Рабочая программа по дисциплине общий курс физики. Оптика для специальностей




НазваниеРабочая программа по дисциплине общий курс физики. Оптика для специальностей
страница3/3
Дата конвертации09.04.2013
Размер324.85 Kb.
ТипРабочая программа
1   2   3

5. Перечень средств обучения

Дополнительные лекционные средства: компьютер, мультимедийный проектор

Лекционные демонстрации

Лекционный демонстрационный комплекс кафедры оптики и биомедицинской физики физического факультета:

ЛДК-1.

Геометрическая оптика с лазерным пучком света. Расходящийся, сходящийся, параллельный, гомоцентрический пучки света. Собирающая и рассеивающие линзы. Отражение и преломление лазерного пучка. Полное внутреннее отражение. Прямоугольная призма, пентапризма и уголковый отражатель.

ЛДК-2.

Поперечность световой волны. Поляроид. Линейная поляризация пучка света He-Ne лазера.

ЛДК-3.

Изменение состояния поляризации лазерного пучка при отражении от диэлектрика. Отражение линейно поляризованного лазерного пучка под углом Брюстера. Изменение состояния поляризации лазерного пучка при полном внутреннем отражении. Превращение циркулярно поляризованного пучка в эллиптически поляризованный. Частичная и полная поляризация света при отражении от поверхности диэлектрика. Угол Брюстера.

ЛДК-4.

Преобразование линейно поляризованного лазерного пучка в циркулярно поляризованный пучок. Кристаллическая фазовая пластинка /4. Пластинка /2.

ЛДК-5.

Поляризационные призмы Николя, Волластона. Поляроид.

ЛДК-6.

Интерференция поляризованных волн. Анизотропные пластины между поляроидами. Наведенная анизотропия. Фотоупругость.

ЛДК-7.

Интерференция света. Интерферометр Майкельсона с монохроматическим (лазерным) источником света. Интерференция сферических и плоских монохроматических волн. Полосы равной толщины и равного наклона в лазерном излучении.

ЛДК-8.

Интерферометр Майкельсона с протяженным источником белого света. Эффекты пространственной локализации полос. Влияние временной и пространственной когерентности.

ЛДК-9.

Интерференционный опыт Юнга с лазерным и протяженным тепловым источниками света. Влияние пространственной когерентности. (Использование специального дифракционного оптического элемента).

ЛДК-10.

Дифракция лазерного пучка света на круглом отверстии. Дифракция Френеля и Фраунгофера (дифракция ближнего и дальнего полей). Зонная пластинка Френеля. Линза Френеля.

ЛДК-11.

Дифракция лазерного пучка на одной и двух щелях (дифракция Фраунгофера). Дифракционные решетки в красном и зеленом лазерных пучках света. Амплитудные, фазовые и отражающие дифракционные решетки. Одномерные и двухмерные дифракционные решетки.

Объемная дифракционная решетка. Дифракция Бреггов-Вульфа.

ЛДК-12.

Дифракционные оптические элементы. Пропускающие голограммы. Голограммы Денисюка. Радужные голограммы. Голографическая интерферометрия.

ЛДК-13.

Дисперсия света и вещества. Разложение пучка белого света на спектральные составляющие. Преломление красного и зеленого лазерных пучков света.

ЛДК-14.

Рассеяние света мутными средами. Рассеяние линейно поляризованного лазерного пучка. Поляризация рассеянного света.


Лекционный демонстрационный комплекс по оптике в коллекции физического факультета:

ЛД4.1.

Поляризаторы и анализаторы.

ЛД4.2.

Двойное лучепреломление в кристаллах исландского шпата.

ЛД4.3.

Двойное лучепреломление в некристаллических телах.

ЛД4.4.

Полное внутреннее отражение.

ЛД4.5.

Хроматическая поляризация.

ЛД4.6.

Искусственная анизотропия.

ЛД4.7.

Бипризма Френеля.

ЛД4.8.

Полосы равной толщины (кольца Ньютона, мыльные пленки).

ЛД4.10.

Дифракция от одной щели.

ЛД4.11.

Дифракция на краю экрана.

ЛД4.12.

Дифракционные решетки.

ЛД4.13.

Голограмма.


Темы и номера задач для практических занятий (самостоятельная работа)

Сборник задач по общему курсу физики. Оптика. / Под ред. Д.В.Сивухина, изд. 4. - М.: Наука, 1977. - 320 с.

Тема

Ауд.

Дом.

Дополн.

Геометрическая оптика










1. Закон отражения.

Закон преломления.

Изображение плоской поверхностью.

Принцип Ферма.

Призма.

Идеальные изображающие поверхности.

7

26

28


9

148

30

19


143,146
21,23

34,35,41

20

2. Изображение сферической поверхностью.

Основные формулы для линзы.

Луч. матрицы. Типы линз.

50, 56

69, 101

58, 68, 71, 93,

99,100,102

3. Центрированные оптические системы.

110,108

134,127

111, 64

104, 116

107, 65

114

Электромагнитные колебания и волны










4. Плоские и сферические волны.

Вектор Умова-Пойтинга. Интенсивность.

Полная и частичная линейная

поляризация.

Формулы Френеля.

199

426, 431

432

200

427, 429

450


428, 440

433-435,

449,

445-447, 451

5. Эллиптическая поляризация. Полное

внутреннее отражение.

456, 459

458, 461

460, 462

463, 464

457

465

Интерференция света










6. Сложение когерентных и

некогерентных колебаний.

201, 202

204, 206

220

207, 208

218, 221

222

203, 212

215, 219

260

7. Когерентность.

Время когерентности, ширина

спектральной полосы. Длина когерентности.

Ландсберг, упр. 21, 24

238, 233*

255

256

226




Дифракция света










8. Принцип Гюйгенса-Френеля. Дифракция

Френеля. Зонная пластинка.

Фазовые пластинки.

265, 267

269, 272

273

279, 264

267, 274

293

263, 270

271, 268

278, 280

9. Дифракция Фраунгофера.

Применение в спектроскопии.

Предел разрешения оптических приборов.

297, 300

309, 317

375

312, 314

317, 331

385

293, 299,

301, 303,

306, 310,

313, 323,

327, 330,

332,373,382

*10. Элементы голографии

412, 413

415, 416

414, 417

418, 420




*11. Скорость света. Оптика

движущихся тел

580, 586

603, 607

645

581, 583

602, 611

648

593

643

646

Итого:

60

65






6. Вопросы к курсу

Теоретический минимум:

  1. Определения абсолютного и относительного показателей преломления.

  2. Законы отражения и преломления.

  3. Уравнения Максвелла.

  4. Волновое уравнение.

  5. Полное внутреннее отражение. Предельный угол.

  6. Понятия плоской и сферической волн. Уравнения плоской и сферической волн.

  7. Определение длины волны, частоты, волнового вектора, понятие фазы волны и колебаний.

  8. Поперечность электромагнитной волны. Линейно поляризованная волна. Циркулярная и эллиптическая поляризации. Стохастически поляризованный (неполяризованный) свет.

  9. Немонохроматические волны. Спектр световых колебаний.

  10. Формулы Френеля.

  11. Явление интерференции света. Уравнение интерференции монохроматических колебаний.

  12. Оптический путь, оптическая разность хода. Связь разности фаз с разностью хода волн.

  13. Интерференционный опыт Юнга. Условия образования светлых и темных интерференционных полос

  14. Явление дифракции света. Принципы Гюйгенса и Гюйгенса-Френеля.

  15. Дифракционная решетка. Уравнение для главных максимумов дифракции на дифракционной решетке.

  16. Эффект Доплера в оптике.


Перечень экзаменационных вопросов:

  1. Уравнения Максвелла. Волновое уравнение. Уравнение волны. Плоская монохроматическая волна. Основные характеристики колебаний и волн и их физический смысл.

  2. Уравнения плоской, сферической и цилиндрической волн. Гауссов пучок света.

  3. Представление монохроматических волн в комплексном виде. Комплексная амплитуда волнового поля. Уравнение Гельмгольца.

  4. Поперечность электромагнитной волны. Взаимная ориентация волнового вектора, векторов электрического и магнитного полей в плоской волне.

  5. Поляризация плоской монохроматической электромагнитной волны. Типы поляризации электромагнитных волн. Линейно поляризованная волна. Круговая и эллиптическая поляризации.

  6. Естественный и частично поляризованный свет. Степень поляризации.

  7. Энергия электромагнитных волн. Плотность потока энергии. Вектор Умова-Пойтинга. Интенсивность света.

  8. Стоячие электромагнитные волны. Уравнение стоячей волны.

  9. Регистрация стоячих электромагнитных волн. Опыт Винера

  10. Квазимонохроматические волны. Разложение по гармоническим составляющим. Временной спектр.

  11. Модулированные волны. Амплитудная и фазовая модуляции. Волновой цуг конечной длительности. Соотношение между длиной цуга и шириной спектрального интервала.

  12. Суперпозиция двух плоских монохроматических волн различной частоты. Биения.

  13. Групповая скорость. Формула Рэлея. Дисперсия света.

  14. Отражение и преломление света на плоской границе раздела двух изотропных диэлектриков. Вывод законов отражения и преломления.

  15. Соотношения амплитуд падающей, отраженной и преломленной волн. Вывод формул Френеля. Следствия из формул Френеля.

  16. Изменение параметров волны при отражении и преломлении. Изменение фазы волны при отражении.

  17. Зависимость коэффициента отражения от угла падения. Изменение азимута колебаний линейно поляризованной волны при отражении и преломлении.

  18. Поляризация света при отражении под углом Брюстера. Степень поляризации отраженного и преломленного света.

  19. Энергетические коэффициенты отражения и пропускания. Закон сохранения энергии.

  20. Коэффициент отражения при произвольном азимуте линейной поляризации. Коэффициент отражения для естественного света.

  21. Полное внутреннее отражение. Изменение состояния поляризации света при полном внутреннем отражении.

  22. Интерференция света. Взаимная когерентность волновых процессов. Интенсивность результирующего поля при суперпозиции двух световых волн. Интерференционное уравнение. Условия образования максимумов и минимумов интенсивности.

  23. Интерференция монохроматических волн точечных источников. Основное уравнение интерференции монохроматических волн (вывод уравнения с использованием векторной диаграммы и комплексной формы записи для уравнения световой волны).

  24. Пространственное распределение интенсивности в интерференционной картине. Контраст (видность) интерференционных полос.

  25. Интерференция плоских волн. Пространственный период полос.

  26. Интерференция сферических волн. Схема наблюдения полос Юнга и схема наблюдения колец Ньютона. Оптический путь, оптическая разность хода. Связь разности фаз волн с их оптической разностью хода. Условия формирования светлых и темных интерференционных полос. Общая схема интерференции волн точечных источников.

  27. Интерференция монохроматических волн различной частоты. Зависимость наблюдаемой картины от постоянной времени фотоприемника.

  28. Интерферометр Майкельсона.

  29. Интерференция квазимонохроматических волн. Функция взаимной когерентности. световых волн.

  30. Временная когерентность световых волн. Длина волнового цуга. Время и длина временной когерентности. Соотношения между временем когерентности и шириной спектрального интервала.

  31. Зависимость видности интерференционных полос от степени временной когерентности. Предельная разность хода и полное число наблюдаемых интерференционных полос.

  32. Спектральная интерференция (интерференция при больших разностях хода).

  33. Интерференция квазимонохроматических волн протяженных источников света.

  34. Пространственная когерентность. Роль конечных размеров источника света. Интерферометр Юнга. Зависимость радиуса пространственной когерентности от угловых размеров источника света.

  35. Интерференционные опыты с делением волнового фронта (бипризма Френеля, зеркала Френеля, билинза Бийе, зеркало Ллойда).

  36. Интерференционные полосы равного наклона и равной толщины. Оптическая разность хода лучей света при отражении от границ плоского прозрачного слоя. Полосы равного наклона. Оптический клин. Полосы равной толщины. Интерференционный опыт Ньютона, кольца Ньютона.

  37. Влияние временной и пространственной когерентности света при интерференции в тонких пленках.

  38. Дифракция света. Принципы Гюйгенса и Гюйгенса-Френеля. Зоны Френеля. Дифракция Френеля на круглом отверстии и круглом экране. Пятно Пуассона. Распределение освещенности в дифракционной картине в поперечном направлении и вдоль оси отверстия.

  39. Зонная пластинка и ее сравнение с линзой.

  40. Дифракция Френеля на прямолинейном краю плоского экрана. Спираль Корню. Распределение освещенности в дифракционной картине.

  41. Дифракция Фраунгофера. Дифракция Фраунгофера на прямоугольном и круглом отверстии. Дифракционная расходимость световых пучков. Лазерные гауссовы пучки. Дифракционная расходимость излучения полупроводникового лазера.

  42. Дифракционный предел разрешения оптических систем.

  43. Дифракционная решетка. Амплитудные и фазовые дифракционные решетки.

  44. Дифракционная решетка как спектральный прибор. Разрешающая способность дифракционной решетки.

  45. Физические принципы голографии. Голографические схемы записи и восстановления световых полей. Голографическая интерферометрия. Голограммные оптические элементы.

  46. Волновые пакеты. Групповая скорость волны. Формула Рэлея.

  47. Явление Доплера в оптике. Проявление эффекта Доплера в спектральных исследованиях.

  48. Проявление эффекта Доплера при интерференции и дифракции света. Сдвиг частоты света при дифракции на движущейся дифракционной решетке.

Профессор кафедры биомедицинской физики,

д.ф.-м.н., профессор C.C. Ульянов


1   2   3

Похожие:

Рабочая программа по дисциплине общий курс физики. Оптика для специальностей iconРабочая программа по дисциплине общий курс физики. Оптика и атомная физика для специальностей

Рабочая программа по дисциплине общий курс физики. Оптика для специальностей icon2. Когерентность и монохроматичность световых волн. Время и длина когерентности
Вопросы для зачетов по физике для студентов специальностей ВиВ; пг и сб по разделам: «Волновая оптика. Квантовая природа излучения....

Рабочая программа по дисциплине общий курс физики. Оптика для специальностей iconРабочая программа по дисциплине «Организация сельскохозяйственного производства» для специальностей
Рабочая программа составлена на основании Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования для специальностей:...

Рабочая программа по дисциплине общий курс физики. Оптика для специальностей iconРабочая программа дисциплины "теплотехника" для специальностей
При изучении курса "Теплотехника" широко используются знания по высшей математике, ряд разделов курса базируются на законах гидродинамики,...

Рабочая программа по дисциплине общий курс физики. Оптика для специальностей iconРабочая программа по дисциплине Основы теории информационного общества (курс по выбору)
Рабочая программа разработана на основе гос по специальности 010501 Прикладная математика и информатика, а также на основе докторского...

Рабочая программа по дисциплине общий курс физики. Оптика для специальностей iconМетодические указания к выполнению контрольных работ Для студентов зф
Грабовский Р. И. Курс физики. М., Высшая школа, 1980. Трофимова Т. И. Курс физики. М., Высшая школа, 1990. З. Рымкевич П. А. Курс...

Рабочая программа по дисциплине общий курс физики. Оптика для специальностей iconУчебник для 10 класса школ (классов) с углубленным изучением физики. М.: Просвещение, 2004. Мякишев Г. Я. Учебник для углубленного изучения физики. Механика. 9 класс. М.: Дрофа, 1996
Бутиков Е. И., Кондратьев А. С. Физика: Электродинамика. Оптика. — Москва-Санкт-Петербург, 2000

Рабочая программа по дисциплине общий курс физики. Оптика для специальностей iconРабочая программа по учебной дисциплине «уголовное право» для студентов очной формы обучения по специальности 351200 Налоги и налогообложение
Список специальностей, для которых предназначен курс: Налоги и налогообложение (351200)

Рабочая программа по дисциплине общий курс физики. Оптика для специальностей iconРабочая программа По дисциплине «Английский язык» По специальности 070902. 65 Графика
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры английского языка для технических специальностей

Рабочая программа по дисциплине общий курс физики. Оптика для специальностей iconУчебно-методический комплекс по дисциплине Общий курс железных дорог Специальность/направление
Учебно-методический комплекс по дисциплине Общий курс железных дорог

Разместите кнопку на своём сайте:
kurs.znate.ru


База данных защищена авторским правом ©kurs.znate.ru 2012
обратиться к администрации
kurs.znate.ru
Главная страница