- Nazwa przedmiotu:
- Technika podczerwieni
- Koordynator przedmiotu:
- dr inż. Leszek Wawrzyniuk
- Status przedmiotu:
- Fakultatywny dowolnego wyboru
- Poziom kształcenia:
- Studia II stopnia
- Program:
- Mechatronika
- Grupa przedmiotów:
- Wariantowe
- Kod przedmiotu:
- TPO
- Semestr nominalny:
- 1 / rok ak. 2021/2022
- Liczba punktów ECTS:
- 2
- Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
- 1) Liczba godzin bezpośrednich (32h):
a) Wykład: 30h
b) Konsultacje: 2h
2) Liczba godzin pracy własnej studenta (20h):
a) Przygotowanie do sprawdzianów: 20h
Razem: 52h (2 ECTS)
- Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
- 1 punkt ECTS - liczba godzin bezpośrednich (32h):
a) Wykład: 30h
b) Konsultacje: 2h
- Język prowadzenia zajęć:
- polski
- Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
- 1) Liczba godzin bezpośrednich (32h):
a) Wykład: 30h
b) Konsultacje: 2h
2) Liczba godzin pracy własnej studenta (20h):
a) Przygotowanie do sprawdzianów: 20h
Razem: 52h (2 ECTS)
- Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
-
- Wykład30h
- Ćwiczenia0h
- Laboratorium0h
- Projekt0h
- Lekcje komputerowe0h
- Wymagania wstępne:
- Kurs inżynierski lub licencjacki fizyki, podstawy fizyki ciała stałego i optyki.
- Limit liczby studentów:
- 60
- Cel przedmiotu:
- Znajomość specyficznych problemów propagacji i oddziaływania na materię promieniowania z zakresu podczerwieni (IR), detekcji sygnałów i obrazowania oraz zastosowań techniki IR w takich dziedzinach jak chemia, biologia, medycyna, militaria, badania materiałowe, meteorologia, badania kosmiczne i inne.
- Treści kształcenia:
- Prawa emisji, podstawowe wielkości i jednostki radiometryczne
Radiometria i fotometria. Ciało doskonale czarne, prawo Wiena, prawo Stefana-Boltzmana. Emisyjność, reflektancja, transmitancja, prawo Kirchhofffa.
Źródła promieniowania IR, transmisja promieniowania w atmosferze
Naturalne źródła promieniowania (Słońce, Księżyc, promieniowanie nieba). Transmisja promieniowania w atmosferze (struktura atmosfery, absorpcja, rozpraszanie, turbulencja).
Detekcja promieniowania IR
Podstawy fizyczne detekcji promieniowania optycznego. Klasyfikacja, parametry i kryteria oceny detektorów. Szumy detektorów. Systemy chłodzące. Detektory termiczne; termopary, detektory piroelektryczne, bolometry. Detektory fotonowe. Detektory matrycowe.
Akwizycja obrazu w IR
Wzmacniacze obrazu: zasada działania, realizacja sprzętowa - generacje wzmacniaczy obrazu.
Kamery termowizyjne: zasada działania, konstrukcja, błędy wizualizacji rozkładu i pomiaru temperatury.
Spektrometria w podczerwieni
Spektrometry pryzmatyczne, siatkowe i interferencyjne.
Spektroskopia fourierowska – idea pomiaru. Rzeczywisty spektrometr fourierowski – błędy odtwarzania widma. Wybrane rozwiązania konstrukcyjne spektrometrów fourierowskich.
Wybrane zastosowania techniki podczerwieni
Badania materiałowe, zastosowania militarne (systemy obserwacji, wykrywania, identyfikacji, śledzenia i naprowadzania), rolnictwo, leśnictwo i ochrona środowiska (teledetekcja, monitorowanie zanieczyszczeń atmosfery), medycyna, meteorologia, badania kosmiczne.
Promieniowanie podczerwone w obróbce materiałów, zastosowania przemysłowe i medyczne.
- Metody oceny:
- Ocena z przedmiotu jest wystawiana na podstawie ocen z dwóch kolokwiów
- Egzamin:
- nie
- Literatura:
- Jóźwicki R., Wawrzyniuk L. Technika podczerwieni. OWPW Warszawa 2014
The Infrared and Electro-Optical Systems Handbook. SPIE Optical Engineering Press, Bellingham, Washington USA (1993);
Ronald G. Driggers, Paul Cox, Timothy Edwards. Introduction to Infrared and Electro-Optical Systems. Artech House, Inc. Norwood, 1999;
Xavier P. V. Maldague. Theory and Practice of Infrared Technology for Nondestructive Testing. John Wiley & Sons, Inc., New York (2001);
Richard DR. Hudson, Jr.. Infrared System Engineering. John Wiley & Sons, Inc., New York (2001); New Jersey Canada (2006);
Bielecki Z., Rogalski A.: Detekcja sygnałów optycznych, WNT 2001
Katalogi producentów źródeł, przetworników, detektorów i sprzętu IR
- Witryna www przedmiotu:
- Uwagi:
- brak
Efekty uczenia się
Profil ogólnoakademicki - wiedza
- Charakterystyka TPo_2st_W01
- Znajomość specyficznych problemów generacji, propagacji i detekcji sygnałów w podczerwieni
Weryfikacja: Zaliczenie kolokwiów
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_W02
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P7U_W, I.P7S_WG.o
- Charakterystyka TPo_2st_W02
- Znajomość budowy i działania podstawowych przyrządów do obserwacji i pomiarów realizowanych w zakresie podczerwieni
Weryfikacja: Zaliczenie kolokwiów
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_W03, K_W08
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P7U_W, I.P7S_WG.o, III.P7S_WG
- Charakterystyka TPo_2st_W03
- Znajomość wybranych zastosowań techniki podczerwieni w różnych gałęziach przemysłu, nauki i medycyny
Weryfikacja: Zaliczenie kolokwiów
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_W08, K_W10
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P7U_W, I.P7S_WG.o, III.P7S_WG
Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne
- Charakterystyka TPo_2st_K01
- Ma świadomość wpływu techniki podczerwieni na jakość codziennego życia
Weryfikacja: Zaliczenie kolokwiów
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_K02
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P7U_K, I.P7S_KO, I.P7S_KR