochylenia soczewek okularowych, korekcja pryzmatyczna. Część III OPTYKA WIDZENIA, OPTOMETRIA, OKULISTYKA 1. Anatomia oka, aparatu ochronnego i ruchowego oka. 2. Budowa oka ze szczególnym uwzględnieniem geometrii i właściwości optycznych rogówki i soczewki ocznej. 3. Właściwości biomechaniczne struktur oka, sprężystość, lepkosprężystość.

6 4. Budowa siatkówki, rola jej poszczególnych elementów, fototransdukcja, pola recepcyjne. 5. Mechanizm detekcji światła i przesyłania sygnału w torze wzrokowym, potencjały czynnościowe, połączenia synaptyczne. 6. Kora wzrokowa; mechanizmy detekcji kształtów, kierunków i ruchu; percepcja wzrokowa. 7. Pozakolankowata droga wzrokowa i jej funkcje, odruchy oczne. 8. Niedowidzenie, rodzaje, przyczyny i metody leczenia. 9. Widzenie barwne, teorie, wady widzenia barwnego, metody badania. 10. Mechanizmy widzenia obuocznego, stereowidzenie, sposoby i testy do badania widzenia obuocznego. 11. Wady widzenia obuocznego -anizometropia, anizeikonia, sposoby diagnostyki i korekcji. 12. Schorzenia siatkówki, przyrządy i sposoby badania dna oka pod kątem identyfikacji tych schorzeń. 13. Jaskra, przyrządy i techniki pomiarowe stosowane do wykrywania jaskry. 14. Zaćma, przyrządy i sposoby identyfikacji zaćmy, sposób postępowania przy zaćmie. 15. Chirurgia refrakcyjna: porównanie technik z uwzględnieniem ich wad i zalet. 16. Podstawowe leki diagnostyczne i terapeutyczne stosowane w okulistyce. 17. Biomikroskop; budowa biomikroskopu, procedury badania oka przy pomocy biomikroskopu. 18. Topografia rogówki; urzadzenia do pomiaru topografii rogówki, sposoby przedstawiania wyników pomiaru. 19. Ciśnienie wewnątrzgałkowe, hydrodynamika cieczy wodnistej, metody i urządzenia do badania ciśnienia wewnątrzgałkowego. 20. Metody i urzadzenia do obrazowania struktur wewnętrznych oka. 21. Ultradźwięki zastosowanie w badaniach i pomiarach oka.

7 Część I OPTYKA FALOWA Specjalność Inżynieria Optyczna i Fotoniczna I stopień 1. Interferencja fal świetlnych; zespolony opis fali, warunki na rejestrację stabilnych prążków interferencyjnych. 2. Dyfrakcja bliskiego pola, obraz krawędzi, strefy Fresnela, płytka strefowa. 3. Siatki dyfrakcyjne, rodzaje i własności, rozdzielczość i zastosowania. 4. Holografia klasyczna: cienka (w tym tęczowa), układ do rejestracji i odtwarzania, cechy obrazu, inne rodzaje hologramów, zastosowania. 5. Funkcje przenoszenia dla światła koherentnego i niekoherentnego. 6. Koherencja światła przestrzenna i czasowa: interferometr gwiazdowy, znaczenie w interferometrii. 7. Dyfrakcja dalekiego pola: częstości przestrzenne, własności obrazów, twierdzenie o uszeregowaniu. 8. Filtracja optyczna: układ, przykładowe filtry, zastosowania. 9. Warstwy antyodblaskowe: zasada działania, barwy interferencyjne przykłady, fotografia Lippmanna. 10. Prążki Mory, zastosowania w metrologii. 11. Efekt plamkowania, zastosowania w metrologii. 12. Zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia: fale zanikające, zastosowanie. Część II OPTYKA GEOMETRYCZNA I INSTRUMENTALNA 1. Procedura śledzenia biegu promienia. 2. Sposoby oceny jakości odwzorowania układów optycznych i kryteria dobrego odwzorowania. 3. Sposoby korekcji aberracji w układach optycznych. 4. Goniometr: budowa i zastosowanie. 5. Omówić rolę przysłon polowych i aperturowych na przykładzie wybranego prostego układu optycznego (teleskop lub mikroskop). 6. Omówić kryteria rozdzielczości w odniesieniu do układów teleskopowych i mikroskopowych. 7. Wymienić podstawowe parametry optycznego szkła i omówić sposób ich pomiaru i kategoryzacje.

8 8. Wymienić metody pomiaru współczynnika załamania szkła, podać, na jakim prawie/zjawisku fizycznym są oparte; omówić szerzej jedną, wybraną metodę. 9. Zasada Fermata, przykłady. 10. Wymienić metody pomiaru ogniskowych soczewek w zależności od ich wielkości; omówić szerzej jedną, wybraną metodę. 11. Wielkości fotometryczne: definicje, jednostki, podział. 12. Teoria Younga-Helmholtza widzenia barwnego i teoria antagonistyczna Heringa. 13. Wskaźnik oddawania barw: szczególny i ogólny, omówić. Część III POLARYZACJA I INNE 1. Światło spolaryzowane: sposoby opisu, wytwarzanie. 2. Klasyfikacje, podziały fal rozchodzących się w ośrodku anizotropowym. Własności tych fal. 3. Przejście światła przez płasko-równoległą płytkę z materiału dwójłomnego. 4. Podobieństwa i różnice w efektach elektro- i magnetooptycznym. 5. Zastosowanie sfery Poincarego w optyce ośrodków anizotropowych. 6. Polaryskop: zasada działania, wzór polaryskopowy, możliwości pomiarowe. 7. Zasada działania wyświetlacza ciekłokrystalicznego (SLM), zastosowania 8. Rodzaje światłowodów, sposoby wytwarzania, zastosowania 9. Dyspersja w światłowodach telekomunikacyjnych 10. Lasery, zasada działania, cechy promieniowania laserowego 11. Efekt fotowoltaiczny na złączu p-n, zastosowania 12. Zasada działania tranzystora.

9 Specjalność Inżynieria Optyczna i Fotoniczna II stopień Część I OPTYKA GEOMETRYCZNA I INSTRUMENTALNA 1. Aberracje promienia i aberracje falowe, kryteria dobrego odwzorowania 2. Ośrodki gradientowe: rodzaje, właściwości, bieg promienia, podstawowe zastosowania 3. Wiązki gaussowskie, parametry charakteryzujące podstawową wiązkę gaussowską 4. Przysłony polowe i aperturowe w mikroskopie, płaszczyzny sprzężone. 5. Zasada działania mikroskopu z kontrastem fazowym. 6. Zasada działania mikroskopu polaryzacyjno-interferencyjnego. 7. Zasada działania OCT: OCT czasowe i przestrzenne, zastosowania 8. Kryteria rozdzielczości w układach optycznych 9. Refrakcyjno-dyfrakcyjne prawo załamania: układy hybrydowe, DOE 10. Zasada Fermata: funkcje charakterystyczne Hamiltona. Część II OPTYKA FALOWA 1. Równania Maxwella, równanie falowe 2. Filtracja optyczna i jej zastosowania 3. Twierdzenie o próbkowaniu, zastosowania w optyce 4. Koherencja czasowa i przestrzenna, interferometr gwiazdowy Michelsona 5. Holografia klasyczna i syntetyczna; podstawy, wytwarzanie i zastosowania 6. Skąd się bierze dyspersja współczynnika załamania? 7. Zjawisko interferencji światła i jego zastosowania w metrologii 8. Rezonator Fabry-Perota i jego zastosowania 9. Zjawisko dyfrakcji i jego znaczenie w optyce. 10. Przestrzenne modulatory światła, zasada działania, zastosowania 11. Stabilne fazowe nieciągłości optyczne, własności i zastosowania Część III POLARYZACJA I INNE 1. Odziaływanie światła z materią: absorpcja, rozpraszanie, wzmocnienie. 2. Dualizm korpuskularno-falowy, nieklasyczne stany światła 3. Zasada działania lasera, rodzaje laserów, właściwości promieniowania laserowego

10 4. Dwójłomność wymuszona: efekt Kerra, Pockelsa, zjawisko fotosprężystości, zastosowania 5. Rodzaje światłowodów i ich zastosowania, elementy sieci światłowodowych 6. Polaryzacja światła, sposoby opisu i zastosowania światła spolaryzowanego 7. Propagacja światła w ośrodkach anizotropowych 8. Tensorowy sposób opisu nieliniowych właściwości optycznych materiałów: tensory podatności elektrycznej drugiego i trzeciego rzędu. 9. Podstawowe własności optyczne nanokryształów, zastosowania 10. Luminescencja i materiały lumenizujące, organiczne diody luminescencyjne