Н. Г. Чернышевского Физический факультет утверждаю проректор сгу по учебно-методической работе Е. Г. Елина " " 20 г. Рабочая программа

Вид материала

Содержание

Подобный материал:

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского

Физический факультет

УТВЕРЖДАЮ

Проректор СГУ

по учебно-методической работе

___________________Е.Г.Елина

"__" __________________20__ г.

Рабочая программа дисциплины

ОПТИКА

Направление подготовки

011200 Физика

Профиль подготовки

Биофизика

Квалификация (степень) выпускника

Бакалавр

Форма обучения

очная

Саратов, 2011

1. Цели освоения дисциплины

Дисциплина «Оптика» является частью модуля «Общая физика». Целью изучения дисциплины является освоение фундаментальных разделов физики посвященных свету и оптическим явлениям. В рамках данного курса преимущественно рассматриваются вопросы, связанные с волновой природой света: явления интерференции, дифракции, распространения света в изотропных и анизотропных средах, оптика движущихся сред. В процессе изучения дисциплины «Оптика» развивается представление об электромагнитных волнах, понятие о которых вводится в разделе «Электричество и магнетизм» модуля «Общая физика». Дисциплина «Оптика» включает в себя шесть основных разделов:

1. Вводный раздел, целью изучения которого является ознакомление с основными историческими этапами развития оптической науки, развитие представлений об электромагнитной природе светового излучения. На этом этапе указывается место светового излучения в шкале электромагнитных волн и особенности волновых процессов оптическом диапазоне.

2. Интерференция света. Целью изучения раздела является формирование представления о когерентности световых полей. В рамках раздела рассматривается явление интерференции света, анализируются способы его наблюдения и оптические приборы, использующие это явление – интерферометры.

3. Дифракция света. Целью изучения данного раздела является формирование представлений о дифракционных явлениях, возникающих в результате ограничения световых пучков. Развитие представления о дифракции света служат фундаментом для изучения оптических приборов, формирующих оптическое изображение, а также приборов для спектрального анализа светового излучения. Изучение данного раздела дает представление о фундаментальных ограничениях разрешающей способности оптических приборов и о решающей роли дифракции в формировании оптического изображения.

4. Оптика изотропных сред. Целью изучения данного раздела является формирование представлений о процессе распространения света в изотропном веществе. Изучение раздела начинается с освоения идей классической электронной теории дисперсии для разреженных сред. Обсуждается природа дисперсии света и поглощение света в веществе. Целью изучения последующих частей данного раздела является освоение представлений о преломлении и отражении света на границе раздела изотропных диэлектриков, формул Френеля и следствий из них. Целью заключительной части раздела является изучение отражения света от металлов, рассеяния света в неоднородных средах и формирование представлений о нелинейных оптических явлениях.

5. Оптика анизотропных сред. Целью изучения данного раздела является дальнейшее развитие представлений о взаимодействии света с веществом на примере распространения света в анизотропной среде. В этом разделе также детально обсуждается поляризация световых волн и оптические приборы, использующие эффекты, связанные с распространением света в анизотропных средах – поляризаторы, фазовые пластинки, устройства отображения информации.

6. Оптика движущихся сред. Целью данного раздела является изучение методов измерения скорости света, формирование представления о распространении света в системах, движущихся с ускорением, обсуждаются особенности проявления эффекта Доплера в оптике.

2.Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата

Дисциплина «Оптика» относится к Профессиональному циклу Б.3, модулю «Общая физика» базовой (общепрофессиональной) части Б.1. Дисциплина «Оптика» в рамках учебного плана следует за взаимосвязанными с нею дисциплинами профессионального цикла профилей «Биофизика» и «Медицинская фотоника»:

Механика;
Молекулярная физика;
Электричество и магнетизм;

С дисциплиной «Оптика» тесно связана дисциплина «Общий физический практикум: оптика», относящаяся к профессиональному циклу Б.3. в его базовой (общепрофессиональной) части Б.2.4.

Структура и порядок изучения дисциплины «Оптика» выбран с учетом особенностей профилей подготовки «Биофизика» и «Медицинская фотоника». При изучении дисциплины особое внимание уделяется разделам оптики, составляющим фундаментальные основы современной оптической биомедицинской диагностики: интерференции света, дифракционной теории оптических инструментов, рассеянию света в оптически неоднородных средах.

При изучении курса «Оптика» студенты должны иметь теоретическую подготовку по следующим разделам и темам общего курса физики: механика, электричество и магнетизм, колебания и волны, а также математики: математический анализ, аналитическая геометрия, теория поля, теория вероятности и теория случайных процессов. Студенты должны иметь навыки самостоятельной работы с учебными пособиями и монографической учебной литературой, уметь решать физические задачи, требующие применения дифференциального и интегрального математического аппарата, уметь производить приближенные преобразования аналитических выражений, навыки работы на компьютере с математическими пакетами программ (например, MathCad), графическим (например, Microcal Origin) и текстовым (например, MS Word) редакторами, умение программировать (например, в среде MS Quick BASIC) и использовать численные методы решения физических задач, должны иметь навыки работы на физических экспериментальных установках, уметь оформлять результаты экспериментов с использованием графического материала и с оценкой погрешностей измерений.

3 Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины «Оптика»

В результате освоения дисциплины формируются части следующих компетенций:

Общепрофессиональных:

ПК-1: способность использовать базовые теоретические знания для решения профессиональных задач, а именно ее компоненты связанные с использованием базовых теоретических знаний в области физической оптики, геометрии, математики для решения профессиональных задач расчета оптических систем, выполнения оптических измерений и анализа конструктивных особенностей и принципа действия оптических приборов.

ПК-2: способность применять на практике базовые профессиональные навыки. В результате освоения дисциплины развиваются способности применять на практике следующие базовые профессиональные навыки: понимание фундаментальных свойств оптического излучения, фундаментальных основ оптических измерений, принципов действия оптических приборов.

А также формируется часть компетенции в научно-исследовательской деятельности:

ПК-4: способность применять на практике базовые общепрофессиональные знания в области физики для освоения профильных физических дисциплин в сфере компонент, связанных с выполнением экспериментальных и учебно-исследовательских работ в области оптической визуализации, обработке изображений, лазерных измерений, интерферометрии и голографии.

Формируется часть компетенций в научно-инновационной деятельности:

ПК-5: способность применять на практике базовые общепрофессиоанльные знания теории и методов физических исследований, включающих эксплуатацию современных наблюдательных измерительных и регистрирующих оптических и оптико –электронных приборов, в том числе астрономических и земных наблюдательных телескопических систем; световых микроскопов и систем визуализации на их основе; оптических проекционных и репродукционных установок; фото- и кинорегистрирующего оборудования, в том числе цифровых оптико-электронных систем регистрации оптического изображений; оптических измерительных приборов

ПК-8: способность понимать и использовать на практике теоретические основы организации и планирования физических исследований части представлений о фундаментальных основах оптических явлений и возможностях оптических измерительных приборов.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

•Знать:

фундаментальные свойства светового излучения;
фундаментальные оптические законы;
содержание и основные выводы разделов дисциплины «Оптика» в соответствии со структурой и содержанием этой дисциплины.
устройство и принцип действия оптических приборов;
методы решения теоретических и экспериментальных задач оптики;

•Уметь:

излагать и критически анализировать основные положения теории оптических систем;
анализировать и объяснять принцип действия оптических приборов;
оценивать качество изображения, получаемого при помощи оптической системы;
решать задачи, связанные с проявлением волновой природы оптического излучения;
конструировать оптические системы для решения прикладных задач экспериментальной оптики.

•Владеть

методами решения задач геометрической и волновой оптики;
методами оптических измерений;
методами экспериментальной работы с оптическими деталями и приборами.

4. Структура и содержание дисциплины «Оптика»

Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц 180 часов.

№ п/п	Раздел дисциплины	Семестр	Неделя семестра	Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах)			Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра) Формы промежуточной аттестации (по семестрам)
№ п/п	Раздел дисциплины	Семестр	Неделя семестра	Лекц.	Практ.	Самост.
1	Введение в оптику. Свет как электромагнитная волна. Энергия световой волны.	4	1	4	2	1
2	Квазимонохроматическое излучение. Шкала электромагнитных волн.	4	2	4	2	1
3	Интерференция света. Когерентность в оптике. Осуществление когерентных волн в оптике.	4	3	4	2	1
4	Интерферометры. Многолучевая интерференция. Стоячие электромагнитные волны.	4	4	4	2	1
5	Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Дифракция Френеля. Прямолинейное распространение света.	4	5	4	2	1
6	Дифракция Фраунгофера. Разрешающая способность оптических приборов. Гауссов пучок света.	4	6	4	2	1
7	Дифракционная решетка. Физические принципы голографии.	4	7	4	2	2
8	Классическая электронная теория дисперсии. Поглощение света.	4	8	4	2	2
9	Распространение света через границу двух сред. Формулы Френеля и следствия из них.	4	9	4	2	2
10	Полное внутренне отражение и отражение света поверхностью металлов.	4	10	4	2	2
11	Эффект вращения направления поляризации.	4	11	4	2	2
12	Рассеяние света в неоднородной среде. Нелинейная оптика.	4	12	4	2	2
13	Распространение света в анизотропной среде. Поляризационные устройства.	4	13	4	2	2
14	Интерференция поляризованных лучей. Индуцированная анизотропия.	4	14	4	2	2
15	Скорость света и методы ее измерения.	4	15	4	2	2
16	Проявление движения среды в интерференционных опытах. Эффект Доплера в оптике.	4	16	4	2	2

Содержание дисциплины «Оптика»

Введение в оптику. История оптики. Оптика в современной физике. Принцип Ферма. Законы геометрической оптики. Электромагнитное описание. Шкала электромагнитных волн. Оптический диапазон. Квантовое описание. Источники света. Приемники света.
Плоские электромагнитные волны. Уравнения Максвелла. Волновое уравнение. Плоская монохроматическая волна. Поперечность электромагнитной волны. Взаимная ориентация волнового вектора, векторов электрического и магнитного полей в плоской волне. Уравнение плоской волны. Основные характеристики колебаний и волн и их физический смысл. Амплитуда, фаза, частота, круговая частота, волновое число, длина волны, фазовая скорость, фронт волны, волновые поверхности. Сферическая волна и ее источник. Уравнение параксиальной сферической волны.
Квазимонохроматические волны. Представление монохроматических волн в комплексном виде. Комплексная амплитуда волнового поля. Уравнения Гельмгольца. Модулированные (квазимонохроматические) волны. Амплитудная, фазовая, частотная модуляции. Суперпозиция двух плоских монохроматических волн различной частоты. Биения. Групповая скорость. Формула Рэлея. Дисперсия света. Временной спектр световой волны. Разложение по гармоническим составляющим. Волновой цуг конечной длительности. Соотношение между длиной цуга и шириной спектрального интервала.
Энергия электромагнитной волны. Плотность потока энергии. Вектор Умова-Пойтинга. Интенсивность света. Энергия и импульс электромагнитной волны. Давление света. Локализация энергии световой волны. Поляризация плоской монохроматической электромагнитной волны. Типы поляризации электромагнитных волн. Естественный и частично поляризованный свет. Степень поляризации.
Интерференция монохроматических волн точечных источников. Уравнение интерференции монохроматических волн (векторная диаграмма и комплексные аналитические сигналы). Условие образования максимумов и минимумов интенсивности. Пространственное распределение интенсивности в интерференционной картине. Контраст (видность) интерференционных полос Интерференция плоских волн. Пространственный период полос. Интерференция сферических волн в параксиальном приближении.
Осуществление когерентных волн в оптике. Оптические устройства для получения взаимно когерентных волн и наблюдения их интерференции. Интерферометры. Интерферометры с делением волны по амплитуде и по волновому фронту. Оптический путь, оптическая разность хода. Связь разности фаз волн с их оптической разностью хода. Условия формирования светлых и темных интерференционных полос. Разность хода волн, отраженных от плоскопараллельной стеклянной пластины и от оптического клина. Интерференционные полосы равного наклона и равной толщины.
Интерферометры. Интерферометры с делением по амплитуде. Кольца Ньютона. Интерферометр Физо. Интерферометр Майкельсона. Интерферометр Маха-Цендера. Интерферометры с делением по волновому фронту. Интерферометр Юнга. Период интерференционных полос Юнга. Интерферометр Рэлея. Бипризма и бизеркала Френеля. Билинза Бийе, зеркало Ллойда.
Когерентность. Временная и пространственная когерентность волнового поля. Соотношения между разностью хода и длиной временной когерентности, между временем когерентности и шириной спектрального интервала в интерференционном эксперименте. Предельная разность хода и полное число наблюдаемых интерференционных полос. Влияние временной и пространственной когерентности света при интерференции в тонких пленках. Функция временной когерентности и ее связь со спектром оптического поля. Зависимость контраста интерференционных полос от степени временной когерентности.
Интерференция света протяженных источников. Пространственная когерентность. Роль конечных размеров источника света. Длина (радиус) поперечной когерентности. Проявление ограниченной поперечной когерентности в интерферометре Юнга. Функция и степень поперечной когерентности. Звездный интерферометр Майкельсона и его современные модификации.
Интерференция монохроматических волн различной частоты. Зависимость наблюдаемой картины от постоянной времени фотоприемника. Спектральная интерференция (интерференция при больших разностях хода). Фурье-спектроскопия.
Многолучевая интерференция. Интерферометр Фабри-Перо. Распределение интенсивности в интерференционных картинах в проходящем и отраженном излучении. Разность фаз и разность хода лучей в интерферометре Фабри-Перо. Применение интерферометра Фабри-Перо в высокоразрешающей спектроскопии. Интерферометр Фабри-Перо - лазерный резонатор. Интерференционные светофильтры. Многослойные диэлектрические интерференционные зеркала. Просветление оптических деталей.
Стоячие электромагнитные волны. Уравнение стоячей волны. Узлы и пучности в стоячей волне. Оптический резонатор. Регистрация стоячих электромагнитных волн: опыт Винера, цветная фотография Липпмана, объемная голограмма Денисюка. Дифракционная решетка – многолучевой интерферометр с делением по волновому фронту.
Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Дифракционный интеграл. Дифракция Френеля на круглом отверстии и круглом экране. Зоны Френеля. Векторные диаграммы. Пятно Пуассона. Распределение освещенности в дифракционной картине в поперечном направлении и вдоль оси отверстия. Зонная пластинка и ее сравнение с линзой. Дифракция Френеля на прямолинейном краю экрана. Спираль Корню. Распределение освещенности в дифракционной картине.
Дифракция Фраунгофера – дифракция дальнего поля. Дифракция Фраунгофера на щели и на прямоугольном отверстии. Распределение интенсивности в дифракционной картине. Дифракция Фраунгофера на круглом отверстии. Дифракционная расходимость (уширение) световых пучков. Дифракционный предел разрешения оптических систем. Гауссов пучок света.
Дифракционная решетка. Распределение интенсивности в картине дифракции на щелевой амплитудной дифракционной решетке. Дифракционная решетка как спектральный прибор. Дифракционный спектрограф. Разрешающая способность дифракционной решетки. Отражающие дифракционные решетки. Синусоидальная амплитудная дифракционная решетка. Фазовые дифракционные решетки. Объемные дифракционные решетки. Дифракция Брегга-Вульфа. Дифракция света на акустических волнах.
Физические принципы голографии. Голографические схемы записи и восстановления оптических полей. Голографическая интерферометрия. Объемные голограммы Брегга и голограммы Денисюка.
Классическая электронная теория дисперсии. Уравнение движения осциллятора во внешнем поле. Дисперсия вдали от линии поглощения. Формула Коши. Формула Лоренц-Лорентца. Дисперсия в области линии поглощения. Аномальная дисперсия. Дисперсионная кривая и спектральный контур поглощения. Экспериментальные методы исследования аномальной дисперсии. Метод скрещенных призм. Интерференционный метод. Метод "крюков" Рождественского.
Распространения света в изотропной диспергирующей среде. Поляризация среды. Дисперсия света. Уравнение плоской монохроматической волны в поглощающей среде. Закон Бугера. Волновые пакеты. Групповая скорость волны. Формула Рэлея.
Отражение и преломление света на плоской границе раздела двух изотропных диэлектриков. Вывод законов отражения и преломления на основе принципа Гюйгенса (построений Гюйгенса) и граничных условий уравнений Максвелла. Формулы Френеля - соотношения амплитуд падающей, отраженной и преломленной волн. Вывод формул Френеля.
Следствия из формул Френеля. Зависимость коэффициента отражения от угла падения. Изменение фазы волны при отражении. Изменение азимута колебаний линейно поляризованной волны при отражении и преломлении. Поляризация отраженного света при отражении под углом Брюстера. Брюстеровские окна в газовом лазере. Изменение состояния поляризации света при отражении и преломлении. Степень поляризации отраженного и преломленного света. Стопа Столетова. Энергетические коэффициенты отражения и пропускания. Закон сохранения энергии. Коэффициент отражения при произвольном азимуте линейной поляризации. Коэффициент отражения для естественного и циркулярно поляризованного света.
Полное внутреннее отражение. Предельный угол полного внутреннего отражения. Призмы полного внутреннего отражения. Волоконные и планарные световоды. Неоднородная волна вблизи границы раздела сред при полном внутреннем отражении. Нарушенное полное внутреннее отражение. Изменение состояния поляризации света при полном внутреннем отражении. Вывод из формул Френеля выражений для сдвига фазы волны при полном внутреннем отражении. Преобразование линейно поляризованного света в циркулярно поляризованный при полном внутреннем отражении. Параллелепипед Френеля.
Отражение света поверхностью металлов. Коэффициент отражения металлов. Глубина проникновения преломленной волны. Изменение состояния поляризации линейно поляризованной волны при отражении поверхностью металлов. Эллипсометрия.
Эффект вращения направления поляризации при распространении света в веществе. Естественное вращение плоскости поляризации. Опыт Френеля. Сахарометрия. Поляриметры. Эффект вращения направления поляризации в магнитном поле - эффект Фарадея.
Рассеяние света в неоднородных средах и его закономерности. Индикатриса рассеяния. Поляризация рассеянного света. Закон Рэлея. Молекулярное рассеяние. Объяснение цвета зари и неба. Неупругое рассеяния света. Комбинационное рассеяние – рассеяние Мандельштама-Рамана.
Нелинейная оптика. Генерация второй гармоники. Самофокусировка световых пучков. Вынужденное рассеяние света. Просветление, многофотонное поглощение.
Распространение света в анизотропной среде. Тензор диэлектрической проницаемости. Одноосные и двуосные кристаллы. Взаимная ориентация векторов электромагнитного поля в анизотропной среде. Фазовая и лучевая скорости волны в анизотропной среде. Обыкновенные и необыкновенные волны.
Уравнение для лучевых скоростей в одноосном кристалле. Поверхности лучевых скоростей обыкновенной и необыкновенной волн в одноосном кристалле. Преломление света на границе анизотропной среды. Построения Гюйгенса для одноосных кристаллов.
Поляризационные устройства. Кристаллические пластинки в /4 и /2. Компенсаторы. Поляризационные призмы Николя, Волластона, Рошона и Сенармона. Поляроиды. Закон Малюса. Кристаллическая пластина между двумя поляризаторами (поляроидами). Жидкие кристаллы и ЖК экраны.
Индуцированная (искусственная) анизотропия оптических свойств. Фотоупругость. Закон фотоупругости Брюстера. Электрооптические эффекты Керра и Поккельса. Эффект Коттона-Мутона.
Скорость света и методы ее определения. Лабораторные методы Физо (метод прерываний ) и Фуко ( метод вращающегося зеркала ). Астрономические методы Ремера (по спутникам Юпитера) и Брэдли (метод аберраций).
Проявление движения среды в интерференционных опытах. Опыт Физо. Эффект и интерферометр Саньяка. Оптический интерференционный гироскоп. Опыт Майкельсона. Попытка обнаружения движения Земли оптическим методом.
Эффект Доплера в оптике. Проявление эффекта Доплера в спектральных исследованиях (частотный сдвиг спектральных линий излучения звезд, доплеровское уширение спектральных линий). Проявление эффекта Доплера при интерференции и дифракции света. Сдвиг частоты света при дифракции на движущейся дифракционной решетке. Дифракция Рамана-Ната на бегущей акустической волне.

5. Образовательные технологии

При реализации дисциплины «Оптика» используются следующие виды учебных занятий: лекции, консультации, практические занятия - лабораторные работы, контрольные работы, самостоятельные работы.

В рамках лекционных занятий предусмотрены активные формы учебного процесса: разбор конкретных ситуаций, натурные демонстрации и обсуждение наблюдаемых оптических явлений и эффектов, компьютерные демонстрации с использованием современных цифровых систем изобразительной техники.

В рамках практических лабораторных занятий предусмотрены: детальный разбор физических основ основных разделов лекционного курса с решением физических задач по основным разделам содержания дисциплины, выполнением лабораторных работ и выполнение контрольных работ по всем разделам.

6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.

Виды самостоятельной работы студента:

- изучение теоретического материала по конспектам лекций и рекомендованным учебным пособиям, монографической учебной литературе;

- самостоятельное изучение некоторых теоретических вопросов, выделенных в программе дисциплины, нерассмотренных на лекциях;

- выполнение комплекса заданий теоретического характера, расчетных и графических по всем разделам дисциплины;

- решение рекомендованных задач из сборника задач по волновой оптике;

- изучение теоретического материала по методическим руководствам к физическому практикуму по оптике.

Порядок выполнения и контроля самостоятельной работы студентов:

- предусмотрена еженедельная самостоятельная работа обучающихся по изучению теоретического лекционного материала; контроль выполнения этой работы предусмотрен на практических занятиях по данной дисциплине;

- самостоятельное изучение некоторых теоретических вопросов, выделенных в программе дисциплины и нерассмотренных на лекциях предусматривается по мере изучения соответствующих разделов, в которых выделены эти вопросы для самостоятельного изучения; контроль выполнения этой самостоятельной работы предусмотрен в рамках промежуточного контроля – экзамена по данной дисциплине;

- выполнение и письменное оформление комплекса заданий теоретического характера, расчетных и графических по основным разделам дисциплины предусмотрено еженедельно по мере формулировки этих заданий на лекциях; предусматривается письменное выполнение этой самостоятельной работы с текстовым, включая формулы, и графическим оформлением; контроль выполнения этой самостоятельной работы предусмотрен при завершении изучения дисциплины по представленному в печатном виде отчету по этому виду самостоятельной работы;

- решение рекомендованных задач из сборника задач по волновой оптике предполагается еженедельным при подготовке к практическим занятиям и при усвоении теоретического лекционного материала; контроль выполнения этой работы предусмотрен на практических лабораторных занятиях;

- изучение теоретического материала по методическим руководствам к специальному физическому практикуму по оптике предусмотрен еженедельно с отчетом о проделанной работе на практических лабораторных занятиях.

Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины «Оптика»

Определения абсолютного и относительного показателей преломления.
Законы отражения и преломления.
Полное внутреннее отражение. Предельный угол.
Понятия плоской и сферической волн. Уравнения плоской и сферической волн.
Определение длины волны, частоты, волнового вектора, фазы волны и колебаний.
Поперечность электромагнитной волны. Линейно поляризованная волна. Циркулярная и эллиптическая поляризации. Хаотически поляризованный свет.
Стоячая электромагнитная волна. Узлы и пучности стоячей волны, их период.
Явление интерференции света. Уравнение интерференции монохроматических
колебаний.
Оптический путь, оптическая разность хода. Связь разности фаз с разностью хода волн.
Условия образования светлых и темных интерференционных полос
(условия для разности фаз и для разности хода волн).
Интерференционный опыт Юнга.
Кольца Ньютона.
Интерферометры Майкельсона и Маха-Цендера.
Явление дифракции света. Принципы Гюйгенса и Гюйгенса-Френеля.
Зонная пластика Френеля.
Дифракционная расходимость пучков света. Угол дифракции света на малом отверстии в непрозрачном экране.
Дифракционная решетка. Уравнение для главных максимумов дифракции на
дифракционной решетке.
Спектральные измерения с помощью дифракционной решетки. Оптическая схема
дифракционного спектрографа.
Дифракция света на объемной дифракционной решетке. Уравнение Бреггов-Вульфа.
Способы получения линейно поляризованного света.
Способы получения циркулярно или эллиптически поляризованного света.
Физический смысл формул Френеля. Следствия из формул Френеля.
Эффект Брюстера. Угол Брюстера.
Оптически анизотропная среды. Оптическая ось в анизотропной среде.
Двойное лучепреломление. Обыкновенный и необыкновенный лучи.
Фазовые пластинки в четверть волны и в половину волны.
Поляроиды. Закон Малюса.
Поляризационные призмы.
Явление рассеяния света. Поляризация рассеянного света.
Закон Рэлея для рассеянного света. Причина голубой окраски неба и красной зари.
Дисперсия света. Дисперсия вещества.
Поглощение света. Закон Бугера.
Нелинейные оптические эффекты – генерация второй гармоники и самофокусировка пучка света.
Опыт Майкельсона по определению влияния движения Земли на скорость света.
Эффект и интерферометр Саньяка.
Эффект Доплера в оптике.

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины «Оптика»

а) основная литература:

Ландсберг Г.С. Оптика. Издание 6-е. – М.: Физматлит, 2003. - 848 с.
Бутиков, Евгений Иванович, Оптика: СПб.: Нев. Диалект: БХВ-Петербург, 2003. – 479 с.
Иродов И.Е. Волновые процессы. Основные законы. М.: БИНОМ лаб.знаний. 2006. –263 c.
Калитеевский Н. И. Волновая оптика Учебное пособие СПб, М: Краснодар: Лань, 2008-465 с.
Сивухин Д. В. Общий курс физики. Т. 4. Оптика. М.: ФИЗМАТЛИТ. 2005-2006.
Сборник задач по общему курсу физики. Оптика. / Под ред. Д.В.Сивухина, изд. 4. - М.: Наука, 1977. - 320с.

б) дополнительная литература:

Амстиславский Я. Е. Учебные эксперименты по волновой оптике в диффузно рассеянных лучах Учебное пособие. М.: ФИЗМАТЛИТ. 2004. – 126 c.
Стафеев С.К. и др. Основы оптики. М:СПб и др: Питер. 2006. – 336 с.
Савельев И. В. Курс физики. В 3-х томах. Т.2. Электричество. Колебания и волны. Волновая оптика. СПб.; М.: 2006 – 496 с.
Горелик Г. С. Колебания и волны Учебное пособие. М.: ФИЗМАТЛИТ. 2008. – 655 c.
Локшин Г.Р. Основы радиооптики: Учебное пособие. – Долгопрудный: Издательский Дом «Интеллект», 2009. – 344 с.
Заказнов, Н. П. Кирюшин, С. И., Кузичев, В. И. Теория оптических систем : учеб. пособие . -4-е изд., стер. СПб.; М.; Краснодар: Лань, 2008 – 446 с.
ссылка скрыта. Геометрическая оптика [Текст] : [учеб. пособие] / И. В. Федосов. - Саратов : Сателлит, 2008. – 90 с.

в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

Учебные и учебно-методические материалы, размещенные на сайте кафедры оптики и биофотоники Саратовского государственного университета им. Н.Г. Чернышевского ссылка скрыта

8. Материально-техническое обеспечение дисциплины «Оптика»

Доска, мел/маркеры, компьютер, мультимедийный проектор.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и Примерной ООП ВПО по направлению и профилю подготовки Биофизика, Медицинская фотоника.

Автор к.ф.-м.н., доцент Федосов И.В.

Программа одобрена на заседании кафедры Оптики и биофотоники

от ___________года, протокол № _________________.

Подписи:

Зав. кафедрой

Декан факультета/Директор Института (факультет/Институт, где разрабатывалась программа)

Декан факультета/Директор Института (факультет/Институт, где реализуется программа)

Blog

Н. Г. Чернышевского Физический факультет утверждаю проректор сгу по учебно-методической работе Е. Г. Елина " " 20 г. Рабочая программа

Содержание