Учебно-методическая карта дисциплины

Название раздела, темы, занятия; перечень изучаемых вопросов

Литература

Формы контроля

знаний

(семинарские)

занятия

самостоятельная работа студента

1. 
   Предмет оптики и ее задачи
   
2. 
   Основные разделы оптики и их краткая характеристика
   

[Д14]

[4]

1. 
   Представления о свете на различных этапах развития оптики
   
2. 
   Электромагнитная природа света
   
3. 
   Характеристика оптического диапазона электромагнитных волн
   
4. 
   Источники и приемники оптического излучения
   

[Д14]

[4]

1. 
   Система уравнений Максвелла
   
2. 
   Плоские и сферические электромагнитные волны и возможность их экспериментального осуществления;
   
3. 
   Фазовая и групповая скорость волн; соотношение между ними
   
4. 
   Энергия, переносимая электромагнитной волной; вектор Умова – Пойнтинга;
   
5. 
   Понятие интенсивности
   

[3]

[Д1]

[Д6]

1. 
   Суперпозиция электромагнитных волн с одинаковыми направлениями колебаний векторов напряженности
   
2. 
   Биения
   
3. 
   Стоячие волны
   

[Д14]

1. 
   Описание суперпозиции волн
   
2. 
   Амплитудные и фазовые соотношения для компонентов результирующей волны; характеристика эллипса поляризации
   
3. 
   Естественный и поляризованный свет
   
4. 
   Типы и формы поляризации волн
   

Видео-фильм «Поляриза-ция света»

[Д14]

1. 
   Квазимонохроматические волны
   

2.Спектр импульсов излучения

3. Соотношение между продолжительностью импульса и шириной спектра

[11]

1. 
   Энергетические характеристики излучения
   
2. 
   Размерность и единицы измерения энергетических величин
   

[3]

[6]

1.Система световых величин

2. Единицы измерения световых величин

2.Переход от энергетических к световым величинам

3. 
   Функция видности
   

1. 
   Интерференция волн
   
2. 
   Понятие о когерентности
   
3. 
   Общая интерференционная схема
   
4. 
   Расчет интерференционной картины на основе схемы Юнга
   
5. 
   Видимость интерференционной картины
   

разда-точный материал

Видео-фильм «Интерфе-ренция»

[4]

[12]

1. 
   Схемы с делением волнового фронта: билинза Бийе, бипризма Френеля, зеркало Ллойда, бизеркало Френеля
   
2. 
   Схемы с делением амплитуды волн: интерференция в тонких пластинках; интерференция в клине
   
3. 
   Линии равного наклона и равной толщины
   
4. 
   Кольца Ньютона
   

[4]

[12]

1. 
   Значение размеров источника
   
2. 
   Пространственная когерентность
   
3. 
   Интерференция немонохроматических световых пучков
   
4. 
   Временная когерентность
   
5. 
   Многолучевая интерференция; формулы Эйри
   

[7]

[11]

1. 
   Интерферометр Фабри – Перо
   
2. 
   Интерферометры Майкельсона, Маха – Цендера, Тваймана - Грина
   
3. 
   Интерферометр Рождественского
   
4. 
   Звездный интерферометр
   
5. 
   Диэлектрические зеркала и просветление оптики
   
6. 
   Применение интерференции в рефрактометрии, спектроскопии, метрологии; другие применения интерференции
   

[4]

[7]

1. 
   Суть явления дифракции; условия его наблюдения; виды дифракции
   
2. 
   Принцип Гюйгенса – Френеля; его интегральная запись
   
3. 
   Метод зон Френеля; зонная пластинка; принцип Бабине
   

Видео-фильм «Дифрак-ция света»

[Д1]

[6]

1. 
   Суть метода векторных диаграмм
   
2. 
   Дифракция на круглом отверстии и экране
   
3. 
   Дифракция на краю полубесконечного экрана
   
4. 
   Спираль Корню
   

[Д2]

1. 
   Приближения Френеля и Фраунгофера
   
2. 
   Пространственное преобразование Фурье; угловой спектр; связь его ширины с размерами отверстия
   
3. 
   Дифракция Фраунгофера на щели, на прямоугольном и круглом отверстиях
   

[Д1 – Д7]

[Д14]

[9]

1. 
   Дифракция Фраунгофера на одномерной дифракционной решетке
   
2. 
   Дифракция Фраунгофера на двумерной дифракционной решетке
   
3. 
   Дифракция Фраунгофера на трехмерной дифракционной решетке
   
4. 
   Амплитудные и фазовые дифракционные решетки
   
5. 
   Дифракция на акустических волнах
   

[Д1 – Д7]

[Д14]

[6]

[Д9]

1. 
   Линза как элемент, осуществляющий преобразование Фурье
   
2. 
   Дифракционное образование изображения линзой
   
3. 
   Предел разрешающей способности оптических приборов; критерий Рэлея
   
4. 
   Метод темного поля
   
5. 
   Метод фазового контраста
   
6. 
   Основные понятия о пространственной фильтрации изображений
   

[6]

1. 
   Физические основы голографической записи изображений
   
2. 
   Схемы записи и восстановления тонкослойных и толстослойных голограмм
   
3. 
   Особенности голограмм как носителей информации
   
4. 
   Применение голографии
   

[6]

[Д2]

1. 
   Граничные условия для проекций амплитуд электромагнитных волн на границе раздела
   
2. 
   Формулы Френеля
   
3. 
   Распространение света в проводящих средах; глубина проникновения
   

[Д1]

[Д6]

1. 
   Полное внутреннее отражение
   
2. 
   Фаза волн различной поляризации после взаимодействия со средой на границе раздела
   
3. 
   Закон Брюстера
   
4. 
   Амплитудные и энергетические коэффициенты отражения и пропускания
   

[Д1]

[Д6]

1. 
   Суть явления дисперсии
   
2. 
   Классическая электронная теория дисперсии
   
3. 
   Нормальная и аномальная дисперсия
   
4. 
   Дисперсия вещества
   
5. 
   Экспериментальное изучение дисперсии: метод скрещенных призм; метод Рождественского
   

Фрагмент видео-фильма «Дисперсия и рассеяние света»

Видео-фрагмент «Скрещен-ные призмы»

[Д1]

[Д6]

1. 
   Поглощение света; закон Бугера – Ламберта – Бера
   
2. 
   Распространение света в оптически неоднородной среде; явление Тиндаля
   
3. 
   Природа процессов рассеяния света
   
4. 
   Рэлеевское рассеяние и рассеяние Ми
   
5. 
   Физическая сущность рассеяния Мандельштама – Бриллюэна и комбинационного рассеяния
   

Фрагмент видео-фильима «Дисперсия и рассеяние света»

[Д1]

[Д6]

1. Экспериментальные явления, сопровождающие распространение света в анизотропной среде; двойное лучепреломление

2. 
   Элементы теории распространения света в анизотропной среде; уравнение волновых нормалей; фазовая и лучевая скорости волн;одноосные и двухосные кристаллы
   
3. 
   3. Качественный анализ распространения света с применением построения Гюйгенса
   
4. 
   4. Понятие о гиротропии и гиротропных средах
   
5. 
   5. Естественная оптическая активность и ее применение в сахариметрии
   
6. 
   
   

Видео-фильм «Двойное лучепре-ломление»

[Д1]

[Д6]

[Д14]

1. 
   Условия интерференции поляризованного света; законы Френеля
   
2. 
   Коноскопические фигуры
   
3. 
   Поляризацитонные приборы; четвертьволновые и полуволновые фазовые пластинки; компенсаторы разности фаз
   
4. 
   Получение и анализ эллиптически поляризованного света
   

[Д1]

[Д6]

[Д14]

1. 
   Анизотропия, индуцированная внешним механическим воздействием
   
2. 
   Анизотропия, обусловленная действием внешнего электрического поля; эффект Поккельса; эффект Керра
   
3. 
   Анизотропия, обусловленная действем внешнего магнитного поля; эффект Коттона – Муттона; эффект Фарадея
   
4. 
   Практическое применение индуцированной анизотропии
   

[Д1]

[Д6]

[Д14]

1. 
   Геометрическая оптика как предельный случай волновой оптики
   
2. 
   Законы геометрической оптики и границы их применимости
   
3. 
   Принцип Ферма и его практическое применение
   
4. 
   Уравнение эйконала и объяснение искривления луча в оптически неоднородных средах
   

Видео-фрагменты о законах ГО и полном отражении

1. 
   Понятие центрированной оптической системы
   
2. 
   Кардинальные элементы центрированной оптической системы
   
3. 
   Построение изображения в оптической системе
   
4. 
   Инварианты центрированной оптической системы
   
5. 
   Правила знаков
   

Видео-фрагменты

1. 
   Микроскоп
   
2. 
   Телескоп
   
3. 
   Проекционный аппарат
   
4. 
   Аберрации оптических систем: астигматизм, сферическая и хроматическая аберрации
   
5. 
   Влияние аберраций на качество изображения
   

[Д10]

[Д11]

1. 
   Модель затухающего дипольного осциллятора
   
2. 
   Естественная ширина линии излучения
   
3. 
   Лоренцева форма и ширина линии излучения
   
4. 
   Факторы, влияющие на ширину линии излучения; однородное и неоднородное уширение; ударное уширение; доплеровское уширение
   
5. 
   Форма составной линии уширения
   

[Д1]

1. 
   Излучательная и поглощательная способность тела; соотношение между ними
   
2. 
   Модель абсолютно черного тела
   
3. 
   Закон Стефана – Больцмана
   
4. 
   Формула смещения Вина
   
5. 
   Формула Рэлея Джинса
   
6. 
   Формула Планка
   

Видео-фрагмент «Распреде-ление энергии в сплошном спектре»

1. 
   Спонтанные и вынужденные переходы
   
2. 
   Вероятности спонтанных и вынужденных переходов; коэффициенты Эйнштейна
   
3. 
   Резонансное усиление света при инверсной заселенности энергетических уровней
   
4. 
   Методы создания инверсной заселенности в различных средах
   

[Д15]

1. 
   Лазер как источник оптического излучения; принцип работы лазера
   
2. 
   Основные элементы лазера и их назначение: активная среда, система накачки, оптический резонатор
   
3. 
   Условие стационарной генерации (баланс фаз и баланс амплитуд).
   
4. 
   Свойства лазерного излучения
   

Видео-фильм «Лазеры»

[Д15]

1. 
   Собственные колебания лазерной системы; продольные и поперечные моды
   
2. 
   Спектральный состав излучения лазеров
   
3. 
   Синхронизация мод; генерация сверхкоротких импульсов
   
4. 
   Энергетические характеристики лазерных систем
   

[Д15]

1. 
   Нелинейная поляризация среды в поле интенсивного лазерного излучения
   
2. 
   Оптическое детектирование и генерация гармоник
   
3. 
   Самовоздействие света в нелинейной оптической среде
   
4. 
   Самофокусировка и дефокусировка пучка
   
5. 
   Другие нелинейнооптические явления: вынужденное комбинационное рассеяние света; параметрические эффекты; сложение и вычитание частот
   

Видео-фильм «Нелиней-ная оптика»

[Д1]

1. 
   Опыты Герца
   
2. 
   Опыты Столетова
   
3. 
   Невозможность объяснения фотоэффекта на основе классической теории излучения
   
4. 
   Гипотеза Планка
   
5. 
   Уравнение Эйнштейна
   
6. 
   Многофотонный фотоэффект
   

Видеофрагменты

[Д1]

1. 
   Фотоэлектрические приемники оптического излучения с внешним фотоэффектом: вакуумные, газонаполненные фотоэлементы, фотоэлектронные умножители
   
2. 
   Фотоэлектрические приемники с внутренним фотоэффектом: фоторезисторы, фотогальванические элементы и др.
   
3. 
   Шумы фотоэлектрических приемников и их влияние на характеристики приемников излучения
   

[Д1]