3968

11

рактеристики. Интерференционный светофильтр и его параметры. Дифракционная решетка и ее спектроскопические параметры. Типы дифракционных решеток. Понятие когерентности. Время когерентности. Область когерентности. Частично-когерентные колебания. Интерференционные методы контроля поверхностей. Интерференционные методы измерения расстояний. Спектроскопы, спектрометры, спектрографы, монохроматоры. Поляризаторы. Фазовые пластинки. Применение изменения оптической активности в жидкокристаллических дисплеях.

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ОРГАНИЗАЦИИ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ

Методические указания студентам по организации самостоятельной работы в соответствии с рабочей программой дисциплины включают в себя:

методические рекомендации по работе над конспектом лекций;

методические рекомендации по выполнению индивидуальных заданий;

методические рекомендации по подготовке к лабораторным занятиям;

методические рекомендации по изучению рекомендованной литературы;

методические рекомендации по подготовке рефератов;

методические рекомендации по подготовке к экзаменам.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАБОТЕ НАД КОНСПЕКТОМ ЛЕКЦИЙ

В ходе лекционных занятий необходимо вести конспектирование учебного материала. При этом надо обращать внимание на категории, формулировки, раскрывающие содержание тех или иных явлений и процессов, научные выводы и практические рекомендации, выделять важные моменты, усваивать положительный опыт в ораторском искусстве.

Желательно оставить в рабочих конспектах поля, на которых следует делать пометки из рекомендованной литературы, дополняющие материал прослушанной лекции, подчеркивающие особую важность тех или иных теоретических положений, а также отмечать вопросы, вызвавшие затруднение, с целью дальнейшего их разрешения. В ходе лекции рекомендуется задавать преподавателю уточняющие вопросы с целью уяснения теоретических положений, разрешения спорных ситуаций.

Необходимо систематически прорабатывать лекционный материал в течение семестра, для этого надо изучать основную литературу, знакомиться с дополнительной литературой, при этом учитывать рекомендации преподавателя и требования учебной программы. Следует дорабатывать свой кон-

12

спект лекций, делая в нем соответствующие записи из литературы, рекомендованной преподавателем и предусмотренной учебной программой.

Внимательная работа над лекционным конспектом поможет давать правильные ответы на вопросы текущего контроля, фронтальные опросы в конце лекций.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ЗАДАНИЙ

Каждое индивидуальное задание представляет собой набор нескольких задач, относящихся к определенному разделу оптики и светотехники.

Цель индивидуального задания – практическое освоение теоретического курса и приобретение навыков решения задач, имеющих как учебный, так и прикладной характер.

Решенные примеры не заменяют учебный и лекционный материал, поэтому перед выполнением задач следует ознакомиться с соответствующими разделами теоретического курса лекций или учебников, которые приведены в рекомендуемом списке литературы.

Индивидуальные задания предназначены в основном для студентов заочного факультета, но они могут быть использованы в учебном процессе для студентов очного обучения.

Впроцессе расчетов следует обратить внимание на согласованность единиц измерения величин, входящих в формулы. (Не забывайте писать, в каких единицах получен результат). Рекомендуемые единицы измерения приведены в перечне используемых обозначений. Все арифметические вычисления следует выполнять с точностью до трѐх значащих цифр, принятой для инженерных расчѐтов.

После решения задач, входящих в задание, листы с решениями брошюруются и снабжаются титульным листом с обязательным указанием дисциплины, номера варианта задания и данных студента.

При представлении задач обязательными элементами являются:

–текст задачи и числовые исходные данные;

–расчѐтные формулы;

–проверка размерностей.

Впроцессе защиты индивидуального задания студентам могут быть предложены контрольные вопросы и задачи из соответствующего раздела курса.

Небрежно оформленные и выполненные не по своему варианту индивидуальное задания к защите не принимаются.

13

Выполнение индивидуальных заданий максимально приближает обучение к практическим интересам с учетом имеющейся информации и является результативным методом закрепления знаний.

ВАРИАНТЫ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ЗАДАНИЙ

Литература для выполнения индивидуальных заданий:

1.Трофимова, Т.И.. Оптика и атомная физика: Теория. Задачи и решения: Учеб.пособие для втузов / Т.И. Трофимова. – 2-е изд., испр. – М.: Высш.

шк., 2003. – 288 с.

2.Шредер, Г. Техническая оптика / Г. Шредер, Х. Трайбер. - М.: Техносфера, 2006. – 424 с.

Вариант 1.

а) Задача 1 (n=1,29; nc=1,59; λ0=690 нм) ([1], стр. 30); б) Задача 2 (m=400; l=1,28 мм) ([1], стр. 30);

в) Теоретический вопрос : Потери на отражение и просветляющие по-

крытия ([2], стр. 96-98).

Вариант 2.

а) Задача 3 (l=14 см; m=19; λ=675нм) ([1], стр. 31);

б) Задача 1 (λ=675 нм; L=1,3 м; m=1; l=10 см; l!=1 см) ([1], стр. 49);

в) Теоретический вопрос: Диафрагмы ([2], стр. 98-100).

Вариант 3.

а) Задача 2 (l=1,6 см; F=0,89 м; λ=690 нм; m=2; φ=140) ([1], стр. 50);

б) Задача на стр. 53. (V=680; M=58,5 г/моль; ρ=2,16 г/см3; m=4) ([1], стр. 53);

в) Теоретический вопрос: Проекционные экраны ([2], стр. 163-166).

Вариант 4.

а) Задача 1 (λ=680 нм; l=3 мм; d1=3,8 мм; d2=6,8 мм) ([1], стр. 56); б) Задача (ά=390; k=0,16) ( [1], стр. 61);

в) Теоретический вопрос: Геометрическая оптика ([2], стр. 28-31).

Вариант 5.

а) Задача (n=1,65) ( [1], стр. 63);

б) Задача (λ=635 нм; n0=1,66; ne=1,41) ([1], стр. 68);

в) Теоретический вопрос: Волновая оптика ([2], стр. 26-28).

14

Вариант 6.

а) Задача (λ0=540 нм; dmin=35 мкм) ([1], стр. 73); б) Задача (φ=π/5; n=2) ([1], стр. 75);

в) Теоретический вопрос: Свет ([2], стр. 25-26).

Вариант 7.

а) Задача (d=2 мм; α=16 град/мм) ([1], стр. 82);

б) Задача (λ=589,3 нм; T1=273,15 K, p1=101300 Па; n1=1,0002918; T2=330 K; p2=1,6 МПа) ([1], стр. 89);

в) Теоретический вопрос: Интерференция света ([2], стр. 249-252).

Вариант 8.

а) Задача 1 (d=8 см; t=7500С; Р=900 Вт) ([1], стр. 105);

б) Задача 2 (Т1=1,7 кК; Δλ=5,9 мм) ([1], стр. 105); в) Теоретический вопрос: Интерференционные методы контроля по-

верхностей ([2], стр. 255-258).

Вариант 9.

а) Задача 1 (λ=550 нм; ρ=0,3; р=0,3 мкПа; t=1 с; S= 1,5 м2) ([1],

стр. 113);

б) Задача 2 (ρ=2; λ=0,56 мкм; Фе=0,55 Вт) ([1], стр. 113); в) Теоретический вопрос: Оптические измерения ([2], стр. 302-308).

Вариант 10.

а) Задача 1 (n=1,4; nc=1,68; λ0=690 нм) ([1], стр. 30); б) Задача 2 (m=400; l=1,39 мм) ([1], стр. 30);

в) Теоретический вопрос: Фотометрия ([2], стр. 333-339).

Вариант 11.

а) Задача1 (n=1,25; nc=1,555; λ0=620 нм) ([1], стр. 30); б) Задача 2 (m=400; l=1,24 мм) ([1], стр. 30);

в) Теоретический вопрос: Состояние поляризации ([2], стр. 280-284).

Вариант 12.

а) Задача 3 (l=12 см; m=16; λ=615 нм) ([1], стр. 31);

б) Задача 1 (λ=620 нм; L=1,2 м; m=1; l=13 см; l!=1,3 см) ([1], стр. 49);

в) Теоретический вопрос: Применение поляризации ([2], стр. 296-300).

Вариант 13.

15

а) Задача 2 (l=1,3 см; F=0,84 м; λ=670 нм; m=2; φ=140) ([1], стр. 50);

б) Задача на стр. 53 (V=550; M=58,5 г/моль; ρ=2,16 г/см3; m=3) ([1], стр. 53);

в) Теоретический вопрос: Поляризационные элементы ([2], стр. 290-

295).

Вариант 14.

а) Задача 1 (λ=610 нм; l=3 мм; d1=3,4 мм; d2=6,5 мм) ([1], стр. 56); б) Задача (ά=340; k=0,13) ([1], стр. 61);

в) Теоретический вопрос: Методы получения поляризованного света

([2], стр. 285-289).

Вариант 15.

а) Задача (n=1,78) ([1], стр. 63);

б) Задача (λ=625 нм; n0=1,666; ne=1,457) ([1], стр. 68);

в) Теоретический вопрос: Оптические измерения ([2], стр.302-308).

Вариант 16.

а) Задача (λ0=580 нм; dmin=20 мкм) ([1], стр. 73); б) Задача (φ=π/3; n=2) ([1], стр. 75);

в) Теоретический вопрос: Проекционные экраны ([2], стр. 163-166).

Вариант 17.

а) Задача (d=2,1 мм; α=16 град/мм) ([1], стр. 82);

б) Задача (λ=589,3 нм; T1=273,15 K, p1=101300 Па; n1=1,0002918; T2=340 K; p2=1,3 МПа) ([1], стр. 89);

в) Теоретический вопрос: Фильтры с цветоделителем ([2], стр. 166-

175).

Вариант 18.

а) Задача 1 (d=6,5 см; t=6700С; Р=600 Вт) ([1], стр. 105);

б) Задача 2 (Т1=1,6 кК; Δλ=5,8 мм) ([1], стр. 105); в)Теоретический вопрос: Устройства для наводки на резкость фотообъ-

ективов ([2], стр. 231-237).

Вариант 19.

а) Задача 1 (λ=560 нм; ρ=0,3; р=0,3 мкПа; t=1,2 с; S=1,5 м2) ([1],

стр. 113);

б) Задача 2 (ρ=2; λ=0,56 мкм; Фе=0,58 Вт) ([1], стр. 113);

16

в) Теоретический вопрос: Решетки ([2], стр. 269-275).

Вариант 20.

а) Задача 1 (n=1,31; nc=1,58; λ0=670 нм) ([1], стр. 30); б) Задача 2 (m=400; l=1,39 мм) ([1], стр. 30);

в) Теоретический вопрос: Голография ([2], стр. 275-280).

Вариант 21.

а) Задача 1 (n=1,29; nc=1,59; λ0=690 нм) ([1], стр. 30); б) Задача 2 (m=400; l=1,28 мм) ([1], стр. 30);

в) Теоретический вопрос : Потери на отражение и просветляющие по-

крытия ([2], стр. 96-98).

Вариант 22.

а) Задача 3 (l=14 см; m=19; λ=675 нм) ([1], стр. 31);

б) Задача 1 (λ=675 нм; L=1,3 м; m=1; l=10 см; l!=1 см) ([1], стр. 49);

в) Теоретический вопрос: Диафрагмы ([2], стр. 98-100).

Вариант 23.

а) Задача 2 (l=1,6 см; F=0,89 м; λ=690 нм; m=2; φ=140) ([1], стр. 50);

б) Задача на стр. 53 (V=680; M=58,5 г/моль; ρ=2,16 г/см3; m=4) ([1], стр. 53);

в) Теоретический вопрос: Проекционные экраны ([2], стр. 163-166).

Вариант 24.

а) Задача 1 (λ=680 нм; l=3 мм; d1=3,8 мм; d2=6,8 мм) ([1], стр. 56); б) Задача (ά=390; k=0,16) ([1], стр. 61);

в) Теоретический вопрос: Геометрическая оптика ([2], стр. 28-31).

Вариант 25.

а) Задача (n=1,65) ([1], стр. 63);

б) Задача (λ=635 нм; n0=1,66; ne=1,41) ([1], стр. 68);

в) Теоретический вопрос: Волновая оптика ([2], стр. 26-28).

Вариант 26.

а) Задача (λ0=540 нм; dmin=35 мкм) ([1], стр.73);

б) Задача (φ=π/5; n=2) ([1], стр. 75);

в) Теоретический вопрос: Свет ([2], стр. 25-26).

18

Вариант 34.

а) Задача 1 (λ=610 нм; l=3 мм; d1=3,4 мм; d2=6,5 мм) ([1], стр. 56); б) Задача (ά=340; k=0,13) ([1], стр. 61);

в) Теоретический вопрос: Методы получения поляризованного света

([2], стр. 285-289).

Вариант 35.

а) Задача (n=1,78) ([1], стр. 63);

б) Задача (λ=625 нм; n0=1,666; ne=1,457) ([1], стр. 68);

в) Теоретический вопрос: Оптические измерения ([2], стр. 302-308).

Вариант 36.

а) Задача (λ0=580 нм; dmin=20 мкм) ([1], стр. 73); б) Задача (φ=π/3; n=2) ([1], стр. 75);

в) Теоретический вопрос: Проекционные экраны ([2], стр. 163-166).

Вариант 37.

а) Задача (d=2,1 мм; α=16 град/мм) ([1], стр. 82);

б) Задача (λ=589,3 нм; T1=273,15 K, p1=101300 Па; n1=1,0002918; T2=340 K; p2=1,3 МПа) ([1], стр. 89);

в) Теоретический вопрос: Фильтры с цветоделителем ([2], стр. 166-

175).

Вариант 38.

а) Задача 1 (d=6,5 см; t=6700С; Р=600 Вт) ([1], стр. 105);

б) Задача 2 (Т1=1,6 кК; Δλ=5,8 мм) ([1], стр. 105); в) Теоретический вопрос: Устройства для наводки на резкость фото-

объективов ([2], стр. 231-237).

Вариант 39.

а) Задача 1 (λ=560 нм;ρ=0,3; р=0,3 мкПа; t=1,2 с; S= 1,5 м2) ([1],

стр. 113);

б) Задача 2 (ρ=2; λ=0,56 мкм; Фе=0,58 Вт) ([1], стр. 113); в) Теоретический вопрос: Решетки ([2], стр. 269-275).

Вариант 40.

а) Задача 1 (n=1,31; nc=1,58; λ0=670 нм) ([1], стр. 30); б) Задача 2 (m=400; l=1,39 мм) ([1], стр. 30);

в) Теоретический вопрос: Голография ([2], стр. 275-280).

19

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ПРИ ПОДГОТОВКЕ

К ЛАБОРАТОРНОМУ ПРАКТИКУМУ

Выполнение лабораторных работ по дисциплине «Основы оптики и светотехники» формирует у студентов важные компетенции по навыкам проведения стандартных испытаний согласно инструкциям, оформления отчета, анализа полученных результатов и формулировке вывода по проделанной работе, что является фундаментом для научно-исследовательской деятельности.

В процессе подготовки к выполнению лабораторной работы студент прежде всего овладевает способами постановки цели и выбора путей ее достижения. Для этого надо переписать из методического пособия по лабораторному практикуму в отчет название лабораторной работы и цель работы и

проанализировать цель работы по плану:

1)понять, какое физическое явление лежит в основе экспериментальных и теоретических методов предстоящего исследования;

2)определить, какие физические величины характеризуют рассматриваемое физическое явление;

3)выделить основные физические закономерности, которые связывают физические величины, характеризующие физические явление;

4)понять, какую физическую величину предстоит измерить в работе или какую закономерность необходимо доказать.

Далее надо переписать в отчет теоретический минимум.

Оформление теоретического минимума

Для оформления теоретических основ проводимых исследований в методических указаниях предусмотрен раздел «Теоретический минимум», в котором в доступной для восприятия форме представлена необходимая для выполнения работы информация. В процессе изучения раздела необходимо:

1)найти и выписать определение искомой физической величины, значение которой станет численным результатом выполнения работы;

2)найти и записать условия наблюдения физических явлений, лежащих

воснове экспериментальных и теоретических методов предстоящего исследования;

3)привести в отчете формулировку физического закона, который предстоит использовать в работе;

4)сделать рисунки, поясняющие формулировки, правила и закономер-

ности.

20

Проверкой качества восприятия информации послужат ответы на контрольные вопросы, приведенные в конце методических указаний по данной работе.

Оформление методики эксперимента

Для подготовки к экспериментальной части исследований предусмотрен раздел «Методика эксперимента», который поможет студенту применить методы математического анализа и моделирования для достижения цели работы. В процессе изучения раздела необходимо:

1)понять и записать в отчет вывод формульного выражения для получения значения физической величины, являющейся численным результатом работы (итоговое или расчетное выражение), особо отметив элементы моделирования (пренебрежение некоторыми физическими факторами) и сделав необходимые рисунки;

2)привести в отчете принципиальную схему испытаний с пояснениями, как и с какой точностью будут измерены физические величины, входящие в итоговое формульное выражение;

3)записать в отчет таблицу для испытаний и численные значения параметров установки и заданных физических величин, необходимых для начала эксперимента;

4)разобраться, из каких блоков состоит установка и какова роль каждого из них.

В некоторых лабораторных работах используются модульные учебные комплексы, оснащенные современной цифровой измерительной аппаратурой. Это является инновационным подходом в образовательных технологиях. Такой подход позволяет студенту научиться самостоятельно вырабатывать индивидуальные методы организации и проведения эксперимента.

Оформление результатов измерения

Результаты измерения являются важной частью любого научного исследования, поскольку несут основную информацию о проведенных исследованиях и могут быть использованы при решении огромного круга задач, обретение навыков их грамотного анализа является основой всех компетенций будущего профессионала. Поэтому студент внимательно изучает порядок проведения лабораторной работы и в отчете формирует таблицу результатов эксперимента, рекомендованную пособием по лабораторному практикуму, делает обработку результатов измерения и определяет погрешности измерений.