МИНОБРНАУКИ РОССИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Алтайский государственный университет»

Оптика

рабочая программа дисциплины
Закреплена за кафедройКафедра общей и экспериментальной физики
Направление подготовки03.03.03. Радиофизика
ПрофильКомпьютерная электроника и телекоммуникации
Форма обученияОчная
Общая трудоемкость6 ЗЕТ
Учебный план03_03_03_Радиофизика_КЭТ-2021
Часов по учебному плану 216
в том числе:
аудиторные занятия 86
самостоятельная работа 103
контроль 27
Виды контроля по семестрам
экзамены: 4

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр) 2 (4) Итого
Недель 20
Вид занятий УПРПДУПРПД
Лекции 32 32 32 32
Лабораторные 32 32 32 32
Практические 22 22 22 22
Сам. работа 103 103 103 103
Часы на контроль 27 27 27 27
Итого 216 216 216 216

Программу составил(и):
канд. физ.-мат. наук, доцент, К.В. Соломатин

Рецензент(ы):
канд.физ.-мат. наук, Доцент, Н.В. Волков

Рабочая программа дисциплины
Оптика

разработана в соответствии с ФГОС:
Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования - бакалавриат по направлению подготовки 03.03.03 Радиофизика (приказ Минобрнауки России от 07.08.2020 г. № 912)

составлена на основании учебного плана:
03.03.03 Радиофизика
утвержденного учёным советом вуза от 27.04.2021 протокол № 6.

Рабочая программа одобрена на заседании кафедры
Кафедра общей и экспериментальной физики

Протокол от 30.06.2021 г. № 7/2020-2021
Срок действия программы: 2021-2025 уч. г.

Заведующий кафедрой
д-р физ.-мат. наук, профессор Плотников Владимир Александрович


Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году

Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2023-2024 учебном году на заседании кафедры

Кафедра общей и экспериментальной физики

Протокол от 30.06.2021 г. № 7/2020-2021
Заведующий кафедрой д-р физ.-мат. наук, профессор Плотников Владимир Александрович


1. Цели освоения дисциплины

1.1.Формирование теоретических знаний и практических навыков по использованию оптических законов для решения широкого спектра задач в различных областях науки и техники, а также представление физики оптических явлений как обобщение наблюдений, практического опыта и эксперимента

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл (раздел) ООП: Б1.О.04

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОПК-1 Способен применять базовые знания в области физики и радиофизики и использовать их в профессиональной деятельности, в том числе в сфере педагогической деятельности;
ОПК-2 Способен проводить экспериментальные и теоретические научные исследования объектов, систем и процессов, обрабатывать и представлять экспериментальные данные;
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
3.1.Знать:
3.1.1.оптику, высшую математику и основы математического моделирования, и их применение для исследования и моделирования оптических явлений и процессов
3.2.Уметь:
3.2.1.формулировать и формализовывать оптическую часть при изучении любых физических теоретических и экспериментальных задач, сформулировать, записать и решить задачу по любому разделу оптики
3.3.Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
3.3.1.оптикой и высшей математикой, навыками применения оптики при изучении теоретических и экспериментальных проблем физики, навыками работы со стандартной оптической аппаратурой и экспериментальными установками

4. Структура и содержание дисциплины

Код занятия Наименование разделов и тем Вид занятия Семестр Часов Компетенции Литература
Раздел 1. Колебания в природе
1.1. Классификация колебаний. Свободные колебания. Основные колебательные системы Лекции 4 1 ОПК-1, ОПК-2 Л1.1, Л2.2, Л2.1
1.2. Свободные колебания Практические 4 1 ОПК-1, ОПК-2 Л1.1, Л2.2, Л2.1
1.3. Классификация колебаний. Свободные колебания. Основные колебательные системы Сам. работа 4 4 ОПК-1, ОПК-2 Л1.1, Л2.2, Л2.1
1.4. Сложение колебаний. Когерентность Лекции 4 1 ОПК-1, ОПК-2 Л1.1, Л2.2, Л2.1
1.5. Сложение колебаний. Когерентность Сам. работа 4 4 ОПК-1, ОПК-2 Л1.1, Л2.2, Л2.1
1.6. Затухающие и вынужденные колебания Лекции 4 1 ОПК-1, ОПК-2 Л1.1, Л2.2, Л2.1
1.7. Затухающие и вынужденные колебания Практические 4 1 ОПК-1, ОПК-2 Л1.1, Л2.2, Л2.1
1.8. Затухающие и вынужденные колебания Сам. работа 4 4 ОПК-1, ОПК-2 Л1.1, Л2.2, Л2.1
1.9. Электрические колебания. Переменный ток Лекции 4 1 ОПК-1, ОПК-2 Л1.1, Л2.2, Л2.1
1.10. Электрические колебания. Переменный ток Практические 4 1 ОПК-1, ОПК-2 Л1.1, Л2.2, Л2.1
1.11. Электрические колебания. Переменный ток Сам. работа 4 4 ОПК-1, ОПК-2 Л1.1, Л2.2, Л2.1
1.12. Автоколебания и релаксационные колебания Лекции 4 1 ОПК-1, ОПК-2 Л1.1, Л2.2, Л2.1
1.13. Автоколебания и релаксационные колебания Сам. работа 4 4 ОПК-1, ОПК-2 Л1.1, Л2.2, Л2.1
Раздел 2. Волны
2.1. Волны в упругой среде. Волновое уравнение Лекции 4 1 ОПК-1, ОПК-2 Л1.2, Л2.2, Л2.1
2.2. Волны в упругой среде. Волновое уравнение Практические 4 1 ОПК-1, ОПК-2 Л1.2, Л2.2, Л2.1
2.3. Волны в упругой среде. Волновое уравнение Сам. работа 4 4 ОПК-1, ОПК-2 Л1.2, Л2.2, Л2.1
2.4. Эффект Доплера Лекции 4 1 ОПК-1, ОПК-2 Л1.2, Л2.2, Л2.1
2.5. Эффект Доплера Сам. работа 4 4 ОПК-1, ОПК-2 Л1.2, Л2.2, Л2.1
2.6. Распространение волн в среде Лекции 4 1 ОПК-1, ОПК-2 Л1.2, Л2.2, Л2.1
2.7. Распространение волн в среде Практические 4 1 ОПК-1, ОПК-2 Л1.2, Л2.2, Л2.1
2.8. Распространение волн в среде Сам. работа 4 4 ОПК-1, ОПК-2 Л1.2, Л2.2, Л2.1
2.9. Электромагнитные волны Лекции 4 1 ОПК-1, ОПК-2 Л1.2, Л2.2, Л2.1
2.10. Электромагнитные волны Практические 4 2 ОПК-1, ОПК-2 Л1.2, Л2.2, Л2.1
2.11. Электромагнитные волны Сам. работа 4 4 ОПК-1, ОПК-2 Л1.2, Л2.2, Л2.1
Раздел 3. Геометрическая оптика
3.1. Законы геометрической оптики. Формулы Френеля Лекции 4 1 ОПК-1, ОПК-2 Л1.2, Л2.2, Л2.1
3.2. Законы геометрической оптики. Формулы Френеля Практические 4 2 ОПК-1, ОПК-2 Л1.2, Л2.2, Л2.1
3.3. Законы геометрической оптики: линзы Лабораторные 4 4 ОПК-1, ОПК-2
3.4. Законы геометрической оптики. Формулы Френеля Сам. работа 4 4 ОПК-1, ОПК-2 Л1.2, Л2.2, Л2.1
3.5. Центрированные оптические системы Лекции 4 2 ОПК-1, ОПК-2 Л1.2, Л2.2, Л2.1
3.6. Центрированные оптические системы Сам. работа 4 6 ОПК-1, ОПК-2 Л1.2, Л2.2, Л2.1
3.7. Оптические приборы Лекции 4 1 ОПК-1, ОПК-2 Л1.2, Л2.2, Л2.1
3.8. Оптические приборы Практические 4 2 ОПК-1, ОПК-2 Л1.2, Л2.2, Л2.1
3.9. Оптические приборы Сам. работа 4 6 ОПК-1, ОПК-2 Л1.2, Л2.2, Л2.1
3.10. Оптические приборы: рефрактометр, гониометр, микроскоп Лабораторные 4 6 ОПК-1, ОПК-2
3.11. Основы фотометрии Лекции 4 1 ОПК-1, ОПК-2 Л1.2, Л2.2, Л2.1
3.12. Основы фотометрии Практические 4 1 ОПК-1, ОПК-2 Л1.2, Л2.2, Л2.1
3.13. Основы фотометрии Сам. работа 4 4 ОПК-1, ОПК-2 Л1.2, Л2.2, Л2.1
3.14. Коэффициенты пропускания и оптические плотности растворов и светофильтров Лабораторные 4 2 ОПК-1, ОПК-2
Раздел 4. Интерференция света
4.1. Когерентность. Методы получения когерентных источников Лекции 4 2 ОПК-1, ОПК-2 Л1.2, Л2.2, Л2.1
4.2. Когерентность. Методы получения когерентных источников Сам. работа 4 4 ОПК-1, ОПК-2 Л1.2, Л2.2, Л2.1
4.3. Основные интерференционные схемы Лекции 4 2 ОПК-1, ОПК-2 Л1.2, Л2.2, Л2.1
4.4. Основные интерференционные схемы Практические 4 2 ОПК-1, ОПК-2 Л1.2, Л2.2, Л2.1
4.5. Основные интерференционные схемы Сам. работа 4 6 ОПК-1, ОПК-2 Л1.2, Л2.2, Л2.1
4.6. Изучение интерференционной картины от от бипризмы Френеля, двойной щели и плоскопараллельной пластины Лабораторные 4 4 ОПК-1, ОПК-2
4.7. Качество интерференционной картины Лекции 4 1 ОПК-1, ОПК-2 Л1.2, Л2.2, Л2.1
4.8. Качество интерференционной картины Сам. работа 4 4 ОПК-1, ОПК-2 Л1.2, Л2.2, Л2.1
4.9. Интерферометры Лекции 4 1 ОПК-1, ОПК-2 Л1.2, Л2.2, Л2.1
4.10. Интерферометры Практические 4 2 ОПК-1, ОПК-2 Л1.2, Л2.2, Л2.1
4.11. Интерферометры Сам. работа 4 4 ОПК-1, ОПК-2 Л1.2, Л2.2, Л2.1
4.12. Определение показателя преломления воздуха с помощью интерферометра Рэлея Лабораторные 4 4 ОПК-1, ОПК-2
Раздел 5. Дифракция света
5.1. Вторичные волны. Принцип Гюйгенса-Френеля Лекции 4 1 ОПК-1, ОПК-2 Л1.2, Л2.2, Л2.1
5.2. Вторичные волны. Принцип Гюйгенса-Френеля Сам. работа 4 4 ОПК-1, ОПК-2 Л1.2, Л2.2, Л2.1
5.3. Дифракция Френеля. Зонные диаграммы Лекции 4 2 ОПК-1, ОПК-2 Л1.2, Л2.2, Л2.1
5.4. Дифракция Френеля Практические 4 2 ОПК-1, ОПК-2 Л1.2, Л2.2, Л2.1
5.5. Дифракция Френеля. Зонные диаграммы Сам. работа 4 4 ОПК-1, ОПК-2 Л1.2, Л2.2, Л2.1
5.6. Дифракция Френеля Лабораторные 4 4 ОПК-1, ОПК-2
5.7. Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка Лекции 4 2 ОПК-1, ОПК-2 Л1.2, Л2.2, Л2.1
5.8. Дифракция Фраунгофера Практические 4 2 ОПК-1, ОПК-2 Л1.2, Л2.2, Л2.1
5.9. Дифракция Фраунгофера Лабораторные 4 4 ОПК-1, ОПК-2
5.10. Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка Сам. работа 4 4 ОПК-1, ОПК-2 Л1.2, Л2.2, Л2.1
5.11. Разрешающая сила и дисперсия оптических приборов Лекции 4 2 ОПК-1, ОПК-2 Л1.2, Л2.2, Л2.1
5.12. Разрешающая сила и дисперсия оптических приборов Сам. работа 4 4 ОПК-1, ОПК-2 Л1.2, Л2.2, Л2.1
Раздел 6. Поляризация света
6.1. Виды поляризации. Поляризаторы и анализаторы Лекции 4 2 ОПК-1, ОПК-2 Л1.2, Л2.2, Л2.1
6.2. Виды поляризации. Поляризаторы и анализаторы Сам. работа 4 4 ОПК-1, ОПК-2 Л1.2, Л2.2, Л2.1
6.3. Поляризаторы и анализаторы Практические 4 2 ОПК-1, ОПК-2 Л1.2, Л2.2, Л2.1
6.4. Поляризаторы и анализаторы Сам. работа 4 4 ОПК-1, ОПК-2 Л1.2, Л2.2, Л2.1
6.5. Изучение естественного вращения плоскости поляризации света Лабораторные 4 4 ОПК-1, ОПК-2
6.6. Двойное лучепреломление. Поляризационные призмы Лекции 4 2 ОПК-1, ОПК-2 Л1.2, Л2.2, Л2.1
6.7. Двойное лучепреломление. Поляризационные призмы Сам. работа 4 3 ОПК-1, ОПК-2 Л1.2, Л2.2, Л2.1
6.8. Вращение плоскости поляризации Лекции 4 1 ОПК-1, ОПК-2 Л1.2, Л2.2, Л2.1
6.9. Вращение плоскости поляризации Сам. работа 4 2 ОПК-1, ОПК-2 Л1.2, Л2.2, Л2.1

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
1. Классификация колебаний по разным признакам, основные характеристики колебательных систем.
2. Свободные гармонические колебания. Малые колебания.
3. Пружинный маятник. Физический маятник. Математический маятник. Колебательный контур.
4. Сложение однонаправленных гармонических колебаний.
5. Когерентность. Биения. Спектр колебания.
6. Сложение взаимно перпендикулярных гармонических колебаний.
7. Затухающие колебания.
8. Вынужденные механические колебания. Вынужденные электрические колебания.
9. Переменный ток. Полное сопротивление.
10. Последовательный колебательный контур. Параллельный колебательный контур.
11. Автоколебания и релаксационные колебания.
12. Волны в упругой среде. Волновое уравнение.
13. Звуковые волны. Эффект Допплера для звуковых волн.
14. Суперпозиция волн. Фазовая и групповая скорость. Формула Рэлея. Дисперсия.
15. Загон Бугера.
16. Интерференция волн. Схема Юнга. Стоячие волны.
17. Эффект Допплера для электромагнитных волн.
18. Электромагнитные волны. Вывод на основе уравнений Максвелла.
19. Плоские и сферические волны. Вектор Умова-Пойнтинга.
20. Давление света. Поляризация волны. Плоскость поляризации.
21. Объемная плотность электромагнитной энергии. Интенсивность. Шкала электромагнитных волн.
22. Законы отражения и преломления электромагнитных волн. Угол Брюстера.
23. Формулы Френеля. Фаза преломленной и отраженной волн.
24. Явление полного внутреннего отражения. Принцип Ферма.
25. Центрированная оптическая система. Виды увеличений.
26. Скорость света и ее измерение.
27. Основы фотометрии.
28. Сложение оптических систем.
29. Преломление на сферической поверхности. Линзы, ход лучей
30. Аберрации.
31. Оптические приборы. Лупа. Микроскоп. Телескоп. Светосила объектива.
32. Получение когерентных источников. Двухлучевая интерференция.
33. Зеркала Френеля. Бипризма и билинза Френеля.
34. Билинза Бийе.
35. Схема Ллойда и опыт Меслина.
36. Интерференционный опыт Поля.
37. Качество интерференционной картины. Видность полос.
38. Влияние немонохроматичности и размеров источника на интерференционную картину.
39. Интерференция в тонких пленках. Полосы равного наклона. Полосы равной толщины.
40. Интерферометр Майкельсона. Интерферометр Фабри–Перо.
41. Разрешающая сила и дисперсия спектральных приборов.
42. Дифракция света. Принцип Гюйгенса–Френеля.
43. Зоны Френеля. Дифракция Френеля и дифракция Фраунгофера.
44. Дифракция Френеля на круглом отверстии. Спираль Френеля.
45. Дифракция Френеля на щели. Спираль Корню.
46. Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка.
47. Дифракция на пространственной структуре. Понятие о голографии.
48. Естественный и поляризованный свет, степень поляризации.
49. Двойное лучепреломление. Свойства анизотропных сред.
50. Оптически одноосные кристаллы. Виды поляризационных призм.

5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)
ФЕДЕРАЛЬНЫМ ГОСУДАРСТВЕННЫМ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫМ СТАНДАРТОМ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ПО НАПРАВЛЕНИЮ
ПОДГОТОВКИ 03.03.02 ФИЗИКА профиль "Современные функциональные материалы" РУП не предусмотрены
5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации
см. приложение (ФОС)
Приложения
Приложение 1.   ФОС 03_03_03 Оптика КЭТ.docx

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература
6.1.1. Основная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л1.1 Горелик Г.С. Колебания и волны [Электронный ресурс]: учебное пособие М.: Физматлит, 2007 e.lanbook.com
Л1.2 Ландсберг Г.С. Оптика [Электронный ресурс]: учебное пособие М.: Физматлит, 2010 e.lanbook.com
6.1.2. Дополнительная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л2.1 Летута С.Н., Чакак А.А. Курс физики: оптика [Электронный ресурс]: учебное пособие для студентов инженерно- технических направлений подготовки. Оренбург: ОГУ, 2014 biblioclub.ru
Л2.2 Михельсон А.В., Папушина Т.И., Гофман А.Г., Повзнер А.А. Волновая оптика [Электронный ресурс]: учебное пособие М: Издательство Юрайт, 2018 biblio-online.ru
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"
Название Эл. адрес
Э1 Колебания и волны. Оптика, автор Соломатин К.В. portal.edu.asu.ru
6.3. Перечень программного обеспечения
Open Office
MS Office, Word, Excel, PowerPoint, Access, MS Paint
Adobe Photoshop
WinRAR, WinZIP
Internet Explorer, Google Chrome
Microsoft Windows
AcrobatReaderMicrosoft Office 2010 (Office 2010 Professional, № 4065231 от 08.12.2010), (бессрочно);
Microsoft Windows 7 (Windows 7 Professional, № 61834699 от 22.04.2013), (бессрочно);
Chrome (http://www.chromium.org/chromium-os/licenses), (бессрочно); 7-Zip (http://www.7-zip.org/license.txt), (бессрочно);
AcrobatReader (http://wwwimages.adobe.com/content/dam/Adobe/en/legal/servicetou/Acrobat_com_Additional_TOU-en_US-20140618_1200.pdf), (бессрочно);
ASTRA LINUX SPECIAL EDITION (https://astralinux.ru/products/astra-linux-special-edition/), (бессрочно);
LibreOffice (https://ru.libreoffice.org/), (бессрочно);
Веб-браузер Chromium (https://www.chromium.org/Home/), (бессрочно);
Антивирус Касперский (https://www.kaspersky.ru/), (до 23 июня 2024);
Архиватор Ark (https://apps.kde.org/ark/), (бессрочно);
Okular (https://okular.kde.org/ru/download/), (бессрочно);
Редактор изображений Gimp (https://www.gimp.org/), (бессрочно)
6.4. Перечень информационных справочных систем
www.gpntb.ru/ Государственная публичная научно-техническая библиотека
www.nlr.ru/ Российская национальная библиотека
www.nns.ru/ Национальная электронная библиотека
www.rsl.ru/ Российская государственная библиотека
www.microinform.ru/ Учебный центр компьютерных технологий «Микроинформ».
www.tests.specialist.ru/ Центр компьютерного обучения МГТУ им. Н.Э.Баумана.
www.intuit.ru/ Образовательный сайт
www.window.edu.ru/ Библиотека учебной и методической литературы

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Аудитория Назначение Оборудование
Учебная аудитория для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), проведения практик Стандартное оборудование (учебная мебель для обучающихся, рабочее место преподавателя, доска, мультимедийное оборудование стационарное или переносное)
Помещение для самостоятельной работы помещение для самостоятельной работы обучающихся Компьютеры, ноутбуки с подключением к информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», доступом в электронную информационно-образовательную среду АлтГУ
302К лаборатория оптики и атомной физики - учебная аудитория для проведения занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации Учебная мебель на 10 посадочных мест; рабочее место преподавателя; доска маркерная 1 шт.; гониометр Г-5; гониометр Г-5; модульный учебный комплекс МУК - О; модульный учебный комплекс МУК - ОК; моноблок RAMEC Gale Custom G1610/ H61M-DG3/4 Гб ОЗУ/500 Гб НЖМД; сахориметр универсальный СУ-4; спектрометр оптоволоконный малогабаритный USB4000-UV-VIS; электромагнит ЭМ-1; вольтметр В2-23; вольтметр В7-21; гараж лод.; интерферометр Фабри-Перо; источник питания 3217 (стабилизатор); Лаб. изучение фотоэффекта; лазерная указка; микрометр окулярный; микроскоп Биолам Л211.

8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

см. приложение (ФОС)