Рабочая программа дисциплины (модуля) Оптика спеклов и основы статистической оптики (Наименование дисциплины (модуля)



Скачать 137.6 Kb.
Дата06.01.2013
Размер137.6 Kb.
ТипРабочая программа


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского
____________________ физический факультет ____________________

(Наименование института, факультета)

УТВЕРЖДАЮ

Проректор СГУ по

учебно-методической работе

___________________ Е.Г.Елина

"__" ____________________20__ г.
Номер внутриуниверситетской регистрации

_______________


Рабочая программа дисциплины (модуля)
Оптика спеклов и основы статистической оптики

(Наименование дисциплины (модуля)
Направление подготовки

_______Физика________
Профиль подготовки

Лазерная физика
Квалификация (степень)

______Бакалавр____
Форма обучения

__________очная_________

Саратов,2011 год

1. Цели освоения дисциплины

Целями освоения дисциплины «Оптика спеклов и основы статистической оптики» являются: расширение и углубление знаний студентов по вопросам, связанных с применением методов оптики спеклов в измерениях в области биологии и медицины, позволяющего выпускнику успешно работать в избранной сфере деятельности в РФ и за рубежом, обладать универсальными и предметно специализированными компетенциями, способствующими его социальной мобильности, востребованности на рынке труда и успешной профессиональной карьере.
2.Место дисциплины в структуре ООП

Дисциплина «Оптика спеклов и основы статистической оптики» относится к профессиональному циклу Б3, модулю Б3ДВ4, читается в 8 семестре. Форма итоговой аттестации — экзамен.

Курс лекций преподается с использованием компьютерной сети. Лекционный материал содержит множество конкретных примеров, которые разбираются в интерактивном режиме. Изучение данного курса сопровождается выполнением ряда лабораторных работ. При изучении курса «Оптика спеклов и основы статистической оптики» студенты должны иметь теоретическую подготовку по оптике и основным разделам статистики. Студенты также должны обладать начальными практическими навыками работы на компьютере.

Контроль знаний поводится в виде тестирования.

3 Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины (модуля)

В результате освоения дисциплины «Оптика спеклов и основы статистической оптики» должны формироваться в определенной части следующие компетенции:

общекультурные:

способность использовать в познавательной и профессиональной деятельности базовые знания в области математики и естественных наук (ОК-1);

способность приобретать новые знания, используя современные образовательные и информационные технологии (ОК-3);

способность к письменной и устной коммуникации на родном языке (ОК-13);

способность получить и использовать в своей деятельности знание иностранного языка (ОК-14) – в части использования;

способность использовать в познавательной и профессиональной деятельности навыки работы с информацией из различных источников (ОК-16).

общепрофессиональные:

способность использовать специализированные знания в области физики для освоения профильных физических дисциплин (в соответствии с профилем подготовки) (ПК-4);

способность понимать и излагать получаемую информацию и представлять результаты физических исследований (ПК-19).
Данный курс лекций носит не теоретический, а сугубо практический и прикладной характер. В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Знать: принципы спекл-метрологии

Уметь: применить методы оптики спеклов к при проведении метрологических исследований

Владеть: навыками применения набора стандартных методов статистической обработки данных с использованием стандартных компьютерных программ.

4. Структура и содержание дисциплины (модуля)

«Оптика спеклов и основы статистической оптики»

Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетные единицы, 72 часа, включая 20 часов лекций, 20 часов практических занятий и 14 часов самостоятельной работы.
4.1. Структура дисциплины



п/
п

Наименование раздела, подраздела,
темы лекции

Бюджет учебного времени

Форма
текущ.
и итог,
контр.


семестр

в том числе

неделя

Лек
ции

Практ.

занятия

Сам

ост.

рабо

та




























1

Что такое спеклы?
Основополагающие понятия.

7

1-2

Л3

П3

СР2




Как были обнаружены спеклы. Развитые
спекл-поля. Частично-развитые спеклы.
Динамика спеклов. Интерференция
спеклов. Статистические свойства
спекл-полей. Спеклы с гауссовой
статистикой. Спекл-поля с негауссовой
статистикой. Биоспеклы.





















2

Динамика спеклов и эффект Доплера
статистические закономерности.

5

2-3

Л3

П3

СР2







Динамика спеклов при дифракции
пучков с широким волновым фронтом.
Эффект Доплера. Как связаны между
собой динамика спеклов и эффект
Доплера? Динамика спеклов при малом
числе рассеивателей



















3

Лазерная диагностика потоков

5

4-5

Л3

П3

СР2









Особенности проявления эффекта Допплера при рассеянии света в случайных потоках






















4

Основные гидродинамические закономерности движения жидкости по сосудам.

5

5-6

Л3

П3

СР2




Фундаментальные положения механики сплошных сред. Напряжения и деформации.

Законы сохранения и определяющие положения. Модели реологических свойств.

Движения жидкости в трубке. Микрореологические исследования. Соотношение между

давлением и расходом жидкости в сосудистом русле. Влияние
гидростатического давления. Влияние
сил, действующих на сосуды снаружи.
Обобщенное описание физических
закономерностей движения жидкости по
сосудам.




















5

Когерентно-оптическая диагностика

микропотоков.


5

7-8

Л5

П5

СР4






Лазерная спекл-микроскопия потоков
рассеивающих жидкостей в микрососудах. Доплеровская
диагностика. Анализ контраста
динамических спеклов (LASCA)






















6

Взаимодействие лазерного излучения со случайными средами


5

8-9

Л3

П3

СР2




























Распространение немодулированного

излучения в случайных средах (на примере биотканей). Ослабление

коллимированного пучка в биотканях.

Коэффициенты поглощения и

рассеяния. Основные уравнения теории переноса излучения. Фазовая функция.

Функция Хеньи-Гринштейна. Параметр

анизотропии рассеяния. Диффузионная

теория. Модель Кубелки-Мунка.

Многопотоковые модели. Методы

Монте-Карло. Спектроскопия

диффузионных волн. Спектроскопия диффузионных волн при малом числе рассеивающих событий. Применение спектроскопии диффузионных волн в диагностике микропотоков.

































20

20

14

Экзамен




Итого по всему курсу:

54




3. Содержание учебной дисциплины

Содержание учебной дисциплины

Что такое спеклы?
Как были обнаружены спеклы. Развитые спекл-поля. Частично-развитые спеклы. Динамика спеклов. Интерференция спеклов. Статистические свойства спекл-полей. Спеклы с гауссовой статистикой. Спекл-поля с негауссовой статистикой. Биоспеклы.
Динамика спеклов и эффект Доплера
Динамика спеклов при дифракции пучков с широким волновым фронтом. Эффект Доплера. Как связаны между собой динамика спеклов и эффект Доплера? Динамика спеклов при малом числе рассеивателей


Лазерная диагностика потоков.

Особенности проявления эффекта Допплера при рассеянии вета в случайных потоках.
Основные гидродинамические закономерности движения жидкости по сосудам.

Фундаментальные положения механики сплошных сред. Напряжения и деформации.

Законы сохранения и определяющие положения. Модели реологических свойств.

Движения жидкости в трубке. Микрореологические исследования. Соотношение между давлением и расходом жидкости в сосудистом русле. Влияние гидростатического давления. Влияние сил, действующих на сосуды снаружи.
Обобщенное описание физических закономерностей движения жидкости по сосудам.

Когерентно-оптическая диагностика микроциркуляции рассеивающих жидкостей.
Лазерная спекл-микроскопия микро потоков в микрососудах. Доплеровская диагностика.

Анализ контраста динамических спеклов (LASCA).
Взаимодействие лазерного излучения со случайными средами
Распространение немодулированного излучения в случайных средах (на примере биотканей). Ослабление коллимированного пучка в биотканях. Коэффициенты поглощения и рассеяния. Основные уравнения теории переноса излучения. Фазовая функция. Функция Хеньи-Гринштейна. Параметр анизотропии рассеяния. Диффузионная теория. Модель Кубелки-Мунка. Многопотоковые модели. Методы Монте-Карло. Спектроскопия диффузионных волн. Спектроскопия диффузионных волн при малом числе рассеивающих событий. Применение спектроскопии диффузионных волн в диагностике микропотоков.
По выбору, в рамках выполнения самостоятельной работы студентам предлагаются следующие лабораторные работы по курсу лекций “ Оптика и статистика спеклов ”

[1] Лазерная спекл-микроскопия микропотоков.

[2] Доплеровская диагностика.

[3] Анализ контраста динамических спеклов (LASCA)
5. Образовательные технологии

1. Лекционные занятия с использованием мультимедийных средств.

2. Компьютерная сеть


  1. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.


Изучение теоретического материала по конспектам лекций, рекомендованным учебным пособиям, монографической учебной литературе, справочным источникам; самостоятельное изучение некоторых теоретических вопросов программы курса, нерассмотренных на лекциях; решение рекомендованных задач из сборника задач по статистике; изучение теоретического материала по методическим руководствам к практикуму по статистике. Контроль выполнения осуществляется в форме тестирования.
Контрольные вопросы:

Что такое развитые спекл-поля.

Что такое частично-развитые спеклы.

Что такое динамика спеклов.

Что такое эффект Доплера.

Как связаны между собой динамика спеклов и эффект Доплера?

Каковы основные гидродинамические закономерности движения жидкости по сосудам

Принципы лазерной спекл-микроскопии микропотоков.

Принципы визуализации микропотоков методом анализа контраста динамических спеклов (LASCA).

Принципы спектроскопии диффузионных волн при малом числе рассеивающих событий.

Применение спектроскопии диффузионных волн в диагностике микропотоков.

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля) «Оптика спеклов и основы статистической оптики»






Основная литература

1.

В.В. Тучин, Лазеры и волоконная оптика в биомедицинских исследованиях, 2-е издание, Физматлит, 2010.


2.

В.В. Тучин (ред.), Оптическая биомедицинская диагностика, том. 1, Москва, Физматлит, 2007.


3.

В.В. Тучин (ред.), Оптическая биомедицинская диагностика, том. 2, Москва, Физматлит, 2007.


4.

Гудмен Дж. Статистическая оптика, Москва, Мир, 1985, 527 с.

5.

Ринкевичюс Б. С. Лазерная диагностика потоков, Москва, Издательство МЭИ, 1990, 288с.

6.

В.В. Тучин. Лазеры и волоконная оптика в биомедицинских исследованиях. Саратов: Изд-во Сарат. Ун-та, 1998, 384 с.




Дополнительная литература

1.

Учебно-методические материалы по оптике, размещенные на Интернет-сайте кафедры оптики и биомед. физики http://optics.sgu.ru

2.

Ульянов С.С. Что такое спеклы? // Соросовский Образовательный Журнал. 1999.N5.C.112-116.


Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля) «Оптика спеклов и основы статистической оптики»

1. Мультимедиа-проектор

  1. Ноутбук


Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и Примерной ООП ВПО по направлению и профилю подготовки _Физика, Лазерная физика.

Профессор кафедры оптики и биофотоники,

д.ф.-м.н., профессор C.C. Ульянов
Программа одобрена на заседании кафедры оптики и биофотоники СГУ

(указать наименование кафедры)

от ____2011___года, протокол № _________________.

Подписи:

Зав. кафедрой д.ф.-м.н. проф. В.В. Тучин

Декан факультета

(факультет, где разрабатывалась

программа) д.ф.-м.н., проф. В.А. Аникин

Декан факультета

(факультет, где реализуется

программа) д.ф.-м.н., проф. В.А. Аникин



Похожие:

Рабочая программа дисциплины (модуля) Оптика спеклов и основы статистической оптики (Наименование дисциплины (модуля) iconРабочая программа дисциплины (модуля) Этнология (Наименование дисциплины (модуля) Направление подготовки
Целью изучения курса «этнология» является формирование систематизированных знаний у студентов по данной отрасли науки
Рабочая программа дисциплины (модуля) Оптика спеклов и основы статистической оптики (Наименование дисциплины (модуля) iconПрограмма учебной дисциплины основы археологии (Наименование дисциплины (модуля) Направление подготовки
Целями освоения дисциплины «Основы археологии» являются: формирование у студентов разносторонних и системных представлений о закономерностях...
Рабочая программа дисциплины (модуля) Оптика спеклов и основы статистической оптики (Наименование дисциплины (модуля) iconУчебной дисциплины (модуля) Наименование дисциплины (модуля) История русского литературного языка Рекомендуется для направления подготовки
В процессе освоения данной учебной дисциплины обучающийся формирует и демонстрирует следующие компетенции
Рабочая программа дисциплины (модуля) Оптика спеклов и основы статистической оптики (Наименование дисциплины (модуля) iconУчебной дисциплины (модуля) Наименование дисциплины (модуля) Старославянский язык Рекомендуется для направления подготовки
Б. Общепрофессиональный цикл. Базовая часть. Профиль «Отечественная филология»
Рабочая программа дисциплины (модуля) Оптика спеклов и основы статистической оптики (Наименование дисциплины (модуля) iconУчебной дисциплины (модуля) Наименование дисциплины (модуля) Славянский язык (чешский) Рекомендуется для направления подготовки
Б. Профессиональный цикл. Вариативная часть. Профиль «Отечественная филология»
Рабочая программа дисциплины (модуля) Оптика спеклов и основы статистической оптики (Наименование дисциплины (модуля) iconУчебной дисциплины (модуля) Наименование дисциплины (модуля) Общая дидактика Рекомендуется для направления подготовки
«Преподавание филологических дисциплин (с указанием языка / языков и литературы/литератур)»
Рабочая программа дисциплины (модуля) Оптика спеклов и основы статистической оптики (Наименование дисциплины (модуля) iconРабочая программа дисциплины (модуля) Агроэкология Направление подготовки 022000 Экология и природопользование
Целью освоения дисциплины (модуля) «Агроэкология» является знакомство студентов с основами организации и функционирования преобразованных...
Рабочая программа дисциплины (модуля) Оптика спеклов и основы статистической оптики (Наименование дисциплины (модуля) iconУчебной дисциплины (модуля) Наименование дисциплины (модуля) Риторика Рекомендуется для направления подготовки
«Отечественная филология», основ теории текста и дискурса, стилистики и культуры речи, философии, культурологи
Рабочая программа дисциплины (модуля) Оптика спеклов и основы статистической оптики (Наименование дисциплины (модуля) iconУчебной дисциплины (модуля) Наименование дисциплины (модуля) Стилистика основного изучаемого языка Рекомендуется для направления подготовки
Конкретные задачи курса, способствующие реализации поставленной цели, предполагают
Рабочая программа дисциплины (модуля) Оптика спеклов и основы статистической оптики (Наименование дисциплины (модуля) iconРабочая программа дисциплины (модуля) Теория графов Направление подготовки
Целями освоения дисциплины (модуля) «Теория графов» являются получение теоретических знаний по основам теории графов
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org