Реферат: Специальный физический практикум

Аннотация дисциплины

Специальный физический практикум

Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 6 зачетных единиц (216 час).

Цели и задачи дисциплины

Целью изучения дисциплины является Формирование базовых знаний в области атомной и молекулярной спектроскопии, фотофизики и физики лазеров на основе общефизической и общетеоретической подготовки бакалавров-физиков. В результате выполнения работ спецпрактикума обеспечивается закрепление и углубление теоретических знаний по спектроскопии и физики лазеров, приобретения навыков выполнения сложного оптико-спектрального эксперимента, освоения основ практической спектроскопии возможность практического применения знаний в наукоемких и высокотехнологичных сферах деятельности, включая образование. Каждая из лабораторных работ спецпрактикума представляет собой отдельную исследовательскую задачу, которая для студентов является пионерской. Студентам предлагается выполнить эти работы, следуя методологии проведения научного исследования и правилам представления результатов, принятым в мировом научном сообществе.

^ Задачей изучения дисциплины является: формирование универсальных и профессиональных компетенций.

Универсальные компетенции (общенаучные (ОНК) и инструментальные (ИК)) состоят в следующем:

– в использовании полученных практических знаний, навыков и умений при изучении вышеперечисленных специальных дисциплин (ОНК-1);

– в применении полученных знаний, навыков и умений для выполнения индивидуальной научно-исследовательской работы по выбранной теме в рамках курсовой работы и магистерской диссертации (ОНК-2);

– в умении разбираться в практических вопросах систематики спектров многоэлектронных атомов, двухатомных и многоатомных молекул и молекулярных кристаллов, фотофизических процессов и физике лазеров (ИК-1);

– в овладении инструментальными средствами извлечения информации об энергетической структуре и строении свободных и связанных атомов, ионов и молекул, молекулярных кристаллов а также в умении пользоваться ими при решении конкретных практических задач, как в спектроскопии, так и в смежных научно-прикладных областях (ИК-2);

– в умении работать с информацией в области спектроскопии и физики лазеров в связи с решением вопросов смежных разделов физики, используя в качестве источников отечественную и зарубежную научную периодическую литературу, монографии, учебники, электронные ресурсы и Интернет (ИК-3);

– в активном применении навыков использования специализированных программных пакетов для обработки и интерпретации результатов эксперимента в области спектроскопии, фотофизики и физики лазеров при решении образовательных и научных задач (ИК-4).

Профессиональные компетенции (ПК) состоят в следующем:

– в использовании знания физических законов, работающих в области оптической спектроскопии, фотофизики и физики лазеров, при последующем изучении смежных дисциплин и дальнейшей профессиональной деятельности (ПК-1);

– в постановке научно-технических задач, возникающих в ходе профессиональной деятельности при решении современных проблем в области оптики и спектроскопии, физики конденсированного состояния вещества, квантовой и функциональной электроники (ПК-2).


Основные дидактические единицы (разделы):

1.Спектроскопическая диагностика плазмы

1.1.Измерение температуры дугового разряда. Методы определения температуры:

а. по относительным интенсивностям линий в эмиссионных спектрах атомов,

б. по измерению относительных интенсивностей линий вращательной или полос колебательной структуры в электронных спектрах двухатомных молекул.

1.2. Определение концентрации электронов в плазме дугового разряда по штарковскому расщеплению (уширению) линий в спектре водорода или лития.

2.Молекулярная спектроскопия.

2.1. Колебательно-вращательная структура электронного перехода 2S+- 2S+ радикала циана (CN).

2.2. Проверка правила зеркальной симметрии спектров поглощения и флуоресценции сложных молекул.

2.3. Комбинационное рассеяние света в молекулярном кристалле нафталина.

2.4. Спектры экситонного поглощения в молекулярных кристаллах.

2.5. Использование абсорбционной инфракрасной спектроскопии для анализа колебаний многоатомных молекул.

3.Прикладная спектроскопия.

3.1.Основы количественного эмиссионного спектрального анализа.

4.Физика лазеров: измерение основных характеристик лазерного излучения (коэффициента усиления, расходимости и модовой структуры).

5. Фотофизические процессы в сложных молекулах: построение диаграммы Яблонского по результатам измерения спектров поглощения и испускания, флуоресцентного, радиационного и фосфоресцентного времени жизни.


^ В результате выполнения работ спецпрактикума студент магистратуры должен знать: основные исследовательские и практические методы, используемые для количественного анализа физических ситуаций в явлениях спектроскопии, фотофизики, физики лазеров и вопросах аналитической спектроскопии, а также основы обработки результатов измерений,

уметь: использовать теоретические модели для интерпретации результатов оптико-спектрального эксперимента в атомно-молекулярных средах на разных уровнях организации материи (атом, молекула, кристалл), работать на современной автоматизированной аппаратуре, выполнять компьютерный анализ систематических и статистических погрешностей с применением современных программных пакетов,

владеть: основами инструментальных оптико-спектроскопических методов извлечения информации об энергетической структуре и строении свободных и связанных атомов и молекул.


^ Виды учебной работы: лабораторные занятия, самостоятельная работа


Изучение дисциплины заканчивается зачетом


Аннотация дисциплины


^ Атомная и молекулярная спектроскопия


Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 5 зачетных единиц (180 час).


Цели и задачи дисциплины


Целью изучения дисциплины является формирование базовых знаний в области спектроскопии атомов и молекул, на основе общефизической и общетеоретической подготовки бакалавров-физиков и специалистов. В результате изучения дисциплины обеспечивается возможность практического применения знаний в наукоемких и высокотехнологичных сферах деятельности, включая образование.


^ Задачей изучения дисциплины является: формирование универсальных и профессиональных компетенций.

Универсальные компетенции (общенаучные (ОНК) и инструментальные (ИК)) состоят в следующем:

– в использовании полученных теоретических и практических знаний, навыков и умений по курсу, при дальнейшем изучении специальных дисциплин (ОНК-1);

– в применении полученных знаний, навыков и умений для выполнения индивидуальной научно-исследовательской работы по выбранной теме в рамках курсовой работы и магистерской диссертации (ОНК-2);

– в умении разбираться в систематике спектров в связи с изучением явлений взаимодействия света со свободными и связанными атомами и молекулами (ИК-1);

– в овладении инструментальными средствами извлечения информации об энергетической структуре и строении свободных и связанных атомов, ионов и молекул, а также умения пользоваться ими при решении конкретных практических задач, как в спектроскопии, так и в смежных научно-прикладных областях (ИК-2);

– в умении работать с информацией в области спектроскопии в связи с решением вопросов смежных разделов физики, используя в качестве источников отечественную и зарубежную научную периодическую литературу, монографии, учебники, электронные ресурсы и Интернет (ИК-3);

– в активном применении навыков использования специализированных программных пакетов для выполнения расчетов и математического моделирования основных спектроскопических явлений при решении образовательных и научных задач (ИК-4).

Профессиональные компетенции (ПК) состоят в следующем:

– в использовании знания физических законов и структуры явлений взаимодействия излучения с веществом, в широкой области электромагнитного спектра при последующем изучении смежных дисциплин и дальнейшей профессиональной деятельности (ПК-1);

– в постановке научно-технических задач, возникающих в ходе профессиональной деятельности при решении современных проблем в области оптики и спектроскопии, физики конденсированного состояния вещества, квантовой и функциональной электроники (ПК-2).


^ Основные дидактические единицы (разделы): Общие вопросы спектроскопии. Основы приближенных методов описания и расчета электронных состояний в атомах и молекулах. Систематика состояний электронов в многоэлектронных атомах и спектры переходов. Экспериментальные методы атомной спектроскопии. Электрооптическая модель молекулы. Описание движений (электронного, колебательного, вращательного) свободных молекул и соответствующих им спектров. Электронно-колебательная спектроскопия связанных молекул. Экспериментальные методы молекулярной спектроскопии. Извлечение информации о строении и энергетической структуре свободных и связанных молекул. Основы радиоспектроскопии. Основы рентгеновской спектроскопии.


^ В результате изучения дисциплины студент магистратуры должен

знать: основные приближения и методы, используемые для количественного описания электронных состояний и спектров атомов и ионов, строения и движений свободных и связанных молекул, систематику вращательных, колебательных, электронных спектров двухатомных и многоатомных молекул в приложении к конкретным явлениям взаимодействия света с молекулами, эффекты взаимодействия отдельных движений в молекулах и их спектроскопические проявления: особенности строения спектров при переходе от двухатомных молекул к многоатомным и от свободных молекул к связанным (плотные молекулярные газы, жидкости, кристаллы); возможности радиоспектроскопии и рентгеновской спектроскопии.

уметь: выполнять оценки энергий переходов в электронных, колебательных, вращательных спектрах, строить простые модели атомных и молекулярных спектров, производить теоретико-групповой анализ вращательных, колебательных и электронных состояний и спектроскопических переходов, применять приобретенные знания для изучения явлений атомной и молекулярной спектроскопии с помощью инструментальных спектроскопических методов в разных областях электромагнитного спектра.

владеть: принципами и основами инструментальных спектроскопических методов извлечения информации об энергетической структуре и строении свободных и связанных атомов, ионов и молекул.


^ Виды учебной работы: лекционные, практические занятия, самостоятельная работа


Изучение дисциплины заканчивается зачетом, экзаменом


Аннотация дисциплины


^ Фотофизика атомных и молекулярных сред


Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 3 зачетные единицы (108 час.).


Цели и задачи дисциплины


Целью изучения дисциплины является изучение комплексных процессов трансформации поглощенной световой энергии в веществе.


^ Задачей изучения дисциплины является: формирование универсальных и профессиональных компетенций.

Универсальные компетенции (общенаучные (ОНК) и инструментальные (ИК)) состоят в следующем:

– в использовании полученных теоретических и практических знаний, навыков и умений по курсу, при дальнейшем изучении специальных дисциплин (ОНК-1);

– в применении полученных знаний, навыков и умений для выполнения индивидуальной научно-исследовательской работы по выбранной теме в рамках магистерской диссертации (ОНК-2);

– в формировании качественного понимания сложных фотофизических процессов на основе наглядных моделей (ИК-1),

в овладении количественными методами описания взаимодействия излучения с веществом (атомные и молекулярные среды) на основе классической и квантовой теории (ИК-2);

Профессиональные компетенции (ПК) состоят в следующем:

– в использовании знания законов фотофизики при последующем изучении смежных дисциплин и дальнейшей профессиональной деятельности (ПК-1);

– в постановке научно-технических задач, возникающих в ходе профессиональной деятельности при решении современных проблем в области физики, химии, биологии (ПК-2).


^ Основные дидактические единицы (разделы):

Роль фотофизических процессов в атомной и молекулярной физике, химии, биологии. Возбуждение молекул. Время жизни возбужденного состояния. Закономерности изменения заселенности состояния молекул в рамках двухуровневой и многоуровневой схем. Внутримолекулярное перераспределение колебательной энергии в сложных молекулах (1ЗЕ).

Диаграмма Яблонского. Пути распада возбужденных состоянии. Люминесценция ее характеристики и законы. Безызлучательные процессы. Тушение люминесценции молекул посторонними примесями. Роль процессов переноса энергии в физических, химических биологических системах. Механизмы безызлучательного переноса энергии: индуктивно-резонансный, обменно-резонансный (1ЗЕ).

Кооперативная сенсибилизация фотофизических и фотохимических процессов. Нестационарные когерентные эффекты в коллективе возбужденных частиц. Лазерная фотофизика и фотохимия. Хроноскопия фотофизических процессов (1ЗЕ).


^ В результате изучения дисциплины студент магистратуры должен

знать: классификацию элементарных фотопроцессов и их константы скоростей; методы их описания на основе классической и квантово-механической теорий взаимодействия излучения с веществом и физической кинетики; роль фотофизических процессов в физических, химических и биологических явлениях; современные экспериментальные методы исследования фотофизических процессов на основе достижений лазерной физики и техники.

уметь: делать оценки и выполнять расчеты скоростей протекания и квантовых выходов элементарных фотопроцессов; анализировать сложные явления, развивающиеся как совокупность нескольких фотопроцессов; производить поиск практических применений фотофизических процессов.

владеть: методами описания взаимодействия излучения с веществом и методами физической кинетики.


^ Виды учебной работы: лекционные, практические занятия


Изучение дисциплины заканчивается экзаменом.


Аннотация дисциплины

Лазерная физика


Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 3 зачетных единицы (108 часа).


^ Цели и задачи дисциплины

Целью изучения дисциплины является изучение теории работы лазеров, лазерных систем и их применения в научных исследованиях, промышленности, биологии, медицине, информатике


Задачей изучения дисциплины является: изучение физических основ конструирования лазеров, в том числе проектирования оптических резонаторов; изучение методов создания инверсии населённостей в лазерных средах; временной эволюция световых полей в лазерах; теории распространения лазерных пучков; взаимодействия лазерного излучения с веществом.


Основные дидактические единицы (разделы):^ Квантовая электроника (1 ЗЕ), Нелинейная оптика 1(ЗЕ), Квантовая оптика (1 ЗЕ).


В результате изучения дисциплины студент магистратуры должен:

знать: методы усиления и генерации электромагнитного излучения на основе явления вынужденного излучения в неравновесных квантовых системах, теорию оптических резонаторов и распространения лазерных пучков в открытом пространстве и оптическом волноводе, теорию основных нелинейно оптических явлений (ГВГ, параметрическое усиление света, самофокусировка и др.), основы теории взаимодействия лазерного излучения с веществом

уметь: применять полученные теоретические знания в самостоятельном решении практических задач связанных с анализом проблем развития лазерной физики (разработки лазерных источников, методов их применения науке, технике и медицине), в планировании и проведении физического эксперимента связанного с генерацией или использованием лазерного излучения

владеть: навыками количественных оценок, расчетов параметров, конструирования изделий квантовой электроники и приборов на их основе

Виды учебной работы: Лекции, семинары, самостоятельная работа – подготовка рефератов

Изучение дисциплины заканчивается зачетом


Аннотация дисциплины

Физика газовых лазеров


Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 2 зачетных единицы (72 часов).


^ Цели и задачи дисциплины

Целью изучения дисциплины является изучение физики процессов создания инверсии населенностей в газовых средах,


Задачей изучения дисциплины является: изучение физико - технических основ создания инверсии населенностей и конструирования газовых лазеров, в том числе источников для их возбуждения.


Основные дидактические единицы (разделы): Способы и техника возбуждения газовых лазеров (1 ЗЕ). Физика газового разряда в газовых лазерах (1 ЗЕ)


В результате изучения дисциплины студент магистратуры должен:

знать: Основные классы газовых лазеров (Электроразрядные, газодинамические, химические). Основные процессы в газовом разряде приводящие к созданию инверсии населенности в газовых и плазменных лазерах, Особенности поддержания разряда в потоке газа. Методы создания газового разряда в плотных газах, Методы возбуждения газовых лазеров электронным пучком. Конструкции и принципы работы мощных импульсных генераторов для импульсных электроразрядных лазеров.

уметь: применять полученные теоретические знания в самостоятельном решении практических задач связанных с анализом проблем разработки новых лазерных источников на газовых средах,

владеть: навыками количественных оценок, расчетов параметров, конструирования газоразрядных лазеров, и источников их возбуждения

Виды учебной работы: Лекции, семинары, самостоятельная работа – подготовка рефератов

Изучение дисциплины заканчивается зачетом


Аннотация дисциплины
Физика и техника лазеров


Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 2 зачетных единицы (72 часа).


^ Цели и задачи дисциплины

Целью изучения дисциплины является изучение физики процессов генерации лазерного излучения и теории конструирования лазеров,


Задачей изучения дисциплины является: изучение физико - технических основ конструирования лазеров, в том числе проектирования оптических резонаторов; изучение методов оптимизации процессов генерации лазерного излучения.


Основные дидактические единицы (разделы):^ Физика лазеров (1 ЗЕ), Техника лазеров (1 ЗЕ).


В результате изучения дисциплины студент магистратуры должен:

знать: Основные типы лазеров и лазерных сред, и методы создания в них инверсии населенностей , методы оптимизации лазеров по ключевым параметрам: КПД, мощности, спектру и частоте генерации, поперечному модовому составу. Лазерные системы (лазер – усилитель). Методы стабилизации основных параметров лазерной генерации. Режимы генерации (свободная генерация, модуляция добротности). Роль резонатора и внутрирезонаторных элементов в управлении параметрами лазерной генерации (управление модовым составом, спектральным составом, поляризацией и временной динамикой генерации).

уметь: применять полученные теоретические знания в самостоятельном решении практических задач связанных с анализом проблем разработки новых лазерных источников,

владеть: навыками количественных оценок, расчетов параметров, конструирования лазеров, резонаторов, систем лазер-усилитель

Виды учебной работы: ^ Лекции, семинары, самостоятельная работа – подготовка рефератов

Изучение дисциплины заканчивается зачетом


Аннотация дисциплины
Применение лазеров


Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 5 зачетных единицы (180 часов).


^ Цели и задачи дисциплины

Целью изучения дисциплины является изучение физических основ применения лазеров в науке, технике, измерительной аппаратуре и технологиях,


Задачей изучения дисциплины является: выработка у слушателей навыков анализа решения различных научных, технических или иных прикладных задач, связанных с использованием лазеров, на основе применения знаний в области лазерной физики, спектроскопии и физики взаимодействия излучения с веществом.


Основные дидактические единицы (разделы):^ Аналитические применения лазеров (2 ЗЕ), Лазеры в информационных системах (1 ЗЕ), Физические основы технологического применения лазеров (2 ЗЕ).


В результате изучения дисциплины студент магистратуры должен:

знать: Физические основы аналитического применения лазеров (Лазерная спектроскопия в т.ч. нелинейная лазерная спектроскопия сверхвысокого разрешения. Дистанционное зондирование окружающей среды, лазерные дальномеры, Лазерная масспектрометрия и.т.д), Физические основы применения лазеров для передачи, хранения и обработки информации. Лазерная интреферометрия в т.ч. лазерная томография, Физические основы лазерных технологий (резка, сварка, скрайбирование, очистка, фототравление, и фотосаждение и.т.д.)

уметь: применять полученные теоретические знания в самостоятельном решении практических задач связанных с анализом проблем применеиния лазеров в науке, технике и технологиях,

владеть: навыками количественных оценок, расчетов параметров, конструирования аналитических лазерных систем, систем передачи и хранения информации и лазерных технологических установок

Виды учебной работы: ^ Лекции, семинары, самостоятельная работа – подготовка рефератов

Изучение дисциплины заканчивается экзаменом, зачетом


Аннотация дисциплины
^ Физические основы применения лазеров в биологии и медицине


Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 5 зачетных единицы (180 часов).


^ Цели и задачи дисциплины

Целью изучения дисциплины является приобретение знаний по физическим и биологическим основам использования источников лазерного излучения в биомедицинских приложениях; приобретение навыков оценки основных параметров лазерного излучения для решения вопроса о безопасности и эффективности его использования в медицине и биологических экспериментальных исследованиях;,


Задачей изучения дисциплины является: Изучение и анализ современных представлений о механизмах реализации биологических эффектов лазерного излучения, возможностях использования лазерного излучения для оценки и управления течением ключевых клеточно-биологических и молекулярных процессов, физических основах методов диагностики, терапии и хирургии, связанных с применением лазерного излучения. Приобретение знаний о фотофизических и фотобиологических явлениях, определяющих характер, безопасность, эффективность и спектр диагностических и лечебных возможностей при применении лазерного излучения в биологии и медицине. Знакомство с современной аппаратурой и методами, основанными на использовании биологических эффектов лазерного излучения, стандартами безопасного режима их использования..


Основные дидактические единицы (разделы): Физика взаимодействия лазерного излучения с биологическими структурами и тканями (1 ЗЕ), Физические основы лазерной терапии и хирургии (1 ЗЕ). Физические основы аналитического применения лазеров в биологии и медицине (1 ЗЕ), Оптическием методы визуализации в биологии и медицине (в т.ч. Лазерная оптическая микроскопия) (1 ЗЕ). Проблемы лазерной радиационной безопасности (1 ЗЕ)


В результате изучения дисциплины студент магистратуры должен:

знать: методы решения различных прикладных задач, связанных с использованием лазеров в биологии и медицине, на основе применения знаний в области лазерной физики, спектроскопии и физики взаимодействия излучения с веществом на основе анализа характеристик лазерных источников.

уметь: Формировать совокупность ключевых идей, понятий, экспериментальных фактов и теоретических моделей для научно-технического прогнозирования перспектив развития различных применений лазеров, находящихся на стадии научных исследований, в биологии и медицине, работать с основными типами источников лазерного излучения для биомедицинских приложений в контексте формирования профессиональной компетенции специалиста, занимающегося проблемами экспериментальной физики, биомедицинского инженеринга, биомедицинской оптики и спектроскопии

владеть: междисциплинарным подходом к решению исследовательских и прикладных задач биомедицинской проблематики с использованием источников лазерного излучения.

Виды учебной работы: Лекции, семинары, самостоятельная работа – подготовка рефератов

Изучение дисциплины заканчивается экзаменом, зачетом


Аннотация дисциплины


Основы современной микроскопии


Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 3 зачетные единицы (108 час.).


^ Цели и задачи дисциплины


Целью изучения дисциплины является изучение комплексных процессов трансформации поглощенной световой энергии в веществе.


^ Задачей изучения дисциплины является: формирование универсальных и профессиональных компетенций.

Универсальные компетенции (общенаучные (ОНК) и инструментальные (ИК)) состоят в следующем:

– в использовании полученных теоретических и практических знаний, навыков и умений по курсу, при дальнейшем изучении специальных дисциплин (ОНК-1);

– в применении полученных знаний, навыков и умений для выполнения индивидуальной научно-исследовательской работы по выбранной теме в рамках магистерской диссертации (ОНК-2);

– в формировании качественного понимания сложных фотофизических процессов на основе наглядных моделей (ИК-1),

в овладении количественными методами описания взаимодействия излучения с веществом (атомные и молекулярные среды) на основе классической и квантовой теории (ИК-2);

Профессиональные компетенции (ПК) состоят в следующем:

– в использовании знания законов фотофизики при последующем изучении смежных дисциплин и дальнейшей профессиональной деятельности (ПК-1);

– в постановке научно-технических задач, возникающих в ходе профессиональной деятельности при решении современных проблем в области физики, химии, биологии (ПК-2).


^ Основные дидактические единицы (разделы):

Оптическая микроскопия. Классификация По областям применения: (технические, биологические, хирургические.), По классу сложности: учебные и рабочие, лабораторные, исследовательские, по По виду микроскопии: проходящего и отраженного света, поляризационные,
люминесцентные (флуоресцентные), фазового контраста. Наиболее сложный флуоресцентный - конфокальный микроскоп. По направленности светового потока прямые и инвертированные. Оптическая схема, принцип действия, увеличение и разрешающая способность микроскопа.(1ЗЕ).

Предмет и история электронной микроскопии. Электронная оптика.

Формирование изображений в световой и электронной оптике. Разрешающая способность световой и электронной оптики. Электростатические и электромагнитные линзы.

Типы электронных микроскопов.

2. Устройство электронного микроскопа. ^ Особенности пробоподготовки в биологии пробоподготовки в биологии


Методы сканирующей зондовой микроскопии ( Сканирующая туннельная микроскопия, Атомно-силовая микроскопия, Электросиловая микроскопия, Магнитно-силовая микроскопия, Ближнепольная оптическая микроскопия) (1ЗЕ).


^ В результате изучения дисциплины студент магистратуры должен

знать: классификацию элементарных фотопроцессов и их константы скоростей; методы их описания на основе классической и квантово-механической теорий взаимодействия излучения с веществом и физической кинетики; роль фотофизических процессов в физических, химических и биологических явлениях; современные экспериментальные методы исследования фотофизических процессов на основе достижений лазерной физики и техники.

уметь: делать оценки и выполнять расчеты скоростей протекания и квантовых выходов элементарных фотопроцессов; анализировать сложные явления, развивающиеся как совокупность нескольких фотопроцессов; производить поиск практических применений фотофизических процессов.

владеть: методами описания взаимодействия излучения с веществом и методами физической кинетики.


^ Виды учебной работы: лекционные, практические занятия, самостоятельная работа


Изучение дисциплины заканчивается зачетом.


Аннотация дисциплины


^ Волновая оптика и голография


Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 3 зачетных единицы (108 часов).


Цели и задачи дисциплины

Целью изучения дисциплины является знакомство с основными элементами теории и практики явлений в области волновой, когерентной оптики и голографии, а также с практикой применения этих явлений в различных областях науки и техники.


Задачей изучения дисциплины является: изучение физических основ волновой, когерентной, статистической оптики и голографии, а также основ теории и практики оптических измерений в когерентной свете.


Основные дидактические единицы (разделы): Основные положения волновой и когерентной оптики (1 ЗЕ), Формирование и распространение волновых пучков (1 ЗЕ), Запись и обработка оптической информации в когерентном свете 1(ЗЕ).


В результате изучения дисциплины студент магистртуры должен:

знать: Основные положения волновой оптики (Квантовая природа электромагнитного излучения, теорема Котельникова, Квантовомеханическая модель дифракции). Общетеоретические положения когерентной оптики (Формирование и распространение когерентных световых пучков, волноводное распространение света, предельные формы взаимной когерентности, теорема Ван Циттера-Цернике, методы измерения пространственной и временной когерентности). Запись и обработка оптической информации в когерентном свете (Оптический сигнал и его преобразование, преобразование Фурье, принципы голографической записи, голограммы Фурье, оптическая фильтрация и распознавание образов);

уметь: применять полученные теоретические знания в самостоятельном решении практических задач связанных с анализом проблем развития когерентной оптики (разработки систем когерентных источников света, методов их применения науке, технике и медицине), в планировании и проведении физического эксперимента связанного с волновой оптикой и голографией;

владеть: навыками количественных оценок, расчетов параметров, конструирования систем квантовой электроники и приборов на основе физических явлений в области когерентной оптики.

Виды учебной работы: ^ Лекции, семинары, самостоятельная работа – подготовка рефератов, лабораторные работы.

Изучение дисциплины заканчивается экзаменом

Аннотация дисциплины

^ Оптические волны в конденсированных средах


Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 3 зачетных единицы (108 часов).

Цель дисциплины

Углубленное изучение оптических и спектральных свойств конденсированных сред.

^ Задачи дисциплины

Формирование универсальных и профессиональных компетенций, в том числе:

– использование полученных теоретических и практических знаний, навыков и умений по курсу, при дальнейшем обучении (ОНК-1);

– применение полученных знаний, навыков и умений для выполнения индивидуальной научно-исследовательской работы по выбранной теме в рамках курсовой и выпускной работы (ОНК-2);

– умение устанавливать связь структуры и симметрии среды с ее оптическими и спектральными свойствами (ИК-1);

– владение инструментальными средствами измерения оптических и спектральных характеристик конденсированных сред для исследования твердотельных материалов, умение пользоваться ими при решении конкретных практических задач как в оптике и спектроскопии, так и в смежных научно-прикладных областях (ИК-2);

– умение использовать оптическую и спектральную информацию для решения вопросов смежных разделов физики, используя в качестве источников отечественную и зарубежную научную периодическую литературу, монографии, учебники, электронные ресурсы и Интернет (ИК-3);

– навыки активного применения специализированных программных пакетов и баз данных для выполнения теоретических расчетов, планирования и проведения эксперимента, обработки данных в области оптики и спектроскопии конденсированных сред при решении образовательных и научных задач (ИК-4).

Профессиональные компетенции (ПК) состоят в следующем:

–знание физических законов, работающих в области оптики и спектроскопии конденсированных сред, при последующем изучении смежных дисциплин и дальнейшей профессиональной деятельности (ПК-1);

– в постановке научно-технических задач, возникающих в ходе профессиональной деятельности при решении современных проблем в области оптики и спектроскопии конденсированного состояния вещества (ПК-2).

^ Основные дидактические единицы (разделы)