1. komponenta

Vrsta nastave	Ukupno
Predavanja	30
Auditorne vježbe	15

* Opterećenje je izraženo u školskim satima (1 školski sat = 45 minuta)

CILJEVI PREDMETA: Ciljevi predmeta su stjecanje znanja o propagaciji elektromagnetskih valova u materijalima poput dielektrika, strukturiranih materijala (fotoničkih rešetki, fotoničkih kristala), te operativnog rješavanja propagacije elektromagnetskih valova u linearnim valovodima. Cilj je i stjecanje osnovnog znanja o iz plazmonike.

ISHODI UČENJA NA RAZINI PROGRAMA KOJIMA PREDMET DOPRINOSI:

1. ZNANJE I RAZUMIJEVANJE
1.2. pokazati temeljito poznavanje naprednih metoda teorijske fizike, a posebno klasične mehanike, klasične elektrodinamike, statističke fizike i kvantne fizike;
1.4. navesti i opisati najsuvremenije znanstvene spoznaje u području svoje specijalizacije;

2. PRIMJENA ZNANJA I RAZUMIJEVANJA
2.2. prepoznati analogije u situacijama koje su fizikalno različite, kao i u situacijama analognim fizikalnima te iskoristiti poznata rješenja u novim problemima;
2.3. primijeniti standardne metode matematičke fizike, posebno matematičke analize i linearne algebre te odgovarajuće numeričke metode kod rješavanja fizikalnih problema;
2.5. samostalno provoditi numeričke proračune na osobnom računalu uključujući razvoj jednostavnih programa

3. STVARANJE PROSUDBI
3.2. razviti osjećaj osobne odgovornosti kroz samostalni odabir izbornih sadržaja ponuđenih u studijskom programu

4. KOMUNIKACIJSKE SPOSOBNOSTI
4.3. koristiti engleski jezik kao jezik struke pri komunikaciji, korištenju literature i pisanju znanstvenih i stručnih radova

5. SPOSOBNOST UČENJA
5.1. samostalno koristiti stručnu literaturu i ostale relevantne izvore informacija što podrazumijeva dobro poznavanje engleskog kao jezika struke;
5.4. uključiti se u visokostručni rad koji zahtjeva modeliranje, provođenje numeričkih proračuna i primjenu tehnologija temeljenih na razvoju fizike

OČEKIVANI ISHODI UČENJA NA RAZINI PREDMETA:

Po uspješnom završetku kolegija Elektromagnetski valovi i optika student će biti sposoban:
1. kvalitativno i kvantitativno opisati dielektrični odziv u ovisnosti o frekvenciji i osnovni model dielektrika;
2. opisati princip rada dielektričnih i metalnih valovoda, te obrazložiti frekventno područje u kojem funkcioniraju;
3. riješiti problem propagacije elektromagnetskih valova u dielektričnim fotoničkim rešetkama koristeći paraaksijalnu aproksimaciju;
4. opisati pojam fotoničkog kristala i obrazložiti porijeklo vrpčaste strukture;
5. kvalitativno i kvantitativno opisati elektromagnetska svojstava plazme;
6. kvalitativno i kvantitativno opisati svojstva površinskih plazmona;
7. navesti i pravilno tumačiti temeljne pojmove plazmonike;

SADRŽAJ PREDMETA:

Raspored po tjednima:
1. Makroskopske Maxwellove jednadžbe, izvod, mikroskopsko i makroskopsko polje
2. Frekventna obilježja dielektrika, vodiča i plazmi; jednostavni model za opis dielektrika; Kramers-Kronig relacije
3. Superpozicija valova, grupna brzina, veza s Poyntingovim vektorom
4. Dielektrični valovodi, razumijevanje kroz geometrijsku optiku, paraaksijalna aproksimacija, aproksimacija sporo varirajuće amplitude, analogija sa Schrodingerovom jednadžbom
Peti i šesti - projektni zadatak na temelju do tog trenutka usvojenog znanja
7. Metalni valovodi, atenuacija valova, rezonantne šupljine, Q-faktor
8. Fotonički kristali, Blochov teorem, simetrije
9. 1D fotonički kristal
10. 2D fotonički kristal
11.-13. tjedan - projektni zadaci
14. tjedan - Površinski plazmoni
15. tjedan - Plazmoni u grafenu

OBVEZE STUDENATA:

Studenti su dužni dolaziti jednom tjedno na predavanja odnosno konzultacije s mentorom, prezentirati što su naučili i izračunali u okviru projektnih zadataka od prethodnih konzultacija, prodiskutirati svoje rezultati i razumijevanje s mentorom i ostalim studentima, te preuzeti nove zadatke. Između konzultacija na raspolaganju imaju asistenta za pomoć u izradi projektnih zadataka i pomoć pri usvajanju gradiva.

OCJENJIVANJE I VREDNOVANJE RADA STUDENATA:

Ocjenjuje se uspjeh u usvajanju gradiva tijekom semestra što se prati na jednotjednim konzultacijama. Ocjenjuje se svaki projektni zadatak, snalaženje u istraživanju i operativnom radu. Konačna ocjena donosi se na završnom usmenom ispitu.

1. J.D. Jackson, Classical Electrodynamics
2. John D. Joannopoulos, Steven G. Johnson, Joshua N. Winn & Robert D. Meade, Photonic Crystals: Molding the Flow of Light (Second Edition); http://ab-initio.mit.edu/book/photonic-crystals-book.pdf
3. Surface plasmon subwavelength optics, William L. Barnes, Alain Dereux & Thomas W. Ebbesen, Nature 424, (2003).

Upis predmeta :
Položen : Klasična elektrodinamika

Izborni predmeti - Redovni Studij - Fizika; smjer: istraživački

Izborni predmeti - Redovni Studij - Fizika; smjer: istraživački