БАҒдарламасы семей 2013 Алғы сөз 1 ҚҰрастырылды

5В060400 - «Физика»

мамандығы үшін

«Оптика»

Семей 2013

Алғы сөз
1 ҚҰРАСТЫРЫЛДЫ

Құрастырушы ___________ «____» ________ 2013 ж. А.Т. Рахимбердина «Физика» кафедрасының аға оқытушысы

2.1 «Физика» кафедрасының отырысында

28 тамыз 2013 ж. Хаттама №1
Кафедра меңгерушісі _______ С.С.Маусымбаев
2.2. Физика-математика факультетінің оқу-әдістемелік бюросы кеңесі отырысында

12 қыркүйек 2013 ж. хаттама № 1

Университеттің Оқу-әдістемелік кеңесінің отырысында құпталып және баспаға ұсынылды

____ ____________2013 ж. хаттама №
ОӘК төрағасы ________ Г.К.Искакова
4 Алғаш рет енгізілді


МАЗМҰНЫ

1. 
   Қолданылу аумағы
   
2. 
   Нормативтік сілтемелер
   
3. 
   Жалпы мағлұматтар
   
4. 
   Оқу пәнінің мазмұны (модуль бойынша)
   
5. 
   Студенттердің өздік жұмысына арналған тақырыптар тізімі
   
6. 
   Пәннің оқу-әдістемелік картасы
   
7. 
   Оқу-әдістемелік әдебиетпен қамтылу картасы
   
8. 
   Әдебиеттер
   

Оқу-әдістемелік кешенге кіретін оқытушыға арналған «Оптика» пәнінің бағдарламасы 5В060400 –«Физика» мамандығы бойынша оқитын студенттерге арналған.

Аталған «Оптика» пәнінің оқытушыға арналған жұмыс оқу бағдарламасы төмендегі құжаттарға сүйене отырып жасалынып, осы пән бойынша оқу процесін ұйымдастыру талаптарын тағайындайды:

5В060400 –«Физика» мамандығының мемлекеттік жалпы міндетті стандарты, ҚР МЖМБС 3.08.319 – 2006, Қазақстан білім және ғылым министрлігінің 2005 жылғы 23 желтоқсандағы №779 бұйрығымен бұйрығымен бекітілген.

СТУ 042-СГУ-4-2013 университет стандарты «Пәннің оқу-әдістемелік кешендерін әзірлеуге және рәсімдеуге қойылатын жалпы талаптар»

- ДП 042-1.01-2013 «Пәннің оқу-әдістемелік кешенінің құрылымы мен мазмұны»

3. ЖАЛПЫ МАҒЛҰМАТТАР

3.1. Пәннің қысқаша сипаттамасы.

Энергетикалық және жарықтық шамалар және олардың өлшем бірліктері. Геометриялық оптиканың элементтері. Көз және көру. Рең туралы ұғым. Жарық интерференциясы. Жарық дифракциясы. Поляризация.

Қосарланып сыну құбылысы және табиғи оптикалық активтілік. Дисперсия. Жарықтың жұтылуы және шашырауы. Табиғаттағы оптикалық құбылыстар. Жылулық сәулелену.

Люминесценция құбылысы. Фотоэффект және Комптон эффектісі.

Лазерлік сәулелену және бейсызық оптика.

3.2. Пәнді оқытудың мақсаты физиканың оптика тарауынан жарықтың табиғаты туралы, сонымен қатар оптикадағы бақылаудың, өлшеу мен эксперименттеудің негізгі әдістері туралы, қазіргі заман техникасында оптикалық құбылыстар мен заңдылықтардың қолданылуы туралы түсінік беру.

3.3. Пәнді оқытудың негізгі мақсаты теориялық физика және арнайы курстардың шеңберіндегі физиканың барлық тарауларын тереңдетіп және жан-жақты оқыту үшін негіз болатын білімнің іргелі базасын қалыптастыру. Студенттердің алған теориялық білімін практикалық физикалық және техникалық есептерді шығаруда қолдана білуге үйрету, студенттерге оптиканың негізгі заңдары мен принциптерін және олардың математикалық өрнегін беру;

- Студентті негізгі оптикалық құбылыстар мен, оларды бақылау және зерттеу әдістерімен, эксперимент нәтижелерін өңдеуді ЭЕМ-ды қолдану әдістерімен таныстыру;

- Студентке оптиканың дамуы мен оның философиялық және методологиялық проблемалары жайлы ұғым беру.

3.4. пәнді оқытудың нәтижелері:

Пәнді оқыған соң студент

классикалық физика тұрғысынан табиғаттағы негізгі оптикалық құбылыстар мен процестер туралы түсініктермен таныстыру.

негізгі оптикалық құбылыстарды, олардың өту ерекшеліктерін, ұғымдарды, шамаларды, олардың математикалық жазылуларын, өлшем бірліктерін;

• 
  тәжірибелік әдістердің негіздерін және өлшеу нәтижелерін өңдеуді;
  
• 
  физика заңдарын нақты физикалық есептерге қолдануды, құралдармен жұмыс істеуді;
  

істей білуі қажет:

Оптикалық құбылыстың физикалық механизмін аша білуі;

- құралдармен және жүйелердің негізгі параметрлерін өлшеу әдістерімен

жұмыс істей білуі;

- компьютерді қолдана білуі және өлшеу нәтижесінің статистикалық өңдеуінің нәтижесін ала білуі; молекулалық физика және термодинамика есептерін шығара білуі.

3.5. Курс пререквизиттері: механика, молекулалық физика, электр және магнетизм, математикалық анализ, информатика.

3.6. Курс постреквизиттері: атомдық физика, ядролық физика.

1- кесте

Курс	Семестр	Кредиттер	Дәріс (сағ.)	ПС (сағ.)	ЛС (сағ)	ОСӨЖ (сағ.)	СӨЖ (сағ.)	Барлығы (сағ.)	Қорытынды бақылау формасы
2	2	3	15	15	15	22,5	67,5	135	емтихан

4. ОҚУ ПӘНІНІҢ МАЗМҰНЫ (модуль бойынша)

2-кесте

Тақырыптын аты және мазмұны	Сағаттар саны
1	2
Модуль № 1 Геометриялық оптика. Жарықтың интерференциясы, дифракциясы
Дәріс № 1. ЭМ толқындар шкаласы. Жарықтың табиғаты туралы ілімнің дамуы. Ферма принципі. Жарық жылдамдығы. Энергетикалық бірліктер мен олардың арасындағы қатынастар. Жарық шамалары. Жарық көздерінің модельдері. Пішіні әртүрлі көздерден шығатын жарық ағыны. Шашыратушы беттің жарықтылығы. Әртүрлі жарық көздерінің беретін жарықтылығы. Геометриялық оптиканың негізгі ұғымдары мен анықтамалары. Оптикалық бейнелердің геометриялық теориясының бастамалары. Сфералық бетте сыну. Центрленген оптикалық жүйе. Линзадағы бейнені тұрғызу. Жұқа линза формуласы. Сфералық айна. Оптикалық жүйелерді қосу. Линзалық оптикалық құралдар.	1
Дәріс № 2 Монохромат жарықтың интерференциясы. Жарық толқындарының интерференциясы. Екі нүктелік жарық көздерінен шығатын толқындардың интерференциясы. Толқындық фронтты бөлу және амплитуданы бөлу әдістері бойынша тәжірибелер. Интерференциялық жолақтарды локализациялау. Көлбеулігі бірдей және қалыңдығы бірдей жолақтар. Ньютон сақиналары. Квазимонохромат жарықтың интерференциясы. Уақыт бойынша когеренттілік. Кеңістік бойынша когеренттілік. Жарық көзінің өлшемдерінің интерференциялық бейнеге әсері. Интерференция апертурасы. Майкельсон және Бенуа тәжірибелері. Фурье-спектрометрлері. Фурье түрлендіруі. Фурье спектрометрінің артықшылығы. Көпсәулелік интерференцияның қолданылуы. Оптикалық фильтрлер. Көпқабатты диэлектрлік қаптаулар. Диэлектрлік айналарда алу. Оптиканың жарықталынуы. Фабри-Перо интерферометрі. Эйри формулалары. Интерференциялық жолақтардың анықтығы. Вавилов-Черенков сәуле шығаруы.	1
Дәріс № 3 Дифракция құбылысы. Гюйгенс-Френель принципі, оның интегралдық түрі және интерпретациясы. Френель аумақтары. Дифракциялық бейнелерді талдау үшін векторлық диаграммаларды қолдану. Аумақтық пластинкалар. Дөңгелек саңылау мен экрандағы дифракция. Бабине принципі. Жартылай шексіз экранның шетіндегі дифракция. Корню спектрі. Френель жуықтауы және Фраунгофер жуықтауы.	1
Дәріс № 4 Амплитудалық және фазалық дифракциялық торлар. Акустикалық толқындардағы дифракция. Акустооптикалық модуляторлар. Дифракция және спектрлік анализ. Спектрлі кеңістікте жіктеуші спектроскопия. Призмалық, дифракциялық және интерференциялық спектрлік құралдар мен олардың негізгі сипаттамалары: аппараттық функциясы, бұрыштық және сызықтық дисперсиясы, ажырату қабілеті, дисперсия аумағы. Бейнені қалыптастыратын құралдардағы дифракция ролі: телескопта, микроскопта. Көпөлшемді құрылымдағы дифракция. Брэгг-Вульф формуласы. Лауэ әдісі. Кристалды айналдыру әдісі. Ұнтақ әдісі. Базистің құрылымдық факторы мен шашыратудың атомдық факторы туралы түсінік. Фотондық кристалдар. Табиғи фотондық кристалл. Жасанды фотондық кристалдар.	1
Модуль № 2 Жарықтың поляризациясы мен дисперсиясы
Дәріс № 5. Оптикадағы поляризация ұғымы. Жарықтың электромагниттік теориясының шеңберіндегі сәуленің поляризациясын бейнелеу. Жарық толқынының затпен әсерлескендегі электр және магнит өрістерінің ролі. Жазық, шеңбер, эллипс бойымен поляризацияланған және поляризацияланбаған жарықты ажырату. Негізгі анықтамалар мен терминдер. Поляризацияның түрлері мен формалары. Поляризацияланбаған сәулелер. Табиғи жарық. Стокс параметрлері мен Мюллер матрицасы туралы түсінік. Жарықтың екі ортаның шекарасымен әсерлескендегі поляризациялық құбылыстар. Оптикадағы Френель формулалары. Толық шағылу.	1
Дәріс № 6 Диэлектриктер шекарасындағы толық ішкі шағылу. Поляризациясы әртүрлі шағылған сәулелер фазаларының қатынастары. Металдар оптикасы. Максвелл теңдеулері мен металдағы толқындар. Металл шекарасындағы жарықтың шағылу мен сынуының геометриялық заңдары.	1
Дәріс № 7 Анизотроп орталардың оптикасы. Анизотроп орталардағы жарық толқындарының таралуы: эксперименттік фактілер мен теория элементтері. Френельдің толқындық нормальдер теңдеуі. Фазалық және сәулелік жылдамдықтар. Біросьті және екіосьті кристалдар. Жарықтың қосарланып сынуы. Гюйгенс тұрғызуының көмегімен жарықтың таралуын сапа жағынан талдау.	1
Дәріс № 8 Эллипс бойынша поляризацияланған жарықты алу және талдау. Гиротропты орталар туралы ұғым. Табиғи оптикалық активтілік. Сахарометрия. Механикалық деформация, электрлік (Поккельс және Керра эффектілері), магниттік (Фарадей, Коттон-Муттон эффектілері) өрістер әсерінің нәтижесінде пайда болатын оптикалық қасиеттердің анизотропиясы. Зееман эффектісі. Сұйық кристалдардағы оптикалық эффектілер. Динамикалық шашырату. Қосарланып сыну құбылысын электрлік өріс көмегімен бағытты түрде өзгерту. «Твист-эффектісі».	1
Дәріс № 9 Жарықтың дисперсиясы. Жарықтың заттағы таралуының микроскопиялық бейнесі. Сызықты оптикалық осциллятор. Дисперсияның классикалық электрондық теориясы. Фазалық және топтық жылдамдықтар, олардың қатынастары. Сыну көрсеткішінің қалыпты және аномальды дисперсиясы.	1
Дәріс № 10. Жылулық сәуле шығару. Заттың сәуле шығару және жұту қабілеттері мен олардың қатынастары. Абсолют қара дененің моделі. Стефан-Больцман заңы. Вин ығысу формуласы. Рэлей-Джинс формуласы. Сәуле шығарудың классикалық теориясының шектелуі.	1
Модуль № 3 Жарықтың кванттық теориясы
Дәріс № 11. Кванттық теорияның элементтері. Планк формуласы. Жарықтың шашырауы. Жарықтың молекулалық шашырауы. Шашыраған жарық интенсивтілігінің жиілікке тәуелділігі (Рэлей формуласы) және шашыратудың бұрыштық диаграммасы. Ми шашыратуы және тығыздық флуктуациясындағы шашырату. Доплер эффектісі мен жарықтың абберациясы. Шашыраған жарықтың поляризациясы, оның спектрлік құрамы.	1
Дәріс № 12. Табиғаттағы оптикалық құбылыстар. Күн сәуле көзі. Синхротрондық сәуле шығару. Жердің бетін жарықтандыру. Атмосфераның өткізуі. Атмосферадағы рефракция. Сәуленің турбуленттік ығысуы. Атмосферадағы Рэлей шашыратуы.	1
Дәріс № 13. Люминесценция құбылысы: негізгі заңдылықтары, спектрлік және уақыттық сипаттамалары, кванттық ұғымдар тұрғысынан интерпретациясы. Фотоэффект. Негізгі эксперименттік заңдылықтар және оларды түсіндіру. Фотондар мен олардың қасиеттері. Фотондар қатысатын процестердегі энергия мен импульстің сақталу заңдары. Комптон эффектісі.	1
Дәріс № 14 Сызықтық емес оптика. Тұрақты ток өрісіндегі диэлектриктің поляризациясы. Жарық өрісіндегі диэлектриктің поляризациясы. Электромагниттік толқындардың сызықтық емес әсерлесуі.	1
Дәріс № 15 Еріксіз комбинациялық шашырату. Стокс шашыратуы. Антистокс шашыратуы. Жарықтың өзіндік фокусировкасы. Мандельштам-Бриллюэн еріксіз шашыратуы. Ауысулардың қанығуы. Сызықтық және сызықтық емес жұтылу. Спектрлік сызықтардың ені мен профильдері.	1
Зертханалық сабақтар
Модуль № 1 Геометриялық оптика. Жарықтың интерференциясы, дифракциясы
№ 1 Жұқа линзаның ұлы фокус аралығын анықтау.	1
№ 2 Френель бипризмасының көмегімен жарықтың толқын ұзыңдығын анықтау.	2
№ 3 Линзаның қисықтық радиусын және жарықтың толқын ұзындығын Ньютон сақинасынның көмегімен анықтау.	2
№ 4 Дифракциялық тордың көмегімен жарықтың толқын ұзындығын анықтау	1
Модуль № 2 Жарықтың поляризациясы мен дисперсиясы
№ 5 Малюс заңын тексеру	1
№ 6 Рефрактометр арқылы заттың сыну көрсеткішін анықтау.	1
№ 7 Луммер-Бродхун фотометрінің көмегі арқылы жарықтың техникалық шамаларын анықтау.	2
Модуль № 3 Жарықтың кванттық теориясы
№ 8 Стефан-Больцман тұрақтысын анықтау	1
№ 9 Жарықтың толқын ұзындығын лазер көмегімен анықтау.	2
№ 10 «Планк тұрақтысын анықтау»	2
Машықтану сабақтары
Модуль № 1 Геометриялық оптика. Жарықтың интерференциясы, дифракциясы
Машықтану сабағы № 1 Энергетикалық бірліктер, жарық шамалары, әртүрлі жарық көздерінің беретін жарықталынуы. Геометриялық оптика элементтері.	1
Машықтану сабағы № 2 Монохромат жарықтың интерференциясы.	1
Машықтану сабағы № 3 Квазимонохромат жарықтың интерференциясы.	1
Машықтану сабағы № 4 Жарықтың дифракциясы.	1
Машықтану сабағы № 5 Амплитудалық және фазалық дифракциялық торлар.	1
Машықтану сабағы № 6 Көпөлшемді құрылымдағы дифракция	1
Модуль № 2 Жарықтың поляризациясы мен дисперсиясы
Машықтану сабағы № 7 Поляризация.	1
Машықтану сабағы № 8 Оптикадағы Френель формулалары.	1
Машықтану сабағы № 9 Жарықтың қосарланып сынуы.	1
Машықтану сабағы № 10 Жарықтың дисперсиясы.	1
Модуль № 3 Жарықтың кванттық теориясы
Машықтану сабағы № 11 Жылулық сәуле шығару.	1
Машықтану сабағы № 12 Табиғаттағы оптикалық құбылыстар.	1
Машықтану сабағы № 13 Фотоэффект.	1
Машықтану сабағы № 14 Комптон эффектісі.	1
Машықтану сабағы № 15 Доплер эффектісі.	1

5. СТУДЕНТТЕРДІҢ ӨЗДІК ЖҰМЫСТАРЫНЫҢ ТАҚЫРЫПТАРЫ

Оптика

5.1 Көз және көру қабілеті. Көздің оптикалық схемасы. Аккомодация мен адаптация. Күндізгі және кешкі көру қабілеті. Жарық сезгіш рецепторлар. Түс және түстік координаталар ұғымы.

5.3 Жіңішке саңылаудағы, тікбұрышты және дөңгелек саңылаулардағы Фраунгофер дифракциясы.

5.4 Бейненің голографиялық жазу әдісінің физикалық негіздері. Габор және Денисток голограммалары. Оптикалық статистикалық голографияның қолданылуы. Акустикалық голография. Динамикалық голография.

5.5 Брюстер пластинкалар жиынтығы, шағылдырғыш поляризаторлар.

5.6 Металдардың оптикалық константаларын өлшеу.

5.7 Поляризацияланған жарықтың интерференциясы.

5.8 Сахарометрия.

5.9 Дисперсияны байқау схемалары. Пуччианти әдісі.

5.10 Сәуле шығарудың классикалық теориясының шектелуі.

5.11Мандельштам-Бриллюэн өзіндік шашыратуы және комбинациялық шашырату. Ұсақдисперсті және бұлыңғыр орталардағы жарықтың шашырауы.

5.12 Кемпірқосақты зерттеудің тарихы мен есептеуі. Полярлық жарқырау.

5.13 Фотолюминесценция.

5.14 Екінші гармониканың генерациясы. Екінші гармониканың генерациясындағы фазалық синхронизм.

5.15 Сызықтардың біртекті және біртексіз кеңеюі. Толқындық фронттың айналуы.

3. 
   кесте
   

4 кесте

Оқулықтар, оқу-әдістемелік құралдар аттары	саны	Студенттер саны	Қамтылу пайызы
1	2	3	4
1.Абдуллаев Ж. Физика курсы.-А.1994	30
2.Т.И.Трофимова «Курс физики», М., 1999	5
3. Жұманов К.Б. Оптика негіздері	5
4. Савельев И.В. Курс общей физика в 3 т.-Том ІІІ. М.: Высшая школа, 1999	10
5.Ландсберг Г.С. Оптика-М.: Наука, 1976	1
6. Матвеев А.Н. Оптика-М.: Высшая школа, 1985	5
7. Полатбеков П. Оптика - А., 1981	2

8. ӘДЕБИЕТТЕР

8.1 Негізгі әдебиеттер

8.1.1 Жұманов К.Б. Оптика негіздері, 1 бөлім: Оқу құралы.-Қазақ университеті, 2004 – 321 б.

8.1.2 Н.М. Годжаев Оптика. учеб. пособие для вузов. М., Высшая школа, 1977.

87.1.3 Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики, М, Высшая школа, 1989 г.

8.1.4 Волькенштейн В.С. Жалпы физика курсының есептер жинағы Алматы, Мектеп, 1974 ж.

8.1.5 Абдуллаев Ж. Жалпы физика курсы, Ана тілі, 1991 ж..

8.1.6 Паримбеков З.А., Рахимбердина А.Т., Тұрысбекова Б.Ш. Физика курсынан зертханалық практикум. Семей, 2011 ж.

8.1.7 Ландсберг Г.С. Оптика.-М.: Наука, 1976

8.1.8. Матвеев А.Н., Оптика.-М.: Высшая школа, 1985

8.1.9. Бутиков Е.И. Оптика.-М.: высшая школа, 1986

8.1.10 Савельев И.В. Жалпы физика курсы III т. Алматы Мектеп 77ж.(аударма)

8.2 Қосымша әдебиеттер

8.2.1. Дж. Орир Физика в 2-х томах ., Москва, Мир, 1981 г.

8.2.2. Борн М., Вольф Э. Основы оптики.-М.: Наука, 1973

8.2.3. Чертов А.Г., Воробьев А.А. Задачи по физики. М. Высшая школа, 1988 г.