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

Общий физический практикум (оптика)
рабочая программа дисциплины

Закреплена за кафедройКафедра общей и экспериментальной физики
Направление подготовки03.03.02. Физика
Форма обученияОчная
Общая трудоемкость3 ЗЕТ
Учебный план03_03_02_Ф-3-2020
Часов по учебному плану 108
в том числе:
аудиторные занятия 54
самостоятельная работа 54
Виды контроля по семестрам
зачеты: 4

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр) 2 (4) Итого
Недель 19
Вид занятий УПРПДУПРПД
Лабораторные 54 54 54 54
Сам. работа 54 54 54 54
Итого 108 108 108 108

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

Рецензент(ы):
канд. физ.-мат. наук, доцент, Д.Д. Рудер

Рабочая программа дисциплины
Общий физический практикум (оптика)

разработана в соответствии с ФГОС:
Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования по направлению подготовки 03.03.02 ФИЗИКА (уровень бакалавриата) (приказ Минобрнауки России от 07.08.2014г. №937)

составлена на основании учебного плана:
03.03.02 Физика
утвержденного учёным советом вуза от 30.06.2020 протокол № 6.

Рабочая программа одобрена на заседании кафедры
Кафедра общей и экспериментальной физики

Протокол от 15.06.2020 г. № 11
Срок действия программы: 2020-2021 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 2020-2021 учебном году на заседании кафедры

Кафедра общей и экспериментальной физики

Протокол от 15.06.2020 г. № 11
Заведующий кафедрой д-р физ.-мат. наук, профессор Плотников Владимир Александрович

1. Цели освоения дисциплины

1.1.Целями освоения учебной дисциплины «Оптика» являются 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.Б.03

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ПК-2: способностью проводить научные исследования в избранной области экспериментальных и (или) теоретических физических исследований с помощью современной приборной базы (в том числе сложного физического оборудования) и информационных технологий с учетом отечественного и зарубежного опыта
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. Геометрическая оптика
1.1. Законы геометрической оптики. Формула тонкой линзы Лабораторные 4 6 ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л2.2, Л1.2
1.2. Законы геометрической оптики. Формула тонкой линзы Сам. работа 4 5 ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л2.2, Л1.2
1.3. Законы геометрической оптики. Формулы Френеля Лабораторные 4 6 ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л2.2, Л1.2
1.4. Законы геометрической оптики. Формулы Френеля Сам. работа 4 5 ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л2.2, Л1.2
1.5. Оптические приборы Лабораторные 4 6 ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л2.2, Л1.2
1.6. Оптические приборы Сам. работа 4 4 ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л2.2, Л1.2
Раздел 2. Интерференция света
2.1. Основные интерференционные схемы Лабораторные 4 4 ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л2.2, Л1.2
2.2. Основные интерференционные схемы Сам. работа 4 5 ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л2.2, Л1.2
2.3. Качество интерференционной картины Лабораторные 4 4 ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л2.2, Л1.2
2.4. Качество интерференционной картины Сам. работа 4 5 ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л2.2, Л1.2
2.5. Интерферометры Лабораторные 4 4 ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л2.2, Л1.2
2.6. Интерферометры Сам. работа 4 5 ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л2.2, Л1.2
Раздел 3. Дифракция света
3.1. Дифракция Френеля Лабораторные 4 4 ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л2.2, Л1.2
3.2. Дифракция Френеля Сам. работа 4 5 ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л2.2, Л1.2
3.3. Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка Лабораторные 4 4 ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л2.2, Л1.2
3.4. Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка Сам. работа 4 5 ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л2.2, Л1.2
3.5. Разрешающая сила и дисперсия оптических приборов Лабораторные 4 4 ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л2.2, Л1.2
3.6. Разрешающая сила и дисперсия оптических приборов Сам. работа 4 5 Л2.1, Л1.1, Л2.2, Л1.2
Раздел 4. Поляризация света
4.1. Двойное лучепреломление. Поляризационные призмы Лабораторные 4 8 ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л2.2, Л1.2
4.2. Двойное лучепреломление. Поляризационные призмы Сам. работа 4 5 ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л2.2, Л1.2
4.3. Поляризаторы и анализаторы. Сахариметр Лабораторные 4 4 ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л2.2, Л1.2
4.4. Поляризаторы и анализаторы. Сахариметр Сам. работа 4 5 ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л2.2, Л1.2

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания
1. Суперпозиция волн. Фазовая и групповая скорость. Формула Рэлея. Дисперсия.
2. Загон Бугера.
3. Интерференция волн. Схема Юнга. Стоячие волны.
4. Электромагнитные волны. Вывод на основе уравнений Максвелла.
5. Плоские и сферические волны. Вектор Умова-Пойнтинга.
6. Давление света. Поляризация волны. Плоскость поляризации.
7. Объемная плотность электромагнитной энергии. Интенсивность. Шкала электромагнитных волн.
8. Законы отражения и преломления электромагнитных волн. Угол Брюстера.
9. Формулы Френеля. Фаза преломленной и отраженной волн.
10. Явление полного внутреннего отражения. Принцип Ферма.
11. Центрированная оптическая система. Виды увеличений.
12. Скорость света и ее измерение.
13. Основы фотометрии.
14. Сложение оптических систем.
15. Преломление на сферической поверхности. Линзы, ход лучей.
16. Аберрации.
17. Оптические приборы. Лупа. Микроскоп. Телескоп. Светосила объектива.
18. Получение когерентных источников. Двухлучевая интерференция.
19. Зеркала Френеля. Бипризма и билинза Френеля.
20. Билинза Бийе.
21. Схема Ллойда и опыт Меслина.
22. Интерференционный опыт Поля.
23. Качество интерференционной картины. Видность полос.
24. Влияние немонохроматичности и размеров источника на интерференционную картину.
25. Интерференция в тонких пленках. Полосы равного наклона. Полосы равной толщины.
26. Интерферометр Майкельсона. Интерферометр Фабри–Перо.
27. Разрешающая сила и дисперсия спектральных приборов.
28. Дифракция света. Принцип Гюйгенса–Френеля.
29. Зоны Френеля. Дифракция Френеля и дифракция Фраунгофера.
30. Дифракция Френеля на круглом отверстии. Спираль Френеля.
31. Дифракция Френеля на щели. Спираль Корню.
32. Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка.
33. Дифракция на пространственной структуре. Понятие о голографии.
34. Естественный и поляризованный свет, степень поляризации.
35. Двойное лучепреломление. Свойства анизотропных сред.
36. Оптически одноосные кристаллы. Виды поляризационных призм.
5.2. Темы письменных работ (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)
ФЕДЕРАЛЬНЫМ ГОСУДАРСТВЕННЫМ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫМ СТАНДАРТОМ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ПО НАПРАВЛЕНИЮ
ПОДГОТОВКИ 03.03.02 ФИЗИКА и РУП не предусмотрены
5.3. Фонд оценочных средств
см. приложение (ФОС)
Приложения

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература
6.1.1. Основная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л1.1 Михельсон А.В., Папушина Т.И., Гофман А.Г., Повзнер А.А. Волновая оптика [Электронный ресурс]: учебное пособие М: Издательство Юрайт, 2018 https://biblio-online.ru/book/F539FF96-1988-4A0E-B5DC-B37176127AAC
Л1.2 Ландсберг Г.С. Оптика [Электронный ресурс]: учебное пособие М.: Физматлит, 2010 https://e.lanbook.com/book/2238
6.1.2. Дополнительная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л2.1 Горелик Г.С. Колебания и волны [Электронный ресурс]: учебное пособие М.: Физматлит, 2007 https://e.lanbook.com/book/2167
Л2.2 Летута С.Н., Чакак А.А. Курс физики: оптика [Электронный ресурс]: учебное пособие для студентов инженерно- технических направлений подготовки. Оренбург: ОГУ, 2014 http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=259245
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"
Название Эл. адрес
Э1 Общий физический практикум (Оптика), автор Соломатин К.В. https://portal.edu.asu.ru/course/view.php?id=4637
6.3. Перечень программного обеспечения
Open Office
MS Office, Word, Excel, PowerPoint, Access, MS Paint
Adobe Photoshop
WinRAR, WinZIP
Far Manager, Total Commander
Internet Explorer, Google Chrome

Microsoft Windows
AcrobatReader
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
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.
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
001вК склад экспериментальной мастерской - помещение для хранения и профилактического обслуживания учебного оборудования Акустический прибор 01021; виброизмеритель 00032; вольтметр Q1202 Э-500; вольтметр универсальный В7-34А; камера ВФУ -1; компьютер Турбо 86М; масспектрометр МРС -1; осциллограф ЕО -213- 2 ед.; осциллограф С1-91; осциллограф С7-19; программатор С-815; самописец 02060 – 2 ед.; стабилизатор 3218; терц-октавный фильтр 01023; шкаф вытяжной; шумомер 00026; анализатор АС-817; блок 23 Г-51; блок питания "Статрон" – 2 ед.; блок питания Ф 5075; вакуумный агрегат; весы; вольтметр VM -70; вольтметр В7-15; вольтметр В7-16; вольтметр ВУ-15; генератор Г-5-6А; генератор Г4-76А; генератор Г4-79; генератор Г5-48; датчик колебаний КВ -11/01; датчик колебаний КР -45/01; делитель Ф5093; измеритель ИМП -2; измеритель параметров Л2-12; интерферометр ИТ 51-30; источник "Агат" – 3 ед.; источник питания; источник питания 3222; источник питания ЭСВ -4; лабораторная установка для настройки газовых лазеров; лазер ЛГИ -21; М-кальк-р МК-44; М-калькул-р "Электроника"; магазин сопротивления Р4075; магазин сопротивления Р4077; микроскоп МБС -9; модулятор МДЕ; монохроматор СДМС -97; мост переменного тока Р5066; набор цветных стекол; насос вакумный; насос вакуумный ВН-01; осциллограф С1-31; осциллограф С1-67; осциллограф С1-70; осциллограф С1-81; осциллоскоп ЕО -174В – 2 ед.; пентакта L-100; пирометр "Промень"; пистонфон 05001; преобразователь В9-1; прибор УЗДН -2Т; скамья оптическая СО 1м; спектограф ДФС -452; спектограф ИСП -51; стабилизатор 1202; стабилизатор 3217 – 4 ед.; стабилизатор 3218; стабилизатор 3222 – 3 ед.; станок токарный ТВ-4; усилитель мощности ЛВ -103 – 4 ед.; усилитель У5-9; центрифуга ВЛ-15; частотомер Ч3-54А; шкаф металлический; эл.двигатель; электродинамический калибратор 11032

8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

см. приложение (ФОС)