Програма по дисциплината: оптика включена в учебния план на специалност: медицинска физика степен на обучение: бакалавър кредити (ects): 0



Дата25.10.2018
Размер91.55 Kb.
#98828
ТипПрограма
УЧЕБНА ПРОГРАМА

ПО ДИСЦИПЛИНАТА: ОПТИКА

ВКЛЮЧЕНА В УЧЕБНИЯ ПЛАН НА СПЕЦИАЛНОСТ: МЕДИЦИНСКА ФИЗИКА

СТЕПЕН НА ОБУЧЕНИЕ: БАКАЛАВЪР

КРЕДИТИ (ECTS): 6.0

КАТЕДРА: ФИЗИКА НА КОНДЕНЗИРАНАТА МАТЕРИЯ

ИЗВАДКИ ОТ УЧЕБНИЯ ПЛАН

Вид на занятията:

Семестър:

Хорариум-часа/
седмично:


Хорариум-часа
Общо:

Лекции


IV

3

45

Семинарни упражнения





IV

2

30

Практически упражнения








Общо часа:




5

75

Форма на контрол:

за дисциплината

за семинарните упражнения

a)изпит


б)текущ контрол








А. АНОТАЦИЯ

Курсът е част от обучението по обща физика и е предназначен за студентите от специалността медицинска физика. Той е продължение на предхождащия го курс “ЕЛЕКТРОМАГНИТНИ ЯВЛЕНИЯ“. Курсът се чете в четвърти семестър и при излагането му се използва математичен апарат, който е предмет на изучаване в предхождащите го курсове по математика и математична физика. Целта на курса е да запознае студентите с основните закономерности и явления от областта на линейната вълнова оптика и техните приложения главно в медицината.

По своята същност курсът е физична линейна оптика. Като такъв има за предмет изучаването на природата на светлината, нейното разпространение и взаимодействието й с веществото. Включено е изучаването на ефекта на Доплер като метод за изследване на микроциркулацията в кръвоносната система.

При изучаване на геометричната оптика , наред с изучаването на основните закони и понятия, по-разширено се разглеждат оптичните влакна и рефрактометрията и тяхното приложение във медицината. Подробно се разглежда окото като оптична система, неговите недостатъци и начините за корегирането им.

Въвеждат се фотометричните величини, чието познаване е необходимо при обезпечаване на комфортна работна среда.

Основната част на курса е посветена на взаимодействието на електромагнитните вълни, при което се проявяват вълновите свойства на светлината. Разглеждат се интерферометрите като прибори, подходящи за определяне концентрацията на различни разтвори.

Съществена част от курса е посветена на взаимодействието на светлината с веществото и явленията, които се наблюдават при това взаимодействие. Изучава се поведението на оптични константи, характеризиращи това взаимодействие, в различни среди – изотропни, анизотропни. Специално внимание се отделя на методите за изследване на физиологични разтвори – естествена оптична активност, в частност. Разсейването се разглежда като метод за диагностични и научни изследвания в медицината, така както и за мониторинг на околната среда.

Неразделна част от курса са въпросите за източниците на светлина - излъчване на нагрети тела, студено светене (луминесценция), квантови генератори. Обсъжда се възможността за използване на луминесценцията за анализ на течни среди с примеси, както и въздействието на различните лъчения върху човешкия организъм и тяхното използване.

С цел дефиниране на границата между линейна и нелинейна оптика, програмата предвижда и изучаване на някои основни въпроси за разпространение на мощни светлинни потоци.

Курсът има за цел да даде понятие за специфичния принцип на работа на приемниците на светлина. Затова програмата включва и изучаване на явленията, на които се основава работата на фотоприемниците с външен и вътрешен фотоефект.

При изложението на курса се използува достъпен математичен апарат и сравнително прости, но адекватни на съвременните схващания, модели.

Курсът е илюстриран богато с демонстрации, създадени от лекторите и предподавателите от катедрата в продължение на десетилетия.

Неразделна част от курса са семинарните упражнения, които се водят по приложената програма.


Б. СЪДЪРЖАНИЕ НА УЧЕБНАТА ПРОГРАМА:

Лекции



Тема, вид на занятието:

Брой часове

1.

Електромагнитни вълни в среда.

Разпространение на електромагнитна вълна в изотропна среда. Свойства. Хармонични вълни. Интензивност на светлината. Стоящи вълни. Поляризирани вълни. Видове поляризация. Закон на Малюс. Ефект на Доплер и използването му за изследване на микроциркулации в човешкия организъм. на




3(4)



2.

Геометрична оптика.

1. Явления на границата на две среди.

Закони за отражение и пречупване на светлината на границата на две диелектрични среди. Пълно вътрешно отражение. Световоди. Рефрактометрия. Формули на Френел за амплитудните коефициенти на отражение и пречупване на светлината на границата на две диелектрични среди. Ъгъл на Брюстер. Формули на Френел за енергетичните коефициенти на отражение и пречупване на светлината на границата на две диелектрични среди.



2. Оптични системи

Центрирана оптична система. Правила на знаците. Уравнение на нулевия инвариант. Формула на Нютон. Инвариант на Хюйгенс-Хелмхолмц. Принцип на построяване на образи. Линейно, надлъжно и ъглово увеличение на сферична повърхност. Тънка леща. Идеална оптична система. Събиране на системи. Оптична сила на система. Дебела леща. Оптични апарати. Око. Недостатъци на оптични системи и корегирането им.



3. Фотометрия


10(10)

3.

Взаимодействие на вълни.

  1. Интерференция

Дефиниция на явлението интерференция – интерференчен член. Интерференция на монохроматични вълни от един източник – изискване за паралелност на лъчите. Интерференция на два синфазни монохроматични точкови източника – изискване за разстоянието между тях.Интерференция на реални светлинни снопове. Времева и пространствена кохерентност. Двулъчеви методи за наблюдаване на интерференция. Френелова и Нютонова интерференция. Просветлена оптика и огледала. Двулъчеви интерферометри – на Жамен, Майкелсън, Рейли. Многолъчева интерференция на източници с еднаква амплитуда. Многолъчева интерференция на източници с намаляваща амплитуда.Интерферометър на Фабри-Перо. Характеристики. Интерференчни филтри.

2. Дифракция.

Дефиниция на явлението дифракция. Принцип на Хюйгенс-Френел. Френелова и Фрауенхоферова дифракция. Френелови зони. Векторно пресмятане на дифракционни картини. Зонни пластинки. Дифракция от кръгъл отвор, кръгла преграда и края на екран. Фрауенхоферова дифракция. Дифракция на плоска вълна от процеп. Количествен критерий за вида на дифракцията – вълнова или геометрична оптика. Дифракционна решетка. Дисперсия и разделителна способност. Фазови дифракционни решетки. Дифракция от двумерни и тримерни структури.



3. Холография.

Същност на холографията. Холограма. Холограма на сферична и плоска вълна. Геометрично увеличение. Разделителна способност. Видове холограми.





7(4)

7(4)

4.

Взаимодействие на светлината с веществото.

Оптични константи на поглъщаща среда.



  1. Класическа електронна теория на дисперсията.

Нормална и аномална дисперсия. Дисперсия в метали и плазма. Плазмено отражение. Дисперсия на рентгенови лъчи. Фазова и групова скорост.

  1. Разсейване на светлината.

Закони на Тиндал и Рейли за разсейване на светлината. Молекулно разсейване. Ефективно сечение на разсейването. Критична опалесценция и резонансна флуорисценция. Разсейване от подредени нееднородности – понятие за раманово и брилюеново разсейване.

3. Поляризация на светлината в магнитно поле.

Ефект на Фарадей. Кръгов дихроизъм. Естествена анизотропия.



4.Двойно лъчепречупване.

Двойно лъчепречупване. Построения на Хюйгенс. Преминаване на линейно поляризирана светлина през пластинка. Компенсатори. Поляризационни призми. Взаимодействие на поляризирани лъчи. Изкуствена анизотропия. Фотоеластичен ефект.





8(4)

5.

Източници на светлина.

Студено светене – луминисценция. Излъчване на нагрети тела. Закони на Кирхоф, Вин, Стефан-Болцман.Закони на Рейли-Джинс. Формула на Планк. Светлинни кванти. Коефициенти на Айнщайн. Спонтанно и принудено излъчване. Инверсна населеност. Връзка между коефициентите на Айнщайн. Квантово усилване на светлината. Квантови генератори. Устройство и принцип на действие. Видове.




5(4)

6.

Нелинейна оптика.

Некохерентни линейни ефекти. Материални уравнения за нелинейна среда. Самофокусировка. Нелинейни ефекти, дължащи се на квадратичната поляризуемост. Кохерентна дължина. Фазов синхронизъм. Параметрично преобразуване на честотата.




3

7.

Фотоелектрични явления.

Външен фотоефект. Понятие за вътрешен фотоефект. Фотоелектрични приемници и фотоелектрични преобразуватели.




2




Общо:

45(30)

В. Формата на контрол за лекционния материал е изпит, а за семинарните упражнения – текущ контрол.

Текущият контрол на семинарните упражнения се осъществява от съответния преподавател въз основа на няколко контролни през семестъра (2-3 на брой). Курсът завършва с изпит под формата на писмено развиване на 2 въпросa и устно събеседване с преподавателя. Възможно е и подготвянето на реферат като форма на предварително изпитване и текущ контрол по време на лекции под формата на тестове и събеседвания. Изпитът е успешно положен за средна оценка при минимални общи познания, добра – при общо познаване и разбиране на материала, много добра – при задълбочено усвояване на учебния материал и отлична – при творчески усвоени знания.



Посещенията на лекции дават 0.5 кредита, самостоятелната работа – писмен реферат от 0.5 до 1.5 кредита в зависимост от обема и нивото на реферата. Текущата оценка от семинарните упражнения има 20 % тежест в изпитната оценка; обща кредитна оценка – 6 кредита.

Г. Основна литература:

  1. М. Н. Илиев, “Оптика”, София, Изд-во на СУ, 1998.

  2. И. Й. Лалов, “Електричество, магнетизъм, оптика – първото велико обединение”, София, Изд-во на СУ, 2001.

  3. И. В. Савельев, “Курс общей физики” и “Курс физики”, том 2 “Електичество и магнетизм, ВолньI, Оптика”, том 3 “Квантовая оптика, атомная физика, ФТТ и ФАЯЕЧ”, Москва, “Наука”, 1978, 1979, 1987, 1989.

  4. Е. Г. Наджаков, “Електромагнитни и оптични явления”, София, Изд-во на СУ, 2005.

  5. Е. И. Бутиков, “Оптика”, Москва “ВьIсшая школа”, 1986.

  6. П. С. Горбан, “Оптика”, София, “Наука и изкуство”, 1986.

Д. Допълнителна литература:

  1. В. Тодоров, Медицинска физика, 2002

  2. А. Н. Матвеев, “Оптика”, Москва “ВьIсшая школа”, 1985.

  3. Г.С. Ландсберг, “Оптика”, Москва, Наука, 1976.

  4. Д.В. Сивухин, “Общий курс физики – Оптика”, Москва, Наука, 1976.

Дата: 01.10.2008 г. Съставил програмата:


/проф. дфн Ив. Лалов/
Каталог: var -> ezwebin site -> storage -> original -> application
application -> Литература на народите на Европа, Азия, Африка, Америка и Австралия
application -> Издадена от министъра на труда и социалната политика, обн., Дв, бр. 102 от 22. 12. 2009 г., в сила от 01. 2010 г
application -> Програма за Климентови дни 21 ноември – 02 декември 21 ноември Час: 08: 00
application -> Автобиография Лична информация
application -> Автобиография Лична информация
application -> Автобиография Лична информация
application -> Програма за държавен изпит за специалност
application -> Автобиография Лична информация
application -> Автобиография Лична информация


Сподели с приятели:




©obuch.info 2024
отнасят до администрацията

    Начална страница