(<Курс>.<Семестр на курсе>)
Срок действия программы: 2022-2023 уч.г.
Зав. кафедрой Галямова Э.Х
ции
Э1 Э2 Э3 Э4 Э5
Э1 Э2 Э3 Э4 Э5
Э1 Э2 Э3 Э4 Э5
Э1 Э2 Э3 Э4 Э5
Э1 Э2 Э3 Э4 Э5
Э1 Э2 Э3 Э4 Э5
Э1 Э2 Э3 Э4 Э5
Э1 Э2 Э3 Э4 Э5
Э1 Э2 Э3 Э4 Э5
Э1 Э2 Э3 Э4 Э5
Э1 Э2 Э3 Э4 Э5
Э1 Э2 Э3 Э4 Э5
Э1 Э2 Э3 Э4 Э5
Э1 Э2 Э3 Э4 Э5
Э1 Э2 Э3 Э4 Э5
Э1 Э2 Э3 Э4 Э5
/Ср/
Э1 Э2 Э3 Э4 Э5
Э1 Э2 Э3 Э4 Э5
Э1 Э2 Э3 Э4 Э5
Э1 Э2 Э3 Э4 Э5
Э1 Э2 Э3 Э4 Э5
Э1 Э2 Э3 Э4 Э5
Перечень вопросмов к экзамену:
1. Волновое уравнение. Монохроматические волны. Комплексная амплитуда. Уравнение Гельмгольца.
2. Монохроматические волны. Комплексная амплитуда. Уравнение плоской и сферической волн. Принцип суперпозиции, интерференция.
3. Интерференция монохроматических волн. Интерференция плоской и сферической волн. Ширина интерференционных полос. Видность полос.
4. Влияние немонохроматичности света на видность интерференционных полос. Функция временной когерентности. Связь времени когерентности с шириной спектра. Теорема Винера-Хинчина. Соотношение неопределённостей.
5. Видность интерференционных полос и ее связь со степенью когерентности при использовании квазимонохроматических источников света. Оценка максимального числа наблюдаемых полос. Максимально допустимая разность хода в интерференционных опытах.
6. Апертура интерференционной схемы и влияние размеров источника на видность интерференционных полос. Функция пространственной когерентности. Радиус пространственной когерентности.
7. Связь радиуса пространственной когерентности с угловым размером протяженного источника. Теорема Ван-Циттерта-Цернике. Видность интерференционных полос при использовании протяженных источников света. Звездный интерферометр Майкельсона.
8. Максимально допустимая разность хода волн в интерференционных опытах и её связь со временем когерентности.
9. Радиус пространственной когерентности и ограничение на допустимые размеры источника в интерференционных опытах.
10. Принцип Гюйгенса-Френеля. Количественная формулировка принципа Гюйгенса-Френеля. Волновой параметр как критерий подобия дифракционных явлений.
11. Дифракция Френеля на круглом отверстии. Спираль Френеля. Пятно Пуассона и условия его наблюдения.
12. Зонная пластинка Френеля. Интенсивность света в фокусе зонной пластинки. Идеальная линза. Фокусировка света.
13. Волновой параметр. Условие наблюдения дифракции Френеля и Фраунгофера. Критерий геометрической оптики.
14. Дифракция Фраунгофера. Связь с преобразованием Фурье. Дифракция Фраунгофера на щели и круглом отверстии. Поле в фокальной плоскости линзы.
16. Дифракционная решетка как спектральный прибор. Разрешающая способность и область дисперсии. Разрешающая способность призмы.
17. Дифракция Фраунгофера на решетке: положение и интенсивность главных максимумов, их ширина и максимальный порядок.
18. Интерферометр Фабри-Перо как оптический резонатор. Разрешающая способность интерферометра, связь с добротностью.
19. Принципы Фурье-оптики: представление произвольной волны в виде суперпозиции плоских волн разных направлений. Пространственное преобразование Фурье. Пространственная частота. Метод Релея в задачах дифракции.
20. Дифракция Френеля на периодических структурах. Эффект саморепродукции.
21. Теория Аббе формирования оптического изображения. Фурье-плоскость оптической системы.
22. Принципы пространственной фильтрации. Методы наблюдения фазовых структур.
23. Поле в фокальной плоскости линзы. Связь с преобразованием Фурье.
24. Дифракция на амплитудной и фазовой синусоидальной решетке.
25. Методы наблюдения прозрачных (фазовых) структур. Методы темного поля и фазового контраста.
26. Голография. Голограмма точечного источника (голограмма Габора). Разрешающая способность голограммы. Голограмма с наклонным опорным пучком.
27. Объёмная голограмма. Восстановление изображения объёмной голограммой, условие Брегга-Вульфа.
28. Электромагнитные волны на границе раздела двух диэлектриков. Явление Брюстера. Зависимость энергетических коэффициентов отражения R┴ и R║ от угла падения (качественно).
29. Способы получения линейно-поляризованного света. Дихроизм. Поляроиды. Закон Малюса.
30. Электромагнитные волны в одноосных кристаллах. Обыкновенная и необыкновенная волны. Кристаллические пластинки l/2 и l/4.
31. Двулучепреломление. Интерференция поляризованных волн.
32. Нелинейная поляризация среды. Генерация второй гармоники. Условие фазового синхронизма. Оптическое выпрямление.
33. Нелинейные оптические эффекты. Самофокусировка. Пороговая мощность.
34. Дисперсия. Фазовая и групповая скорости. Формула Релея. Классическая теория дисперсии. Аномальная дисперсия. Дисперсия в ионосфере и металлах.
Темы рефератов:
1. Диапазон длин волн видимого света в вакууме с указанием порядка следования по цвету.
2. Связь между частотой света и длиной волны в вакууме (формула).
3. Скорость света в вакууме (число и формула через константы).
4. Волновое уравнение для полевого вектора.
5. Общее решение волнового уравнения для плоских волн (формула).
6. Гармоническая плоская волна (формула).
7. Комплексная запись гармонической плоской волны (формула).
8. Выражение для фазы гармонической плоской волны (формула).
9. Волновое число, связь с длиной волны (формула).
10. Взаимная ориентация полевых векторов и волнового вектора в плоской электромагнитной волне в вакууме (рисунок).
11. Связь между амплитудами полевых векторов в плоской гармонической волне (формула).
12. Объемная плотность энергии для электрической составляющей в электромагнитной волне (формула, размерность).
13. Объемная плотность энергии для магнитной составляющей в электромагнитной волне(формула, размерность).
14. Связь объемных плотностей энергии для электрической и магнитной составляющей в электромагнитной волне (формула).
15. Плотность потока энергии в электромагнитной волне (формула, размерность).
17. Интенсивность света (формула, размерность).
18. Связь объемной плотности энергии и плотности потока энергии в электромагнитной волне в вакууме (формула).
19. На полностью поглощающую площадку под углом падает плоская волна с объемной плотностью энергии w. Давление света на площадку равно (формула).
20. На полностью отражающую площадку под углом падает плоская волна с объемной плотностью энергии w. Давление света на площадку равно (формула).
21. Условие наблюдения интерференционных минимумов (для разности хода) (формула).
22. Условие наблюдения интерференционных максимумов (для разности фаз) (формула).
23. Условие наблюдения интерференционных минимумов (для разности фаз) (формула).
24. Интерференционная схема Юнга. Разность хода в зависимости от координаты точки наблюдения (рисунок, формула).
25. Интерференционная схема Юнга. Расстояние между интерференционными полосами (рисунок, формула).
26. Условие квазимонохроматичности источника (формула).
27. Связь между порядком интерференции и разностью хода (формула).
28. Длина когерентности для квазимонохроматичного источника (формула).
29. Связь между длиной когерентности и временем когерентности (формула).
30. Максимальный порядок интерференции для квазимонохроматичного источника (формула).
31. В схеме Юнга источник излучает две близкие длины волны 1и 2. Условие первого пропадания интерференции (формула).
32. В схеме Юнга используется монохроматичный точечный источник света. Изобразить график интенсивности на экране (схема и график).
33. В схеме Юнга используется монохроматичный протяженный источник света. Изобразить график интенсивности на экране (схема и график).
34. В схеме Юнга используется квазимонохроматичный точечный источник света. Изобразить график интенсивности на экране (схема и график).21. В схеме Юнга используется квазимонохроматичный протяженный источник света. Изобразить график интенсивности на экране (схема и график).22. В схеме Юнга используется точечный источник света, излучающий две близкие длины волны. Изобразить график интенсивности на экране (схема и график).23. Видность интерференционной картины (формула).24. В схеме Юнга используется монохроматичный точечный источник света. Изобразить график видности картины на экране (схема и график).25. В схеме Юнга используется монохроматичный протяженный источник света. Изобразить график видности картины на экране (схема и график).26. В схеме Юнга используется квазимонохроматичный точечный источник света. Изобразить график видности картины на экране (схемаи график).27. В схеме Юнга используется квазимонохроматичный протяженный источник света. Изобразить график видности картины на экране (схема и график).28. В схеме Юнга используется точечный источник света, излучающий две близкие длины волны. Изобразить график видности картины на экране (схема и график).29. На бипризму падает плоская монохроматическая волна. Изобразить ход лучей и область наблюдения интерференции (рисунок).
30. В фокальной плоскости билинзы расположен точечный монохроматичный источник. Изобразить ход лучей и область наблюдения интерференции (рисунок).31. Бизеркало Френеля. Изобразить ход лучей и область наблюдения интерференции (рисунок).32. Зеркало Ллойда. Изобразить ход лучей и область наблюдения интерференции (рисунок).33. Приведитепример интерференционной схемы, в которой используется метод деления волнового фронта (рисунок).34. Приведите пример интерференционной схемы, в которой используется метод деления амплитуды (рисунок).35. Интерферометр Майкельсона. Изобразить схему и ход лучей (рисунок).36. Как в интерферометре Майкельсона наблюдать полосы равной толщины? Изобразить схему и ход лучей (рисунок).37. Как в интерферометре Майкельсона наблюдать полосы равного наклона? Изобразить схему и ход лучей (рисунок).38. Приведите пример интерференционной схемы, в которой наблюдаются полосы равной толщины (рисунок).39. Приведите пример интерференционной схемы, в которой наблюдаются полосы равного наклона (рисунок).40. При получении колец Ньютона используется метод деления ________________ и наблюдаются полосы равно_____________________ (дополните фразу).41. На плоскопараллельную пластину падает плоская монохроматическая волна. Опишите наблюдаемые интерференционные явления (если интерференция наблюдается, то где и какова форма полос). 42. На плоскопараллельную пластину падает сферическая монохроматическая волна. Опишите наблюдаемые интерференционные явления (если интерференция наблюдается, то где и какова форма полос). 43. На плоскопараллельную пластину падает монохроматическая волна от протяженного источника. Опишите наблюдаемые интерференционные явления (если интерференция наблюдается, то где и какова форма полос). 44. На клиновидную пластину падает плоская монохроматическая волна. Опишите наблюдаемые интерференционные явления (еслиинтерференция наблюдается, то где и какова форма полос). 45. На клиновидную пластину падает монохроматическая волна от протяженного источника. Опишите наблюдаемые интерференционные явления (если интерференция наблюдается, то где и какова форма полос). 46. В интерферометре Фабри-Перо наблюдаются полосы равно_____________________ , имеющие форму ____________________(дополните фразу).47. Воздушный интерферометр Фабри-Перо (толщина h) освещается монохроматичным источником с длиной волны . Максимальный порядок интерференции равен ______ и наблюдается _______________________ (дополните фразу).48. В центре интерференционной картины для интерферометра Фабри-Перо наблюдается _________________________________________ (дополните фразу).Дифракция света.1. Приведите рисунок, иллюстрирующий разбиение волнового фронта на зоны Френеля.2. Радиус n-ой зоны Френеля (формула).3. Спираль Френеля, на которой точками указаны границы 1-й, 2-й и 3-й зон Френеля (рисунок)
4. Плоская монохроматическая волна падает на непрозрачный экран с круглым отверстием. Зависимость интенсивности в центре дифракционной картины от радиуса отверстия имеет вид (график):5. Плоская монохроматическая волна падает на непрозрачный диск. Зависимость интенсивности в центре дифракционной картины отрадиуса диска имеет вид (график):6. Плоская монохроматическая волна падает на непрозрачный экран с круглым отверстием. При увеличении радиуса отверстия в 2 раза число открытых зон Френеля_______________________________ (закончить фразу)7. Плоская монохроматическая волна падает на непрозрачный экран с круглым отверстием. При уменьшении расстояния от отверстия до точки наблюдения в 2 раза число открытых зон Френеля_______________________________ (закончить фразу)8.
1. На дифракционную решетку (период d) нормально падает плоская монохроматическая волна (длина волны ). Угол дифракции для наблюдения максимума m-гопорядка равен (формула):2. Угловая дисперсия дифракционной решетки (формула).3. Разрешающая способность дифракционной решетки (формула).4. На дифракционную решетку (период d, число щелей N) нормально падает плоская волна (длина волны ). Максимально возможная разрешающая способность дифракционной решетки равна (формула):5. Дополните фразу:Критерий ________. Две длины волны считаются разрешенными, если __________________________________ _____________________ ____________________.Поляризация1. Закон Малюса (формула).2. Естественный свет с интенсивностью I0падает на идеальный поляризатор. Прошедший свет поляризован _________________, а его интенсивность равна _____.(дополнить фразу)3. Естественный свет с интенсивностью I0падает на систему скрещенных идеальных поляризатора и анализатора. Прошедший через систему свет поляризован _________________, а его интенсивность равна _____(дополнить фразу).4. Естественный свет с интенсивностью I0падает на систему параллельных идеальных поляризатора и анализатора. Прошедший через систему свет поляризован _________________, а его интенсивность равна _____(дополнить фразу).5. В анизотропном кристалле вектор нормали к волновому фронту всегда совпадает по направлению с вектором (фазовой/лучевой) скорости (зачеркнуть лишнее слово в скобках).6. В анизотропном кристалле вектор Пойнтинга всегда совпадает по направлению с вектором (фазовой/лучевой) скорости (зачеркнуть лишнее слово в скобках).7. В анизотропном кристалле вектор нормали к волновому фронту образует правую тройку с векторами ____ и ______. (указать векторы).8. В анизотропном кристалле вектор Пойнтинга образует правую тройку с векторами ____ и ______. (указать векторы).9. В анизотропном кристалле главная скорость, равная xxncv-это скорость, с которой распространяется волна _______________________________ оси Ох (дополнить фразу).10. Если в анизотропном кристалле угол между векторами Eи Dравен , то связь между модулями фазовой vи лучевойuскоростей имеет вид (формула):11. В двуосном кристалле для трех главных скоростей vx,vyиvzсправедливы соотношения: vxvyvz(расставить знаки = или ).12. В одноосном кристалле для трех главных скоростей vx,vyиvzсправедливы соотношения: vxvyvz(расставить знаки = или ).13. Если в одноосном кристалле главные скорости vx=vy, то его оптическая ось направлена вдоль оси _______ (дополнить фразу).14. В одноосном кристалле могут распространяться две волны, называемые _________________ и ______________________ (дополнить фразу).15. Главная плоскость (главное сечение) –это плоскость, образованная лучом и ______________________ (дополнить фразу).16. Обыкновенная волна поляризована (перпендикулярно/в) плоскости главного сечения (зачеркнуть лишнее слово в скобках).
17. Необыкновенная волна поляризована (перпендикулярно/в) плоскости главного сечения (зачеркнуть лишнее слово в скобках).18. Если в одноосном кристалле главные скорости vx=vyvz, то скорость обыкновенного луча равна______, а скорость необыкновенного луча ______________ (дополнить фразу).19. В одноосном кристалле лучевая поверхность для обыкновенного луча имеет форму _______________________, а для необыкновенного -форму __________________ (дополнить фразу).20. Пластинка из анизотропного кристалла толщиной dвносит разность хода, равную (формула):21. В пластинках 2и 4оптическая ось лежит (перпендикулярно/в) плоскости пластинки (зачеркнуть лишнее слово в скобках).22. Чтобы преобразовать линейно поляризованный свет в эллиптически (циркулярно) поляризованный, применяют пластинку ____________.23. Чтобы повернуть плоскость поляризации линейно поляризованного света, применяют пластинку ____________.24. Чтобы преобразовать циркулярно поляризованный свет в линейно поляризованный, применяют пластинку ____________.Преломление света на границе двух сред.1. Закон преломления света на границе для углов падения 1и преломления 2(формула)2. Закон отражения света на границе для углов падения 1и отражения 3(формула)3. Для волны, падающей на границу вакуум-диэлектрик (показатель преломления n) угол Брюстера равен (формула):4. Для волны, падающей на границу вакуум-диэлектрик под углом Брюстера, угол между отраженным и преломленным лучами равен (формула):5. Естественный свет падает под углом Брюстера на границу раздела двух сред. (Отраженный/Преломленный) луч полностью поляризован (перпендикулярно/в) плоскости падения (зачеркнуть лишние слова в скобках).6. Для волны, падающей на границу диэлектрик (показатель преломления n)-вакуум угол полного внутреннего отражения равен (формула):Дисперсия света.1. Фазовая скорость распространения (формула):2. Групповая скорость распространения (формула):3. КЗСТри параллельных луча (красный, зеленый и синий) падают на призму из
КЗС4. Три параллельных луча (красный, зеленый и синий) падают на призму из материала, обладающего нормальной дисперсией. Нарисовать ход лучей через призму.Геометрическая оптика.1. На собирающую линзу (положение фокусов отмечено черточками) падает луч света. Нарисовать ход луча залинзой.2. На рассеивающую линзу (положение фокусов отмечено черточками) падает луч света. Нарисовать ход луча за линзой.3. На рисунке показаны положения источника (крестик), его изображения (кружок) и главная оптическая ось линзы. Найти построением положение линзы и ее фокусов.4. На рисунке показаны положения источника (крестик), его изображения (кружок) и главная оптическая ось линзы. Найти построением положение линзы и ее фокусов.5. На рисунке показаны положения источника (крестик), егоизображения (кружок) и главная оптическая ось линзы. Найти построением положение линзы и ее фокусов
В ходе лекционных занятий вести конспектирование учебного материала. Обращать внимание на категории, формулировки, раскрывающие содержание тех или иных явлений и процессов, научные выводы и практические рекомендации.
В ходе подготовки к семинарам изучить основную литературу, ознакомиться с дополнительной литературой, новыми публикациями в периодических изданиях: журналах, газетах и т.д. При этом учесть рекомендации преподавателя и требования учебной программы. Дорабатывать свой конспект лекции, делая в нем соответствующие записи из литературы, рекомендованной преподавателем и предусмотренной учебной программой. Подготовить тезисы для выступлений по всем учебным вопросам, выносимым на лабораторном занятии, семинар. Готовясь к докладу или реферативному сообщению, обращаться за методической помощью к преподавателю. Составить план-конспект своего выступления.
В ходе семинарского занятия внимательно слушать выступления своих однокурсников. При необходимости задавать им уточняющие вопросы. Принимать активное участие в обсуждении учебных вопросов: выступать с докладами, рефератами, обзорами научных статей, отдельных публикаций периодической печати, касающихся содержания темы лабораторного, семинарского занятия. В ходе своего выступления использовать технические средства обучения.
С целью более глубокого усвоения изучаемого материала задавать вопросы преподавателю. После подведения итогов семинара, практического занятия, устранить недостатки, отмеченные преподавателем.
Самостоятельная работа студентов – это процесс активного, целенаправленного приобретения студентом новых знаний, умений без непосредственного участия преподавателя, характеризующийся предметной направленностью, эффективным контролем и оценкой результатов деятельности обучающегося.
Самостоятельная работа студентов включает следующие виды работ:
а) для овладения знаниями:
- чтение текста (учебника, первоисточника,дополнительной литературы),
- составление плана текста,
- графическое изображение структуры текста,
- конспектирование текста, выписки из текста,
- работа со словарями и справочниками, ознакомление с нормативными документами,
- учебно-исследовательская работа,
- использование аудио- и видеозаписей, компьютерной техники и Интернета и др.
б) для закрепления и систематизации знаний:
- работа с конспектом лекции, обработка текста, повторная работа над учебным материалом (учебника, первоисточника, дополнительной литературы, аудио и видеозаписей),
- составление плана, составление таблиц для систематизации учебною материала,
- подготовка мультимедиа сообщений/докладов к выступлению на семинаре (конференции), подготовка реферата, составление библиографии, тематических кроссвордов, тестирование и др.
в) для формирования умений:
- решение задач и упражнений по образцу,
- решение вариативных задач,
- решение ситуационных (профессиональных) задач
Рекомендации по подготовке к зачету
Завершающим этапом изучения дисциплины является зачет
При подготовке к зачету (в конце семестра) повторять пройденный материал в строгом соответствии с учебной программой, примерным перечнем учебных вопросов, выносящихся на зачет и содержащихся в данной программе. Использовать конспект лекций и литературу, рекомендованную преподавателем. Обратить особое внимание на темы учебных занятий, пропущенных студентом по разным причинам. При необходимости обратиться за консультацией и методической помощью к преподавателю.
Готовиться к зачету необходимо последовательно, с учетом вопросов, разработанных преподавателем. Сначала следует определить место каждого контрольного вопроса в соответствующем разделе темы учебной программы, а затем внимательно прочитать и осмыслить рекомендованные научные работы, соответствующие разделы рекомендованных учебников. При этом полезно делать хотя бы самые краткие выписки и заметки. Работу над темой можно считать завершенной, если вы сможете ответить на все контрольные вопросы и дать определение понятий по изучаемой теме.
Для обеспечения полноты ответа на контрольные вопросы и лучшего запоминания теоретического материала рекомендуется составлять план ответа на контрольный вопрос. Это позволит сэкономить время для подготовки непосредственно перед зачетом за счет обращения не к литературе, а к своим записям.
Рекомендации по обучению лиц с ограниченными возможностями здоровья и инвалидов
В соответствии с методическими рекомендациями Минобрнауки РФ (утв. 8 апреля 2014 г. N АК-44/05вн) в курсе будут использованы социально-активные и рефлексивные методы обучения с целью оказания помощи в установлении полноценных межличностных отношений с другими студентами, создании комфортного психологического климата в студенческой группе. Подбор и разработка учебных материалов производятся с учетом необходимости предоставления материала в различных формах: аудиальной, визуальной, с использованием специальных технических средств и информационных систем.
Освоение дисциплины лицами с ОВЗ осуществляется с использованием средств обучения общего и специального назначения (персонального и коллективного использования). Материально-техническое обеспечение приспособлено (аудитории) к нуждам лиц с ОВЗ.
Форма проведения аттестации для студентов-инвалидов устанавливается с учетом индивидуальных психофизических особенностей. Для студентов с ОВЗ предусматривается доступная форма предоставления заданий оценочных средств, а именно:
•в печатной или электронной форме (для лиц с нарушениями опорно-двигательного аппарата);
•в печатной форме или электронной форме с увеличенным шрифтом и контрастностью (для лиц с нарушениями слуха, речи, зрения);
•методом чтения задания вслух (для лиц с нарушениями зрения).
Студентам с инвалидностью увеличивается время на подготовку ответов на контрольные вопросы. Для таких студентов предусматривается доступная форма предоставления ответов на задания, а именно:
•письменно на бумаге или набором ответов на компьютере (для лиц с нарушениями слуха, речи);
•выбором ответа из возможных вариантов с использованием услуг ассистента (для лиц с нарушениями опорно- двигательного аппарата);
•устно (для лиц с нарушениями зрения, опорно-двигательного аппарата).
При необходимости для обучающихся с инвалидностью процедура оценивания результатов обучения может проводиться в несколько этапов.
ии.
III. Репетиция презентации – это проверка и отладка созданной презентации.