دورة البصريات

الدرس 1 • الامتصاص والنقل والتشتت

يكمّي كيفية توهين الوسط للضوء وتشتته باستخدام قانون بير-لامبرت. يُعد الطلاب لاختيار المواد في تصميم الأنظمة البصرية.

الدرس 2 • الانكسار وقانون سنيل

اشتقاق قانون سنيل من سلوك الموجة عند السطوح البينية وتطبيقه على المواد الشائعة. يثبت معامل الانكسار كمعامل مادي رئيسي.

الدرس 3 • طبيعة الضوء وخصائصه

يغطي الطبيعة المزدوجة (موجة-جسيم) للضوء وخصائصه القابلة للقياس. يرسخ جميع التحليلات البصرية اللاحقة في الواقع الفيزيائي.

الدرس 4 • أساسيات البصريات الهندسية

يقدم تقريب الشعاع والانتشار المستقيم للضوء. يوفر الإطار الهندسي المستخدم طوال تحليل العدسات والمرايا.

الدرس 1 • معادلة المرآة والتكبير

تطبق معادلة المرآة لحساب بعد الصورة والتكبير. تربط النتائج الجبرية بخصائص الصورة الفيزيائية.

الدرس 2 • إنشاء مخطط الأشعة

تعليم طريقة الشعاعات الثلاث المنهجية لتحديد موقع الصورة بيانيًا. تعزز نتائج معادلة المرآة بالتحقق البصري.

الدرس 3 • هندسة المرآة الكروية

تعريف مركز التكور والبعد البؤري والمحور الرئيسي للمرآة المقعرة والمحدبة. يؤسس للمفردات الهندسية لحسابات المرآة.

الدرس 4 • الزيغ في أنظمة المرايا

تحديد الزيغ المذنبي واللابؤرية وانحناء المجال في أنظمة المرايا. يعد الطلاب لتقييم وتخفيف تدهور جودة الصورة.

الدرس 1 • أنظمة العدسات متعددة العناصر

دمج عدسات متعددة باستخدام طرق مصفوفة النظام وصيغ العدسة المكافئة. يعد الطلاب لتصميم الكاميرات والمجاهر والتلسكوبات.

الدرس 2 • نظرية العدسة الرقيقة

اشتقاق معادلة العدسة الرقيقة من الانكسار عند سطحين. يثبت سلوك العدسة المجمعة والمفرقة كأساس للأدوات البصرية.

الدرس 3 • العدسة السميكة والمستويات الرئيسية

توسيع نظرية العدسة الرقيقة لتشمل العدسات السميكة باستخدام صياغة المستويات الرئيسية. يتيح نمذجة دقيقة لعناصر العدسات الحقيقية في الأنظمة البصرية.

الدرس 4 • زيغ العدسات

فهرسة زيغ سايدل وتأثيره على جودة الصورة. يوفر استراتيجيات لتصحيح الزيغ من خلال خيارات تصميم العدسات.

الدرس 1 • قياس التداخل

استخدام مقاييس تداخل ميكلسون وماخ-تسندر لقياس فرق المسار البصري. يوضح قدرات القياس الدقيق للبصريات الموجية.

الدرس 2 • تداخل الأغشية الرقيقة

تطبيق فرق المسار البصري في الأغشية الرقيقة للتنبؤ بالألوان المنعكسة والمنقولة. ذو صلة مباشرة بتصميم طلاءات منع الانعكاس وعالية الانعكاس.

الدرس 3 • التداخل من مصدرين

اشتقاق شروط التداخل البنّاء والهدّام لمصدرين مترابطين. يربط تجربة يونغ ذات الشقين بقياس الطول الموجي.

الدرس 4 • تداخل متعدد الحزم

توسيع تحليل الحزمتين ليشمل مقاييس تداخل فابري-بيرو وقمم النفاذية الحادة. يقدم مفهومي الدقة النقاء والمدى الطيفي الحر للتطبيقات الطيفية.

الدرس 1 • مبدأ هوغينس-فريسنل

اشتقاق الحيود من تراكب الموجات الثانوية باستخدام تكامل هوغينس-فريسنل. يرسخ الأساس النظري لجميع حسابات الحيود.

الدرس 2 • حدود الاستبانة البصرية

تطبيق معيارَي رايلي وسبارو لتعريف الاستبانة في أنظمة التصوير. يكمي المفاضلة بين حجم الفتحة وقوة الاستبانة.

الدرس 3 • أنماط حيود فراونهوفر

حساب حيود المجال البعيد لشق مفرد وفتحة دائرية ومحزوزات. يربط هندسة الفتحة بتوزيع الشدة في المستوى البؤري.

الدرس 4 • تحويل فورييه في البصريات

يثبت أن العدسة جهاز تحويل فورييه يعمل على الترددات المكانية. يتيح تحليل الترشيح المكاني ومعالجة الصور.

الدرس 1 • حالات الاستقطاب وتمثيلها

تعريف الاستقطاب الخطي والدائري والإهليلجي باستخدام متجهات جونز ومعلّمات ستوكس. يوفر اللغة الرياضية لجميع تحليلات الاستقطاب.

الدرس 2 • الاستقطاب بالانعكاس

اشتقاق زاوية بروستر ومعاملات انعكاس فريسنل للاستقطابين s وp. يربط انعكاس السطح بتقليل الوهج القائم على الاستقطاب.

الدرس 3 • النشاط البصري والتطبيقات

تحليل الدوران البصري في الأوساط اللاحلونية وتعديل الاستقطاب الكهروضوئي. يطبق التحكم في الاستقطاب على شاشات الكريستال السائل وأنظمة الاستشعار.

الدرس 4 • الانكسار المزدوج

شرح الازدواج اللوني في البلورات متباينة الخواص واستخدامه في صفائح الموجات. يتيح تصميم مؤخرات ربع الموجة ونصف الموجة للتحكم في الاستقطاب.

الدرس 1 • المكبرات والعينية

حساب التكبير الزاوي للمكبرات البسيطة والعينية المركبة. يربط مسافة النقطة القريبة بمواصفات تكبير الأداة.

الدرس 2 • تصميم المجهر وأداؤه

دمج الهدف والعينية لتحقيق تكبير جانبي عالي واستبانة عالية. يحلل الفتحة العددية وعمق الميدان ومتطلبات الإضاءة.

الدرس 3 • العين البشرية والبصريات البصرية

نمذجة العين كنظام بصري ذي قدرة متغيرة واستبانة محدودة. يحدد معايير الأداء البصري لتصميم الأدوات.

الدرس 4 • بصريات الكاميرا وأنظمة التصوير

تطبيق عمق الميدان ورقم الفتحة ودالة النقل التعديلية في تصميم الكاميرا. يربط الأداء البصري بمتطلبات المستشعر وجودة الصورة.

الدرس 1 • تشكيل حزمة الليزر وتوصيلها

تطبيق موسعات الحزمة والمرشحات المكانية والربط بالألياف لتهيئة خرج الليزر. يعد الطلاب لدمج مصادر الليزر في أنظمة بصرية كاملة.

الدرس 2 • أنواع الليزر وأوساط الكسب

مسح معماريات ليزر الحالة الصلبة والغازي وأشباه الموصلات والألياف وخصائص خرجها. يوجه اختيار المصدر بناءً على احتياجات الطول الموجي والقدرة والترابط.

الدرس 3 • الرنان البصري وأنماط التجويف

تحليل استقرار رنان فابري-بيرو، والأنماط الطولية، والأنماط المستعرضة. يربط هندسة التجويف بخصائص الحزمة الخارجة مكانيًا وطيفيًا.

الدرس 4 • انقلاب التعداد

اشتقاق معاملَي أينشتاين A وB وشروط الكسب البصري. يثبت الانقلاب الإشعاعي كشرط مسبق لفعل الليزر.