О системе Учебные курсы Вход в систему
 

 

 

   

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

 

 

УТВЕРЖДАЮ

 

 

 

 

 

 

 

Руководитель Департамента

 

 

 

образовательных  программ и стандартов

 

 

 

профессионального образования

 

 

 

 

 

 

 

Л.С.ГРЕБНЕВ

 

 

 

 

 

 

 

"___"                         2001 г.

 

  

ПРИМЕРНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

 

Физика. Основы геометрической оптики

 

Рекомендуется Минобразованием России для направления подготовки

(специальности)

 

311100 – Городской кадастр,

650500 – Землеустройство и земельный кадастр

 Москва   2001 г.

 

 

1.ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

            Раздел курса физики «Геометрическая оптика» – часть физической теории, в которой электромагнитное излучение представляется лучами (нормалями к волновым поверхностям).

            Цель дисциплины  - дать основы теоретических и практических знаний по геометрической оптике, которые можно использовать при работе с оптическими приборами.

            Задачи дисциплины   -  научить студента пользоваться знаниями геометрической оптики при работе с оптическими (геодезическими) приборами. Знать типовые схемы оптических приборов и их оптические характеристики, графически находить изображения, грамотно определять положение приемника излучения (глаза наблюдателя в визуальных оптических системах).

 

 2.ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

            Изучившие раздел курса физики «Геометрическая оптика» должны уметь:

-         графически строить изображение предмета в оптических системах из одной, двух линз (компонентов);

-         знать принципиальные оптические схемы типовых оптических приборов и определять их характеристики;

-         аналитически определять положение и величину изображения предмета, положение и размер сетки и приемка излучения (глаза наблюдателя);

-         знать основные характеристики оптической системы (увеличение, апертуру, угловое поле, относительное отверстие, светосилу и т.д.);

-         иметь представление об основных аберрациях оптической системы;

-         выполнять прямые или косвенные измерения на типовых оптических приборах и их обработку.

 3.ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ 

Вид учебной работы

Всего

часов

Семестры

1

Общая трудоемкость дисциплины

 

 

Аудиторные занятия

54

54

Лекции

18

18

Практические занятия (ПЗ)

30

30

Семинары (С)

 

 

Лабораторные работы (ЛР)

6

6

и (или) другие виды аудиторных занятий

 

 

Самостоятельная работа

 

 

Курсовой проект (работа)

 

 

Расчетно-графические работы

1

1

Реферат

и (или) другие виды самостоятельной деятельности

 

 

Вид итогового контроля

зачет, экзамен

зачет

экзамен

зачет

экзамен

(в первой графе таблицы указываются виды аудиторных и самостоятельных занятий студентов. Во второй графе указывается общая трудоемкость дисциплины в часах в соответствии с ГОС ВПО, объем аудиторных и объем самостоятельных занятий – в соответствии с примерным учебным планом. В третьей графе указываются номера семестров, в которых предусматривается каждый вид учебной работы и вид итогового контроля по дисциплине)

 4. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1. РАЗДЕЛЫ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ ЗАНЯТИЙ

 (допускается название п.4.1 "Тематический план") 

№ п/п

Раздел дисциплины

Лекции

ПЗ

ЛР

1

Введение

*

 

 

2

 

Основные законы

геометрической оптики

*

*

 

3

Теория идеальной оптической системы

*

*

*

4

Типовые оптические системы

*

*

*

5

Глаз как оптическая система

*

*

 

6

Понятие об аберрациях

*

 

 

7

Погрешности измерений и их свойства

*

 

*

(в таблице название раздела указывается в соответствии с обязательным минимумом содержания, изложеным в ГОС ВПО. В графах, обозначающих предусматриваемые виды занятий,  проставляется знак *). 

            4.2. СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ ДИСЦИПЛИНЫ

            4.2.1. ВВЕДЕНИЕ

            Оптическое излучение и его основные свойства. Геометрическая оптика как предельный случай волновой оптики. Волновая поверхность и геометрический луч. Пучки лучей.

            4.2.2.ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ И ПОЛОЖЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ОПТИКИ

            Основные законы геометрической оптики. Оптическая система. Предмет и изображение. Действительные и мнимые точки. Сопряженные точки, отрезки плоскости. Центрированные системы, оптическая ось, координаты луча. Применение закона преломления в отражательных и преломляющих призмах.

            4.2.3. ТЕОРИЯ ИДЕАЛЬНОЙ ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

            Идеальная оптическая система и ее свойства. Линейное увеличение. Кардинальные точки, главные и фокальные плоскости, их свойства. Фокусные расстояния и фокальные отрезки.

            Виды линз и их представление бесконечно тонкими линзами. Оптическая сила.

            Графические методы построения изображения. Основные формулы для сопряженных точек и отрезков (формулы Гаусса, Ньютона). Увеличения идеальной системы (линейное, угловое, продольное, видимое).

            4.2.4. ТИПОВЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ

            Зрительная труба (телескопическая система). Компоненты зрительной трубы:

объектив, окуляр; увеличения зрительной трубы. Характеристики объектива зрительной трубы: фокусное расстояние, относительное отверстие, угловое поле. Зрительная труба с внутренней фокусировкой. Определение положения и размера сетки, глаза наблюдателя.

            Микроскоп. Объектив микроскопа. Числовая апертура, линейное увеличение.

Определение положения и размера сетки и глаза наблюдателя.

            Фотографический объектив и его характеристики: фокусное расстояние, относительное отверстие, угловое поле. Определение положения и размера кадра.

            Лупа (окуляр). Угловое поле лупы. Видимое увеличение лупы.

            4.2.5. ГЛАЗ КАК ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

            Глаз как оптическая система. Ближняя и дальняя точка видения, аккомодация глаза.

Положение глаза при работе его с оптическим прибором.

            4.2.6. ПОНЯТИЯ ОБ АБЕРРАЦИЯХ

            Нарушение  гомоцентричности  пучков лучей в реальных оптических системах. Классификация аберраций. Хроматические аберраций положения и увеличения.

Монохроматические  аберрации: сферическая аберрация, кома, астигматизм, кривизна поля изображения, дисторсия.

            4.2.7. ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ И ИХ СВОЙСТВА

            Случайные, систематические и грубые погрешности. Свойства случайных погрешностей измерений. Связь между случайными и систематическими погрешностями. Абсолютные и относительные погрешности. Обработка результатов измерений, обусловленных только случайными погрешностями. Доверительный интервал.

            Прямые и косвенные измерения. Средняя квадратическая косвенных погрешность.

 

(указывается название каждого раздела и его содержание) 

5.ПРАКТИКУМ 

№ п/п

№раздела дисциплины

Темы практических занятий и лабораторных работ

1

4.2.2.

Применение закона отражения на  примерах (плоское зеркало, поворот зеркала на некоторый угол, два плоских зеркала под заданным углом).

2

4.2.2.

Применение закона преломления на примерах (плоская преломляющая поверхность, плоскопараллельная пластина) Призмы – преломляющие и отражательные: построение хода луча с  использованием закона преломления и расчет хода луча.

3

4.2.3.

Идеальные тонкие линзы, сферические зеркала. Построение изображений.

4

4.2.3.

Определение положения изображения и его величины по формулам Гаусса и Ньютона.

5

4.2.4 , 4.2.5

Оптические системы: микроскоп, телескопическая система, телеобъектив. Построение изображения в этих системах.

6

4.2.4.

Решение задач по определению оптических характеристик типовых оптических систем.

7

4.2.4.

Определение положения и размеров сетки. Поля оптической системы.

8

4.2.3, 4.2.4, 4.2.7

Лабораторная работа №1. а) Измерение цены деления шкалы на горизонтальном компараторе или б) Измерение радиуса кривизны линзы на кольцевом сферометре.

9

4.2.4, 4.2.7

Лабораторная работа №2. а) Измерение линейного поля лупы, углового поля зрительной трубы и видимого увеличения лупы и зрительной трубы.

10

4.2.4, 4.2.7

Лабораторная  работа №3. Измерение фокусного расстояния и кардинальных отрезков фотографического объектива на оптической скамье

 (в случае, если лабораторный практикум не предусматривается в п.5. делается запись – "не предусмотрен") 

            6.ТЕМА РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЙ РАБОТЫ

            6.1. Построение хода лучей в призмах (с использованием закона преломления).

            6.2. Построение хода лучей в системах из двух тонких линз.

            6.3. Построение изображений в типовых оптических системах. 

            7.УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

            7.1.РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

            а) основная литература:           

Гвоздева Н.П., Коркина К.И. Прикладная оптика и оптические измерения. М.: Машиностроение,1976.

Гузеева И.В., Свешникова И.С, Учебное пособие по курсу «Физика» часть1 «Основы геометрической оптики». М.:МИИГАиК,1996

             б) дополнительная литература:           

Апенко М.И., Дубовик А.С. Прикладная оптика. М.: Наука,1982.

            (указываются издания, в том числе и периодические не позднее 1996 года)

            7.2. СРЕДСТВА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

     Программа дистанционного обучения и тестирования. Авторы: И.С. Свешникова, Л.А. Запрягаева.  МИИГАиК,2001.

 (указывается перечень обучающих, контролирующих и расчетных компьютерных программ, диафильмов, кино- и телефильмов)

             8.МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

            8.1. Оптическая лаборатория, в которой проводится лабораторный практикум на производственном лабораторном оборудовании.

            8.2. Учебно-вычислительный центр факультета ОП с компьютерами, соединенными в локальную сеть.

 Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки (специальности)

311100 – Городской кадастр,

650500 – Землеустройство и земельный кадастр

Программу составили:

Авторы программы:

И.С.Свешникова

проф. кафедры прикладной оптики МИИГАиК

Л.А.Запрягаева

проф. кафедры прикладной оптики МИИГАиК

Программа одобрена на заседании научно-методического совета по дисциплине (учебно-методического совета по специальности, или УМО)

(указывается название УМО или НМС, дата заседания совета и номер протокола)

 Председатель НМС (совета УМО)

 

Савиных В.П.

(указывается название совета (или УМО)                           (подпись) Ф.И.О.

 

 

СОЗДАТЕЛИ СИСТЕМЫ ДО ГОСТЕВАЯ КНИГА E-MAIL