Скачать 184.49 Kb.
|
НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Физико-технический факультет Кафедра ПиТФ "УТВЕРЖДАЮ" Декан ФТФ ________________ А. К. ДМИТРИЕВ «_____»_________________ 2006 г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА учебной дисциплиныОсновы оптики – 1 ООП по специальности 200200 (551900) ОПТОТЕХНИКА ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ НГТУ Курс 2 Семестр - 3 Всего – 148 час. Лекции - 34 часа Практические занятия – 17 Лабораторные работы – 17 Самостоятельная работа - 80 Курсовая работа: 3 семестр Экзамен: 3 семестр Новосибирск, 2006 Рабочая программа составлена на основании Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению 200200 (551900) Оптотехника Регистрационный номер № 8 тех/бак, дата утверждения ГОС – 2.03.2000 г. Шифр дисциплины в ГОС – ЕН.Ф.06 Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры___________ 2006 годаПрограмму разработали: д. ф.-м. н., профессор Ю.Н. Дубнищев к. ф.-м. н., доцент И.И. Суханов Заведующий кафедрой д. ф.-м. н., профессор, В.Г. Дубровский Ответственные за основную образовательную программу: д. ф.-м. н., профессор Ю.Н. Дубнищев внешние требования к курсу Основные требования к курсу определяются положениями Государственного образовательного стандарта по направлению 200200 – Оптотехника 1.3.1. Область профессиональной деятельности. Область профессиональной деятельности выпускника включает исследования, разработку, подготовку и организацию производства приборов и систем, основанных на использовании оптического излучения, а также оптических материалов и элементов. 1.3.2. Объекты профессиональной деятельности. Объектами профессиональной деятельности выпускника являются: оптические и оптико-электронные методы; приборы, системы, комплексы и элементная база оптической и лазерной техники; технологии производства оптических материалов, элементов, приборов и систем; лазерные технологии различного назначения, а также программное обеспечение и компьютерные технологии в оптотехнике. 1.3.3. Виды профессиональной деятельности. Бакалавр по направлению подготовки 551900 - Оптотехника может быть подготовлен к выполнению следующих видов профессиональной деятельности: научно-исследовательская; проектно-конструкторская; производственно-технологическая; организационно-управленческая. 1.3.4. Обобщенные задачи профессиональной деятельности. Бакалавр по направлению подготовки "Оптотехника" подготовлен к решению следующих типовых задач: 1) экспериментально-исследовательская деятельность: проведение измерений и наблюдений, составление описаний проводимых исследований, подготовка данных для составления обзоров, отчетов и другой документации; анализ, систематизация и обобщение научно-технической информации по теме исследования, математическое моделирование разрабатываемых объектов оптотехники по типовым методикам, теоретическое или экспериментальное исследование объектов оптотехники по заданной программе в рамках поставленных задач; 2) производственно-технологическая деятельность: участие в работах по доводке и освоению технологических процессов в ходе подготовки производства материалов и изделий оптотехники; оценка экономической эффективности технологических процессов по существующим методикам; организация метрологического обеспечения технологического процесса, использование типовых методов контроля качества выпускаемой продукции; обслуживание технологического оборудования и контроля за соблюдением технологической дисциплины; 3) эксплуатация и сервисное обслуживание: нахождение оптимальных решений при создании отдельных видов оптической продукции с учетом требований качества, стоимости, сроков исполнения, конкурентоспособности и безопасности жизнедеятельности; установление порядка выполнения работ и организация маршрутов технологического прохождения элементов и узлов оптических приборов и систем в процессе их изготовления; размещение технологического оборудования, техническое оснащения и организация рабочих мест, расчет производственных мощностей и загрузки оборудования по действующим методикам и нормативам; осуществление технического контроля и участие в управлении качеством производства оптической продукции. 1.3.5. Квалификационные требования. Для решения профессиональных задач бакалавр осуществляет сбор, обработку, анализ и систематизацию научно-технической информации по теме исследований и разработок; изучает специальную литературу и другую научно-техническую информацию, достижения отечественной и зарубежной науки и техники в области оптической и лазерной техники; участвует в проведении экспериментальных исследований объектов оптотехники по заданной программе, составляет описания экспериментов, готовит данные для составления отчетов, обзоров и другой документации; выполняет математическое моделирование объектов и процессов оптотехники по типовым методикам; участвует в работах по доводке и освоению технологических процессов в ходе подготовки производства новой продукции; принимает участие в организации контроля качества материалов и выпускаемой продукции, проводит их сертификацию; осуществляет контроль за соблюдением технологической дисциплины на своем участке, правильной эксплуатацией производственного и лабораторного оборудования; анализирует причины брака выпускаемой продукции и участвует в разработке мероприятий по его предупреждению; участвует в монтаже, наладке и регулировании оптотехнической аппаратуры, а также в испытаниях и сдаче в эксплуатацию опытных образцов новой техники; принимает участие в организации технического обслуживания и ремонте оптотехнической аппаратуры; осуществляет профилактику производственного травматизма, профессиональных заболеваний и экологических нарушений. Бакалавр должен знать: постановления, распоряжения, приказы, методические и нормативные материалы, касающиеся области своей профессиональной деятельности; действующие стандарты и технические условия, положения и инструкции по эксплуатации оборудования, программам испытаний, оформлению технической документации; технические характеристики и экономические показатели отечественных и зарубежных разработок в области оптической и лазерной техники; основное используемое оборудование и принципы его работы; виды брака и способы его предупреждения; средства вычислительной техники, коммуникации и связи; порядок пользования реферативными, периодическими и справочно-информационными изданиями по профилю работы; основы экономики и организации труда; основы трудового законодательства; правила и нормы охраны труда. 7.1. Требования к профессиональной подготовленности бакалавра Бакалавр по направлению подготовки «Оптотехника » должен знать: Элементную базу оптической и лазерной техники, основные виды используемых материалов, компонентов и приборов, их функциональные возможности и особенности эксплуатации; Физические и математические модели процессов и явлений, лежащих в основе принципов действия приборов и устройств оптотехники; Общие правила и методы наладки, настройки и эксплуатации оптотехнической аппаратуры и оборудования; уметь применять: Методы исследования основных характеристик материалов и изделий оптической и лазерной техники; Методы анализа и обработки экспериментальных данных, систематизации научно-технической информации; Типовые подходы по обеспечению безопасности жизнедеятельности и экологической чистоты. ТРЕБОВАНИЯ К ОБЯЗАТЕЛЬНОМУ МИНИМУМУ СОДЕРЖАНИЯ ОСНОВНОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ ПОДГОТОВКИ БАКАЛАВРА ПО НАПРАВЛЕНИЮ “ОПТОТЕХНИКА ”
3 семестр В 3-м семестре изучается геометрическая оптика. Ниже перечислены рассматриваемые разделы и темы ГОС: 1. Геометрическая оптика 1.1 Волновые фронты и лучи 1.2 Пучки лучей 1.3 Основные законы геометрической оптики 2. Геометрическая теория оптических изображений 2.1 Идеальные оптические системы 2.2 Параксиальная оптика 3. Реальные оптические системы 3.1 Ограничение пучков 3.2 Зрачки и окна 3.3 Энергетика оптических систем 3.4 Аберрации; 4. Энергетика световых полей 4.1 Энергетические и световые единицы 4.2 Виды и модели источников излучения 5. Прохождение света через границу раздела: отражение и преломление 6. Волноводное распространение поля: типы световодов Темы лекций (в скобках – номер темы ГОС)
Практические занятия (в скобках – номер темы ГОС) 1. Отражение пучков от плоских зеркал. Двугранные зеркала. Автоколлимация. (1.2, 5) Задача. Плоское зеркало отклонилось от своего положения на угол ![]() Задача. Определить угол отклонения луча от первоначального направления распространения после отражения от двугранного зеркала с углом ![]() 2. Полное отражение. Отражательные призмы. Симметрия преобразования пучка отражательными призмами. Развёртка отражательной призмы. (1.2, 5) Задача. Определить угол полного отражения при падении луча на границу раздела "стекло К8 ( ![]() 3. Фокусы и фокусные расстояния сферической преломляющей границы раздела сред, сферического зеркала. (2.1, 2.2) Задача. Определить переднее и заднее фокусные расстояния вогнутой границы раздела двух стёкол. Радиус кривизны поверхности ![]() ![]() ![]() Задача (4 варианта). Определить положение переднего и заднего фокусов сферической границы раздела двух сред с показателями преломления ![]() ![]() З ![]() адача (варианты). При каком соотношении показателей преломления и возможно положение переднего (заднего) фокуса сферической границы в точках 1, 2, 3, 4 (рис. 2)? Возможны ответы "при любом" и "нет решения". 4. Графические методы построения изображения центрированной идеальной оптической системой - собирающая система. (2.1) 5. Графические методы построения изображения - рассеивающая система. (2.1) Задачи практических занятий 4,5 (25 вариантов [8]). Исходные данные: в задачах 1,2,4 (рис. 2) каждого варианта показаны первая и последняя поверхности оптической системы (ОС) - собирающей или рассеивающей, в задаче 3 – сферическое зеркало. Стрелкой показан протяжённый предмет (в задаче 4 – изображение). Показатели преломления сред, окружающих ОС (задачи 1, 2, 4), вообще говоря, разные. Задание: построить - параксиальное изображение (задачи 1-3), предмет по заданному изображению (задача 4). Н ![]() екоторые кардинальные точки ОС показаны на рисунке, положение остальных студент выбирает самостоятельно. Обычно главные точки располагают внутри ОС. По этим задачам проводится дополнительная контрольная работа, оценка которой учитывается в оценке курсовой работы. 6 ![]() Задача. На расстоянии 10,525 мм перед собирающей линзой ![]() 7. Диафрагмы в оптических системах – решение задач. (3.1, 3.2) Задача. Тонкая собирающая линза ![]() ![]() ![]() Задача. Каким должно быть относительное отверстие линзы ![]() ![]() Задача. На объективе микроскопа нанесено обозначение 8´8, а на окуляре 15´15. Каков минимальный разрешаемый, т.е. различаемый размер в пространстве предметов микроскопа, если минимальный размер, разрешаемый глазом, равен 1 угловой минуте » 3×10-4 рад. Нарисовать поясняющий рисунок. Задача. Диаметр полевой диафрагмы телескопа Кеплера ![]() Задача. Линза конечной толщины (25 вариантов). 1. Рассчитать а) переднее и заднее фокусные расстояния ![]() ![]() ![]() ![]() 2.Плоскость предмета расположена перед линзой на расстоянии ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 3. Определить, где располагаются сопряжённые плоскости, если линейное увеличение равно ![]() ![]() ![]() ![]() ![]()
Оценка решения этого задания учитывается в оценке курсовой работы. 8. Оценка аберраций. (3.4) Задача. Световой диаметр объектива увеличили в 2 раза. Как изменился радиус кружка рассеяния изображения осевой точки? Задача. На рис. 4 показано параксиальное изображение квадрата с точкой А'0, а также дисторсионное изображение этой точки. Построить дисторсионное изображение квадрата. ![]() Курсовая работа Многокомпонентная центрированная оптическая система Расчёт реальной оптической системы (ОС) состоит из нескольких этапов. Это, во-первых, выбор исходного варианта ОС – набора тонких линз, обеспечивающего минимальные искажения изображения, обычно оцениваемые на этом этапе в приближении аберраций 3-го порядка. Во-вторых, габаритный расчёт ОС – расчёт радиусов кривизны поверхностей линз, высот действительных лучей на поверхностях линз, диаметров линз и диафрагм, пересчёт радиусов кривизны на конечные толщины линз. В-третьих, проверочный аберрационный расчёт ОС – расчёт качества изображения. Если аберрации изображения оказываются недопустимо большими, все этапы расчёта повторяют, скорректировав исходный вариант ОС. В данной курсовой работе студенту предлагается провести габаритный расчёт трёхлинзовой оптической системы в воздухе в приближении тонких линз. Исходные данные: задние фокусные расстояния линз ![]() ![]() ![]() ![]() Параметр ![]() ![]() ![]() ![]() Очевидно, расстояние ![]() ![]() Второй заданный параметр, относительное отверстие Ö, связывает с ![]() ![]() Ö = ![]() Задание геометрических размеров в параметрической форме объясняется необходимостью ограничения аберраций ОС, вследствие чего относительное отверстие при выбранной сложности конструкции (3 линзы) не должно превышать 1/4 1/3, а линейное увеличение системы, связанное с параметром ![]() ![]() 2. Порядок выполнения курсовой работы. Работа выполняется в два этапа. Сначала габаритные характеристики системы определяются графически. Затем результаты графического построения уточняются расчётами (имеется несколько вариантов программы для параксиального расчёта высот и углов лучей на линзах). С другой стороны, графические результаты позволяют исправить грубые ошибки аналитического этапа, которые обычно связаны с неправильным применением правила знаков к исходным данным. 3. Графическое построение выполняется на двух листах миллиметровой бумаги формата А2. Горизонтальный масштаб вдоль оптической оси 1:1, вертикальный масштаб 5:1. Примерно посередине листа изображаются плоскости линз (произвольной высоты), помечаются передние и задние фокусы всех линз ![]()
На рис. 6 показан пример построения полевого пучка в оптической системе, по которому студент графически определяет конечный результат курсовой работы – диаметры линз. Положение и диаметр апертурной диафрагмы, входного и выходного зрачков студент определил на предыдущих этапах работы графическим построением. По результатам выполнения курсовой работы выставляется оценка. ![]() Экзамен 3-го семестра Список экзаменационных вопросов
Экзаменационный билет
Учебная литература
|
![]() |
Рабочая программа учебной дисциплины английский язык заочное отделение Рабочая программа учебной дисциплины разработана на основе фгос и в соответствии с примерной программой учебной дисциплины для специальностей... |
![]() |
Рабочая программа учебной дисциплины физическая культура название учебной дисциплины Рабочая программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее – фгос)... |
![]() |
Рабочая программа учебной дисциплины «физическая культура» Рабочая программа учебной дисциплины разработана в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта... |
![]() |
Рабочая программа общеобразовательной учебной дисциплины Рабочая программа учебной дисциплины является частью основной профессиональной образовательной программы в соответствии с фгос по... |
![]() |
Рабочая программа учебной дисциплины основы геодезии заочное обучение Рабочая программа учебной дисциплины разработана на основе фгос спо по специальности «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений»... |
![]() |
Рабочая программа учебной дисциплины основы геодезии укрупненная... Рабочая программа учебной дисциплины разработана на основе фгос спо по специальности «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений»... |
![]() |
Тематический план учебной дисциплины 5 Учебно-методическое обеспечение... Фгбоу впо «Российская академия народного хозяйства и государственной службы при Президенте Российской Федерации» |
![]() |
Рабочая программа учебной дисциплины 230400 Рабочая программа учебной дисциплины «Хранилища данных» составлена» в соответствии с требованиями ооп: 230400. 62 Информационные... |
![]() |
Рабочая программа учебной дисциплины оп. 04 Материаловедение Рабочая программа учебной дисциплины оп. 04 Материаловедение разработана в соответствии с фгос по специальности спо 190631 «Техническое... |
![]() |
Рабочая программа учебной дисциплины огсэ. 01. Основы философии для... Рабочая программа учебной дисциплины разработана в соответствии с фгос спо по специальности |
![]() |
Рабочая программа учебной дисциплины «Безопасность жизнедеятельности» Рабочая программа учебной дисциплины разработана на основе требований Федерального государственного образовательного стандарта (далее... |
![]() |
Рабочая программа учебной дисциплины техническая эксплуатация многоканальных... Рабочая программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее фгос)... |
![]() |
Рабочая программа учебной дисциплины операционные системы 2012 г Рабочая программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее – фгос)... |
![]() |
Государственное профессиональное образовательное автономное учреждение... Рабочая программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (фгос) среднего... |
![]() |
Психология рабочая программа учебной дисциплины Рабочая программа учебной дисциплины «Психология» составлена на базе фгос впо в соответствии с требованиями ооп |
![]() |
Государственное профессиональное образовательное автономное учреждение... Рабочая программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее – фгос)... |
Поиск |