Рабочая программа по дисциплине "Физическая оптика" для специальности 12.02.05 Оптические и оптико-электронные приборы и системы

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Московский технологический университет»

МИРЭА

Одобрена

Предметно-цикловой комиссией

Оптических систем

Рабочая программа учебной дисциплины

разработана на основе типовых программ УГС технического профиля и с учетом требований регионального рынка труда

Протокол № _______________

От «_ »_____ _____20 __г.

Председатель предметно-цикловой комиссии

_________ _Павлюкова И.С.

подпись ФИО

Директор колледжа

____________ _____ О.В Книга.

подпись ФИО

стр.

1. ПАСПОРТ рабочей ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

4

1. СТРУКТУРА и содержание УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

7

1. условия реализации рабочей программы учебной дисциплины

14

1. Контроль и оценка результатов Освоения учебной дисциплины

15

№

п/п

Дополнительные знания, умения

№, наименование темы

Количество часов

Обоснование включения в рабочую программу

1

Этапы развития физической оптики;

Тема 1. Физическая сущность световых явлений

12

Приобретение дополнитель­ных знаний и умений в области оптических и оптико-электронных приборов, понимания физических явлений электромагнитной природы света

Природа

электромагнитных волн;

Вывод уравнения электромагнитной волны;

Области оптического излучения;

2

Распространение света в различных средах;

Тема 2. Распространение света в изотропных средах. Дисперсия

6

Оптические свойства сред;

Закон преломления волн;

Закон отражения волн;

Дисперсия света;

3

Условия возникновения интерференции;

Тема 3. Интерференция света

10

Способы осуществления интерференции;

Разновидности интерференции;

Кольца Ньютона;

4

Использование интерференции в промышленности;

Тема 4. Применение интерференции

6

Назначение, принцип действия интерферометров;

Виды просветляющих покрытий;

Светофильтры, их характеристики;

5

Условия возникновения дифракции;

Тема 5. Основные теории дифракции света

14

Определение разрешающей способности оптической системы;

Применение дифракции в промышленности;

Виды дифракционных решеток;

6

Состояние света: поляризованный и неполяризованный свет;

Тема 6. Поляризация света

18

Кристаллы, оптические свойства кристаллов;

Применение кристаллов в промышленности;

Поляроиды;

Виды поляризации;

Компенсаторы, применение компенсаторов;

7

Применение поляризации;

Тема 7. Применение поляризации

12

Виды материалов применяемые для изготовления поляризационных элементов;

Интерференционно-поляризационные фильтры их применение, назначение;

8

Значение и область применения спектрального анализа;

Тема 8. Основы спектроскопии

10

Классификация спектральных систем;

9

Методы и приемы измерения энергии излучения;

Тема 9. Основы фотометрии

8

Глаз человека как приемник излучения;

Фотометрические величины и единицы;

10

Лампы накаливания, их применение;

Тема 10. Источники света

8

Лампы газоразрядные, их применение;

Оптические квантовые генераторы (ОКГ) их характеристики;

11

Методы получения голографии;

Тема 11. Основы голографии и нелинейной оптики

4

Применение голографии

Вид учебной работы

Объем часов

Максимальная учебная нагрузка (всего)

162

Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего)

108

в том числе:

лабораторные занятия

20

практические занятия

10

контрольная работа

-

Самостоятельная работа студента

в том числе: тематика внеаудиторной самостоятельной работы

54

Итоговая аттестация в форме контрольной работы в 3 семестре; экзамена в 4 семестре

Наименование разделов и тем

Содержание учебного материала, практическое занятие, самостоятельная работа студентов

Объем часов

Уровень освоения

1

2

3

4

Тема 1. Физическая сущность световых явлений

12

История развития физической оптики

2

2

Элементы волнового процесса. Гармонические волны

2

2

Электромагнитная природа света

2

2

Скорость распространения электромагнитных волн в среде

2

2

Шкала, спектр электромагнитных волн

2

2

Практическое занятие №1

2

Основные выводы теории Максвелла

Тематика внеаудиторной самостоятельной работы по теме 1:

Сделать конспект: принцип Гюйгенса, волновой фронт;

подготовить доклад: Электромагнитные волны.

4

Тема 2. Распространение света в изотропных средах

6

Отражение и преломление света на границе раздела двух сред

2

2

Дисперсия света

2

2

Практическое занятие №2

2

Изучение зрительной трубы

Тематика внеаудиторной самостоятельной работы по теме 2:

Подготовить сообщение: Преломление волн; Отражение волн.

4

Тема 3. Интерференция света

10

Условия для возникновения интерференции

2

2

Интерференция в тонких пластинках

2

2

Кольца Ньютона

2

2

Лабораторная работа №1

2

Определение ошибок изготовления оптических деталей с помощью пробных стекол

Лабораторная работа №2

2

Измерение радиусов кривизны линз методом колец Ньютона

Тематика внеаудиторной самостоятельной работы по теме 3:

Подготовить сообщение: Прибор для измерения показателя преломления. Рефрактометр. Оптическая схема;

Работа с ГОСТ 3514-94 Оптическое стекло, выписать марки стекол;

Сделать доклад: Интерференция света.

6

Тема 4. Применение интерференции

6

Пробные стекла

2

2

Просветляющие покрытия

2

2

Лабораторная работа №3

2

Определение качества изготовления поверхностей и покрытий деталей на микроинтерферометре МИИ-4

Тематика внеаудиторной самостоятельной работы по теме 4:

Сделать сообщение: Схема Юнга

2

Тема 5. Основные теории дифракции света

14

Дифракция света

2

2

Дифракционные явления Френеля

2

2

Разрешающая способность оптической системы

2

2

Дифракционные решетки

Разрешающая способность дифракционной решетки

2

2

Контрольная работа

2

2

Лабораторная работа №4

2

Определение периода дифракционной решетки на гониометре ГС-5

Лабораторная работа №5

2

Контроль качества изготовления объектива

Тематика внеаудиторной самостоятельной работы по теме 5:

Сделать сообщение: Зеркало Френеля;

Зеркало Ллойда;

Дифракционные решетки;

Сделать доклад: качество оптических стекол.

8

Тема 6. Поляризация света

18

Естественный и поляризованный свет

2

2

Поляризация при отражении и преломлении света

2

2

Общие сведения о кристаллах

2

2

Поляризация света при прохождении через кристалл

2

2

Поляроиды, виды поляризации

2

2

Эллиптическая и циркулярная поляризация

2

1

Компенсаторы. Интерференция поляризованных лучей

2

2

Лабораторная работа №6

2

Определение двойного лучепреломления в оптическом стекле

Практическое занятие №3

2

Анализ поляризованного света

Тематика внеаудиторной самостоятельной работы по теме 6:

Сделать конспект: прохождение света через турмалиновые пластинки;

двойное лучепреломление;

Подготовить сообщение: анизотропия кристаллов;

Просветляющие покрытия (для чего наносятся);

Просветляющие покрытия (какие бывают).

10

Тема 7. Применение поляризации

12

Вращение плоскости поляризации

2

1

Интерференционно-поляризационные фильтры

2

2

Поляризационный микроскоп

2

2

Поляризационный интерферометр

2

2

Лабораторная работа №7

2

Определение светового потока в зависимости от угла поворота поляроида

Практическое занятие №4

2

Изучение свойств поляризационного микроскопа

Тематика внеаудиторной самостоятельной работы по теме 7:

Сделать доклад:

Оптические интерференционные светофильтры;

Сделать сообщение: Дифракция света;

Применение дифракции;

Начертить схему поляризационного микроскопа.

8

Тема 8. Основы спектроскопии

10

Значение и область применения спектрального анализа

2

2

Принципиальная схема оптической системы спектрального прибора

2

2

Классификация спектральных систем

2

2

Основные характеристики спектральной системы

2

2

Практическое занятие №5

2

Призменные диспергирующие системы

Тематика внеаудиторной самостоятельной работы по теме 8:

Сделать сообщение: Условие возникновение интерференции;

Начертить схему спектрального прибора.

4

Тема 9. Основы фотометрии

8

Энергия излучения. Поток излучения

2

2

Световой поток. Фотометрические величины и единицы

2

2

Световые измерения

2

2

Лабораторная работа №8

2

Измерение освещенности по полю изображения

Тематика внеаудиторной самостоятельной работы по теме 9:

Сделать доклад: глаз человека как приемник излучения;

Сделать таблицу: основные фотометрические величины и единицы.

4

Тема 10. Источники света

10

Тепловое излучение

2

1

Оптические квантовые генераторы (ОКГ) – лазеры

2

2

Применение лазеров

2

2

Лабораторная работа №9

2

Изучение конструкции лазера и свойств лазерного излучения

Лабораторная работа №10

2

Изучение модуляции лазерного излучения

Тематика внеаудиторной самостоятельной работы по теме 10:

Подготовить сообщение: Дисперсия света;

Изотропная и анизотропная среда.

4

Тема 11. Основы голографии и нелинейной оптики

2

Физические основы голографии

2

1

Всего:

108

Результаты обучения

(освоенные умения, усвоенные знания)

Коды формируемых профессиональных и общих компетенций

Формы и методы контроля и оценки результатов обучения

Умения:

определять качество изготавливаемой поверхности деталей с помощью пробных стекол

ОК 1,

ОК 4,

ОК 6,

ОК 8,

ОК 9

ПК 3.3

ПК 3.4

Выполнение и защита

лабораторных работ, практических занятий, внеаудиторной самостоятельной работы, контроль при выполнении индивидуальных заданий по темам, зачетная работа, экзамен

определять качество объективов;

измерять период дифракционной решетки, радиус кривизны линзы, измерять освещенность;

применять в измерениях: зрительную трубу, поляризаторы, интерферометр, поляризационный микроскоп;

использовать свойства оптического квантового генератора (ОКГ).

Знания:

Области оптического излучения;

ОК 1,

ОК 4,

ОК 6,

ОК 8,

ОК 9

Выполнение и защита

лабораторных работ, практических занятий, внеаудиторной самостоятельной работы, контроль при выполнении индивидуальных заданий по темам, зачетная работа

Закона преломления волн, отражения волн;

Условия возникновения интерференции, дифракции, дисперсии света;

Использование интерференции, дифракции в промышленности;

Виды просветляющих покрытий;

Светофильтры, фильтры, дифракционные решетки их характеристики

Кристаллы, оптические свойства кристаллов;

Применение кристаллов в промышленности;

Значение и область применения спектрального анализа;

Методы и приемы измерения энергии излучения;

Оптические квантовые генераторы (ОКГ) их характеристики;

Применение голографии