Программа составлена на основе типовой учебной программы «Оптика» для специальности 1-31 04 03 «Физическая электроника», утвержденной 12. 05. 2010 г

Учебная программа составлена на основе типовой учебной программы «Оптика» для специальности 1-31 04 03 «Физическая электроника», утвержденной 12.05.2010 г.

регистрационный номер ТД - G.275/ тип

Рассмотрена и рекомендована к утверждению в качестве рабочего варианта

доцент ____________ Н.А. Алешкевич

Председатель

Геометрическая оптика – раздел оптики, в котором изучаются законы распространения оптического излучения на основе представлений о световых лучах. Геометрическая оптика позволяет создать упрощенную, но в большинстве случаев достаточно точную теорию оптических систем. В рамках этой теории объясняется образование изображений, существует возможность вычисления аберраций оптических систем и разрабатывать методы их исправления, выводить энергетические соотношения для световых пучков, проходящих через оптические системы, оценивать качество изображения, изучить методы расчета хода лучей через оптическую систему и познакомиться с конструированием оптических систем.

По существу, не рассматривает физическую природу света и фотометрия. Ряд задач фотометрии решается с учетом закономерностей восприятия света человеческим глазом. Изучением этих закономерностей занимается физиологическая оптика, смыкающаяся с биофизикой и психологией и исследующая механизмы зрения.

В физической оптике рассматриваются проблемы, связанные с природой света и световых явлений. В зависимости от условий, в которых реализуется изучение распространения излучения в среде и его взаимодействие с объектами, проявляются волновые или корпускулярные свойства излучения. Совокупность явлений, в которых проявляется волновая природа света (интерференция, дифракция, поляризация и др.), изучается в крупном разделе физической оптики, называемом волновой оптикой. Ее математическим основанием служат общие уравнения классической электродинамики – уравнения Максвелла. Свойства среды при этом характеризуются макроскопическими материальными константами – значениями диэлектрической проницаемости и магнитной проницаемости , входящими в уравнения Максвелла в виде коэффициентов. Эти величины однозначно определяют показатель преломления n среды: .

Феноменологическая волновая оптика, не рассматривая связь величин и , обычно известных из опыта, со структурой вещества, позволяет объяснить все эмпирические законы геометрической оптики и установить границы ее применимости.

Хорошо описывая распространение света в материальных средах, волновая оптика не смогла удовлетворительно объяснить процессы его испускания и поглощения.

Явления, в которых при взаимодействии света и вещества проявляются квантовые свойства элементарных систем, изучаются в квантовой оптике методами, развитыми в квантовой механике и квантовой электродинамике.

Двойственность природы света (наличие у него одновременно характерных черт, присущих волнам и частицам) является частным проявлением корпускулярно-волнового дуализма.

Открытие квантовых явлений в радиодиапазоне во многом стерло резкую границу между радиофизикой и оптикой. Сначала в радиофизике, а затем и в физической оптике сформировалось новое направление, связанное с генерированием вынужденного излучения и созданием квантовых усилителей и квантовых генераторов излучения (мазеров и лазеров). Развитие лазерной техники привело к новому подходу при создании оптических элементов и систем и, в частности, потребовало разработки новых оптических материалов, пропускающих без их повреждения интенсивные световые потоки (силовая оптика).

Все разделы оптики имеют многочисленные практические применения.

«Оптика», являясь частью курса общей физики, тесно связана с остальными ее разделами.

Целью изучения дисциплины является ознакомление студентов с сутью и теоретическим описанием основных оптических явлений, методами их наблюдения и экспериментального исследования; с методами обработки и анализа результатов эксперимента; с основными оптическими приборами; развитие у студентов любознательности и интереса к изучению дисциплины.

Предметом курса «Оптика» является изучение основных понятий и законов фотометрии; сути, условий наблюдения и закономерностей фундаментальных явлений волновой, геометрической, квантовой оптики; механизма реализации и теоретического объяснения этих явлений в рамках существующих физических моделей; знакомство с областями практического применения оптических явлений и законов оптики.

В процессе чтения курса и практических занятий реализуются следующие задачи:

• 
  изучение структуры оптики как области науки и решаемых в ней задач;
  
• 
  изучение основных понятий, используемых для характеристики световых пучков;
  
• 
  изучение основных оптических явлений, объясняемых в рамках волновой теории света, и их основных закономерностей;
  
• 
  изучение основных законов геометрической оптики и их применение для построения изображений отдельными оптическими элементами и оптическими системами;
  
• 
  изучение основных оптических явлений, объясняемых в рамках квантовых представлений о свете, и их основных закономерностей;
  
• 
  изучение сути методов экспериментального наблюдения и изучения основных оптических явлений;
  
• 
  приобретение практических навыков в решении задач по оптике;
  
• 
  систематизация знаний по различным разделам физики, формирование представлений о взаимосвязи и взаимной обусловленности явлений природы и формирование научного мировоззрения.
  

Для изучения курса «Оптика» необходимы знания в области элементарной математики, высшей алгебры, математического анализа.

Общее количество часов – 196; аудиторное количество часов – 102, из них: лекции – 62, практические занятия – 34, самостоятельная управляемая работа студентов (СУРС) – 6. Контрольные мероприятия: 1 контрольная работа, 1 тестирование, 1 реферат, 1 экзамен.
СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА