БАҒдарламасы семей 2014 Алғы сөз 1 ҚҰрастырылды құрастырушы -25. 06. 2014 ж. А. Т. Рахимбердина аға оқытушы 2 талқыланды

ПӘННІҢ ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК КЕШЕНІ

«Оптика»

БАҒДАРЛАМАСЫ

Семей 2014

Алғы сөз
1 ҚҰРАСТЫРЫЛДЫ

Құрастырушы -25.06.2014 ж. А.Т. Рахимбердина

аға оқытушы

2.1 «Физика» кафедрасының отырысында

№ 10 хаттама, 25.06. 2014 ж.

Кафедра меңгерушісі, п.ғ.д., профессор С.С. Маусымбаев

№ 6 хаттама, 26.06. 2014 ж.

Төрайымы К.А. Батырова
3 БЕКІТІЛДІ

Университеттің Оқу-әдістемелік Кеңесінің отырысында мақұлданып және баспаға ұсынылды

Мазмұны

1. 
   Жалпы мағлұматтар
   
2. 
   Пәннің мазмұны және сабақ түрлері бойынша сағатты жіктеу.
   
3. 
   Курсты оқыту туралы әдістемелік нұсқау
   
4. 
   Курстың форматы
   
5. 
   Курстың саясаты
   
6. 
   Баға қою саясаты
   
7. 
   Әдебиеттер
   

1 ЖАЛПЫ МАҒЛҰМАТТАР

1.1 Оқытушы және пән туралы жалпы мағлұмат

Рахимбердина Анаргуль Турысбековна

Кафедра «Физика және электротехника»

Байланыс туралы ақпарат – тел. 35-26-22, №1 оқу корпусы, № 1110 каб.

Сабақты жүргізу орыны – 11-ші қабат аудиториялары

Осы пән бойынша кредит саны – 4

ЭМ толқындар шкаласы. Жарықтың табиғаты туралы ілімнің дамуы. Ферма

принципі. Жарық жылдамдығы. Энергетикалық бірліктер мен олардың арасындағы қатынастар. Жарық шамалары. Жарық көздерінің модельдері. Пішіні әртүрлі көздерден шығатын жарық ағыны. Шашыратушы беттің жарықтылығы. Әртүрлі жарық көздерінің беретін жарықталынуы.

Табиғаттағы сыну және рефракция құбылыстары. Жарық талшықтары.

Геометриялық оптиканың негізгі ұғымдары мен анықтамалары. Монохромат жарықтың интерференциясы. Дифракция құбылысы. Оптикадағы поляризация ұғымы. Диэлектриктер шекарасындағы толық ішкі шағылу. Металдар оптикасы.

Жылулық сәуле шығару. Жарықтың шашырауы. Табиғаттағы оптикалық құбылыстар. Атомдар мен молекулалардың жарық шығаруының кванттық теориясының негізгі ұғымдары. Люминесценция құбылысы: негізгі заңдылықтары, спектрлік және уақыттық сипаттамалары, кванттық ұғымдар тұрғысынан интерпретациясы. Сызықтық емес оптика.

1.3 Пәнді оқытудың басты мақсаты студенттердің практикалық тәжірибелер мен эксперимент ретінде физикалық теория туралы жалпы түсінік алу болып табылады. Сонымен қатар, оптикалық бақылаудың, өлшеу мен эксперименттің негізгі әдістері туралы, қазіргі заман техникаларында оптикалық құбылыстар мен заңдылықтардың қолданылуы туралы түсінік беру.

1.4 Пәнді оқытудың негізгі міндеті қарастыратын негізгі құбылыстар жайлы білімді,

олардың өту ерекшеліктерін, негізгі ұғымдарды, оптикалық шамаларды, олардың

математикалық жазылуларын, өлшем бірліктерін, тәжірибелік әдістердің

негіздерін және өлшеу нәтижелерін өңдеу туралы мағлұматтар алулары керек.

5. 
   Пәнді оқытудың нәтижелері:
   

негізгі құбылыстарды, олардың өту ерекшеліктерін, негізгі ұғымдарды, шамаларды, олардың математикалық жазылуларын, өлшем бірліктерін, тәжірибелік әдістердің негіздерін және өлшеу нәтижелерін өңдеуді, оптика заңдарын нақты физикалық есептерге қолдануды, құралдармен жұмыс істеуді;

ұға білуі қажет:

негізгі оптикалық заңдылықтарды, олардың табиғатта байқалуын және техникада қолданылуын, олардың математикалық сипатталуын;

меңгеруі қажет:

оптикалық құралдармен жұмыс істеуді, оптика, геометриялық оптиканың нақты есептерін шығаруды білуді;

істей білуі қажет:

• 
  негізгі құбылыстар жайлы білімді, олардың өту ерекшеліктерін, негізгі ұғымдарды, физикалық шамаларды, олардың математикалық жазылуларын;
  
• 
  құбылыстың физикалық механизмін аша білуді;
  

- құралдармен және жүйелердің негізгі параметрлерін өлшеу әдістерімен

жұмыс істей білуі;

- оптикалық құралдармен жасалатын эксперименттердің техникасын меңгеруі;

- оптикалық құбылыстар сипаттамаларын өлшей білуі, өлшеу нәтижесін бағалай білуі, компьютерді қолдана білуі және өлшеу нәтижесінің статистикалық өңдеуінің нәтижесін ала білуі;

1.6 Курс пререквизиттері:

1.6.1 Механика

1.6.2 Молекулалық физика

1.6.3 Электр және магнетизм

1.7 Курс постреквизиттері:

1.7.1 Атомдық физика.

1.7.2 Ядролық физика

1.7.3 Нейтрондық физика
2. ПӘННІҢ МАЗМҰНЫ ЖӘНЕ САБАҚ ТҮРЛЕРІ БОЙЫНША САҒАТТЫ ЖІКТЕУ ОҚУ ЖҰМЫС ЖОСПАРЫНАН КӨШІРМЕ

1 кесте

№	Тақырып аттары	Сағаттар саны					Әдебиет тер
		Дәр	Зер	Маш саб	БОӨЖ	БӨЖ
1	2	3	4	5	6	7	8
Модуль № 1 жарықтың интерференциясы, дифракциясы
1.	Дәріс № 1. ЭМ толқындар шкаласы. Жарықтың табиғаты туралы ілімнің дамуы. Ферма принципі. Жарық жылдамдығы. Энергетикалық бірліктер мен олардың арасындағы қатынастар. Жарық шамалары. Геометриялық оптиканың негізгі ұғымдары мен анықтамалары. Оптикалық бейнелердің геометриялық теориясының бастамалары. Сфералық бетте сыну. Центрленген оптикалық жүйе. Линзадағы бейнені тұрғызу. Жұқа линза формуласы. Сфералық айна. Оптикалық жүйелерді қосу. Линзалық оптикалық құралдар. Практикалық сабағы № 1 Энергетикалық бірліктер, жарық шамалары, әртүрлі жарық көздерінің беретін жарықталынуы. Геометриялық оптика элементтері. Зертханалық сабақ № 1 Жұқа линзаның ұлы фокус аралығын анықтау. Өздік жұмыс № 1 Көз және көру қабілеті. Көздің оптикалық схемасы. Аккомодация мен адаптация. Күндізгі және кешкі көру қабілеті. Жарық сезгіш рецепторлар. Түс және түстік координаталар ұғымы.	1	1	1	1,5	4,5	7.1.2- 1 бөлім, 10-41 беттер; 7 бөлім, 166-204 беттер. 7.1.3- 3 бөлім, 55-91 беттер; 7.1.7 - 3 бөлім, 43-62 беттер
2.	Дәріс № 2 Монохромат жарықтың интерферен-циясы. Жарық толқындарының интер-ференциясы. Екі нүктелік жарық көздерінен шығатын толқындардың интерференциясы. Толқындық фронтты бөлу және амплитуданы бөлу әдістері бойынша тәжірибелер. Интерференциялық жолақтарды локализациялау. Көлбеулігі бірдей және қалыңдығы бірдей жолақтар. Ньютон сақиналары. Квазимо-нохромат жарықтың интерференциясы. Уақыт бойынша когеренттілік. Кеңістік бойынша когеренттілік. Жарық көзінің өлшемдерінің интерференциялық бейнеге әсері. Интер-ференция апертурасы. Майкельсон және Бенуа тәжірибелері. Фурье-спектрометрлері. Фурье түрлендіруі. Фурье спектрометрінің артық-шылығы. Көпсәулелік интерференцияның қолданылуы. Оптикалық фильтрлер. Көпқабатты диэлектрлік қаптаулар. Диэлектрлік айналарда алу. Оптиканың жарықталынуы. Фабри-Перо интерферометрі. Эйри формулалары. Интер-ференциялық жолақтардың анықтығы. Вавилов-Черенков сәуле шығаруы. Практикалық сабағы № 2 Монохромат жарықтың интерференциясы. Зертханалық сабақ № 2 Френель бипризмасының көмегімен жарықтың толқын ұзыңдығын анықтау. Өздік жұмыс № 2 Релэй, Жамен, Рожденственский, Майкельсон екісәулелік интерферометрлері.	1	2	1	1	1	7.1.2- 4 бөлім,67-93 беттер 7.1.3 - 5 бөлім, 91-107 беттер; 7.1.7-4,5,6,7 бөлімдер, 62-150 беттер
3.	Дәріс № 3 Дифракция құбылысы. Гюйгенс-Френель принципі, оның интегралдық түрі және интерпретациясы. Френель аумақтары. Дифракциялық бейнелерді талдау үшін векторлық диаграммаларды қолдану. Аумақтық пластинкалар. Дөңгелек саңылау мен экрандағы дифракция. Бабине принципі. Жартылай шексіз экранның шетіндегі дифракция. Корню спектрі. Френель жуықтауы және Фраунгофер жуықтауы. Практикалық сабағы № 3 Квазимонохромат жарықтың интерференциясы. Зертханалық сабақ № 3 Дифракциялық тордың көмегімен жарықтың толқын ұзындығын анықтау. Өздік жұмыс № 3 Жіңішке саңылаудағы, тікбұрышты және дөңгелек саңылаулардағы Фраунгофер дифракциясы.	1	1	1	1,5	4,5	7.1.2- 6 бөлім, 118-141 беттер 7.1.3 -6 бөлім, 112-126 беттер; 7.1.7 -8,9 бөлімдер, 150-224 беттер
4.	Дәріс № 4 Амплитудалық және фазалық дифракциялық торлар. Акустикалық толқын-дардағы дифракция. Акустооптикалық модуля-торлар. Дифракция және спектрлік анализ. Спектрлі кеңістікте жіктеуші спектроскопия. Призмалық, дифракциялық және интер-ференциялық спектрлік құралдар мен олардың негізгі сипаттамалары: аппараттық функциясы, бұрыштық және сызықтық дисперсиясы, ажырату қабілеті, дисперсия аумағы. Көпөлшемді құрылымдағы дифракция. Брэгг-Вульф формуласы. Лауэ әдісі. Кристалды айналдыру әдісі. Ұнтақ әдісі. Базистің құрылымдық факторы мен шашыратудың атомдық факторы туралы түсінік. Фотондық кристалдар. Табиғи фотондық кристалл. Жасанды фотондық кристалдар. Практикалық сабағы № 4 Жарықтың дифракциясы Зертханалық жұмыс № 4 Линзаның қисықтық радиусын және жарықтың толқын ұзындығын Ньютон сақинасынның көмегімен анықтау. Өздік жұмыс № 4 Бейненің голографиялық жазу әдісінің физикалық негіздері. Габор және Денисток голограммалары. Оптикалық 1статистикалық голографияның қолданылуы. Акустикалық голография. Динамикалық голография.	1	2	1	1,5	4,5	7.1.2- 6 бөлім, 143-166 беттер 7.1.3 -6 бөлім, 126-131 беттер; 7.1.7 -10 бөлім, 224-235 беттер
Модуль № 2 Жарықтың поляризациясы мен дисперсиясы
5.	Дәріс № 5. Оптикадағы поляризация ұғымы. Жарықтың электромагниттік теориясының шеңберіндегі сәуленің поляризациясын бейнелеу. Жарық толқынының затпен әсерлескендегі электр және магнит өрістерінің ролі. Жазық, шеңбер, эллипс бойымен поляризацияланған және поляризацияланбаған жарықты ажырату. Негізгі анықтамалар мен терминдер. Поляризацияның түрлері мен формалары. Поляризацияланбаған сәулелер. Табиғи жарық. Стокс параметрлері мен Мюллер матрицасы туралы түсінік. Жарықтың екі ортаның шекарасымен әсерлескендегі поляризациялық құбылыстар. Оптикадағы Френель формулалары. Толық шағылу. Практикалық сабағы № 5 Амплитудалық және фазалық дифракциялық торлар. Зертханалық жұмыс № 5 Малюс заңын тексеру Өздік жұмыс № 5 Брюстер пластинкалар жиынтығы, шағылдырғыш поляризаторлар.	1	1	1	1,5	4,5	7.1.2-9 бөлім, 224-240 беттер 7.1.3 -8 бөлім, 146-164 беттер; 7.1.7 -16 бөлім, 370-380 беттер
6.	Дәріс № 6 Диэлектриктер шекарасындағы толық ішкі шағылу. Поляризациясы әртүрлі шағылған сәулелер фазаларының қатынастары. Металдар оптикасы. Максвелл теңдеулері мен металдағы толқындар. Металл шекарасындағы жарықтың шағылу мен сынуының геометриялық заңдары. Практикалық сабағы № 6 Көпөлшемді құрылымдағы дифракция Зертханалық жұмыс № 6 Рефрактометр арқылы заттың сыну көрсеткішін анықтау. Өздік жұмыс № 6 Металдардың оптикалық константаларын өлшеу.	1	1	1	1,5	4,5	7.1.2- 3 бөлім, 45-67 беттер; 7.1.7-23,24, 25 бөлімдер, 470-495 беттер
7.	Дәріс № 7 Анизотроп орталардың оптикасы. Анизотроп орталардағы жарық толқындарының таралуы: эксперименттік фактілер мен теория элементтері. Френельдің толқындық нормальдер теңдеуі. Фазалық және сәулелік жылдамдықтар. Біросьті және екіосьті кристалдар. Жарықтың қосарланып сынуы. Гюйгенс тұрғызуының көмегімен жарықтың таралуын сапа жағынан талдау. Практикалық сабағы № 7 Поляризация. Өздік жұмыс № 5 Поляризацияланған жарықтың интерференциясы.	1		1	1,5	4,5	7.1.2- 10 бөлім, 246-264 беттер 7.1.3-8 бөлім, 164-168 беттер; 7.1.7-26 бөлім, 495-525 беттер
8.	Дәріс № 8 Эллипс бойынша поляризацияланған жарықты алу және талдау. Гиротропты орталар туралы ұғым. Табиғи оптикалық активтілік. Сахарометрия. Механикалық деформация, электрлік (Поккельс және Керра эффектілері), магниттік (Фарадей, Коттон-Муттон эффектілері) өрістер әсерінің нәтижесінде пайда болатын оптикалық қасиеттердің анизо-тропиясы. Зееман эффектісі. Сұйық крис-талдардағы оптикалық эффектілер. Динами-калық шашырату. Қосарланып сыну құбылысын электрлік өріс көмегімен бағытты түрде өзгерту. Практикалық сабағы № 8 Оптикадағы Френель формулалары. Өздік жұмыс № 8 Сахарометрия.	1	1	1	1,5	4,5	7.1.2- 12 бөлім, 284-306 беттер 7.1.3 -8 бөлім, 168-171 беттер; 7.1.7 -27,31 бөлімдер, 525-633 беттер
9.	Дәріс № 9 Жарықтың дисперсиясы. Жарықтың заттағы таралуының микроскопиялық бейнесі. Сызықты оптикалық осциллятор. Диспер-сияның классикалық электрондық теориясы. Фазалық және топтық жылдамдықтар, олардың қатынастары. Сыну көрсеткішінің қалыпты және аномальды дисперсиясы. Практикалық сабағы № 9 Жарықтың қосарланып сынуы. Зертханалық жұмыс № 7 Луммер-Бродхун фотометрінің көмегі арқылы жарықтың техникалық шамаларын анықтау. Өздік жұмыс № 9 Дисперсияны байқау схемалары. Пуччианти әдісі.	1	2	1	1,5	4,5	7.1.2- 11 бөлім,264-279 беттер 7.1.3-7 бөлім, 131-140 беттер; 7.1.7 -28 бөлім, 538-575 беттер
10.	Дәріс № 10. Жылулық сәуле шығару. Заттың сәуле шығару және жұту қабілеттері мен олардың қатынастары. Абсолют қара дененің моделі. Стефан-Больцман заңы. Вин ығысу формуласы. Рэлей-Джинс формуласы. Практикалық сабағы № 10 Жарықтың дисперсиясы Зертханалық сабақ № 8 Стефан-Больцман тұрақтысын анықтау Өздік жұмыс № 10 Сәуле шығарудың классикалық теориясының шектелуі.	1	1	1	1,5	4,5	7.1.2- 14 бөлім, 323-337 беттер 7.1.3 -7 бөлім, 140-143 беттер; 7.1.7 -36 бөлім682-711 беттер
Модуль № 3 Жарықтың кванттық теориясы
11.	Дәріс № 11. Кванттық теорияның элементтері. Планк формуласы. Жарықтың шашырауы. Жарықтың молекулалық шашырауы. Шашыраған жарық интенсивтілігінің жиілікке тәуелділігі (Рэлей формуласы) және шашыратудың бұрыштық диаграммасы. Ми шашыратуы және тығыздық флуктуа-циясындағы шашырату. Доплер эффектісі мен жарықтың абберациясы. Шашыраған жарықтың поляризациясы, оның спектрлік құрамы. Практикалық сабағы № 11 Жылулық сәуле шығару Зертханалық сабақ № 9 Жарықтың толқын ұзындығын лазер көмегімен анықтау. Өздік жұмыс № 11 Мандельштам-Бриллюэн өзіндік шашыратуы және комбинациялық шашырату. Ұсақдисперсті және бұлыңғыр орталардағы жарықтың шашырауы.	1	2	1	1,5	4,5	7.1.2- 15 бөлім, 337-353 беттер 7.1.3 бөлім, беттер; 7.1.7 -29 бөлім, 575-607 беттер; 32,33 бөлім, 633-660
12.	Дәріс № 12. Табиғаттағы оптикалық құбылыстар. Күн сәуле көзі. Синхротрондық сәуле шығару. Жердің бетін жарықтандыру. Атмосфераның өткізуі. Атмосферадағы рефракция. Сәуленің турбуленттік ығысуы. Атмосферадағы Рэлей шашыратуы. Практикалық сабағы № 12 Табиғаттағы оптикалық құбылыстар. Өздік жұмыс № 12 Кемпірқосақты зерттеудің тарихы мен есептеуі. Полярлық жарқырау.	1		1	1,5	4,5	7.1.2- 17 бөлім, 375-376 беттер 7.1.3 бөлім, беттер;
13.	Дәріс № 13. Люминесценция құбылысы: негізгі заңдылықтары, спектрлік және уақыттық сипаттамалары, кванттық ұғымдар тұрғысынан интерпретациясы. Фотоэффект. Негізгі экспе-рименттік заңдылықтар және оларды түсіндіру. Фотондар мен олардың қасиеттері. Фотондар қатысатын процестердегі энергия мен импульстің сақталу заңдары. Комптон эффектісі. Практикалық сабағы № 13 Фотоэффект Зертханалық жұмыс № 10 Планк тұрақтысын анықтау Өздік жұмыс № 13 Фотолюминесценция.	1	2	1	1,5	4,5	7.1.2- 16 бөлім, 356-375 беттер; 7.1.7-38 бөлім,711-749 беттер
14.	Дәріс № 14 Сызықтық емес оптика. Тұрақты ток өрісіндегі диэлектриктің поляризациясы. Жарық өрісіндегі диэлектриктің поляризациясы. Электромагниттік толқындардың сызықтық емес әсерлесуі. Практикалық сабағы № 14 Комптон эффектісі Өздік жұмыс № 14 Екінші гармониканың генерациясы. Екінші гармониканың генерациясындағы фазалық синхронизм.	1		1	1,5	4,5	7.1.2- 18 бөлім,391-398 беттер; 7.1.7 -41 бөлім, 820-849 беттер
15.	Дәріс № 15 Еріксіз комбинациялық шашырату. Стокс шашыратуы. Антистокс шашыратуы. Жарықтың өзіндік фокусировкасы. Мандельштам-Бриллюэн еріксіз шашыратуы. Ауысулардың қанығуы. Сызықтық және сызықтық емес жұтылу. Спектрлік сызықтардың ені мен профильдері. Практикалық сабағы № 15 Доплер эффектісі Өздік жұмыс № 15 Сызықтардың біртекті және біртексіз кеңеюі. Толқындық фронттың айналуы	1		1	1,5	4,5	7.1.2- 18 бөлім, 401-410 беттер; 7.1.7-41 бөлім, 849-860 беттер

3 ПӘНДІ ОҚЫТУҒА АРНАЛҒАН ӘДІСТЕМЕЛІК НҰСҚАУЛАР

Курсты оқыған кезде берілген тақырыптың негізгі жағдайларын қарастыруға баса назар аудару керек, осы мақсатта пәннің оқу-әдістемелік кешенін ұсынып отырмыз, ол студенттердің оқулықпен жұмыс істеуін жеңілдетеді. Пәнді оқып меңгеруі үшін студенттің қолында оқулықтар, оқу құралдары, физикадан зертханалық жұмыстарға әдістемелік нұсқаулар бар.

Ең маңыздысы дұрыс оқулық таңдап алу. Бір уақытта бірнеше оқулықты пайдаланудың қажеті жоқ, ұсынылып отырға әдебиеттердің ішінен тек біреуін ғана негізгі етіп алу керек. Басқа оқулықтарды тек қажетті материал болмаған кезде немесе оқулықта қысқаша ғана көрсетілген кезде ғана пайдаланады. Курсты тақырып бойынша, пән бағдарламасына сәйкес оқыған жөн.

Студент барлық аудиториялық сабақтарға және ОКӨБЖ –қа қатысуы міндетті, оқытушымен қосымша сабақ өтуге мүмкіндігі бар.

4. КУРСТЫҢ ФОРМАТЫ

Студент мерзімінде оқытушыға ӨБЖ тапсырмаларын тапсыруы қажет, зертханалық, практикалық сабақтарына дайын болуы керек.

Студент сабақты босататын болса, оның рейтингісі төмендетіледі, сондықтан ол босатылған сабақтар бойынша бақылау жұмысын орындауы қажет.

Студент оқу сабақтарының барлық түрлерінде белсенді жұмыс істеуі қажет, оның жұмысы баллмен бағаланады да, қосылып аралық және қорытынды рейтинг қойылады.

ОКӨБЖ –қа сабақ және өзбетімен жұмыс кезінде қиындық тудырған сұрақтар шығарылады. Егер ондай сұрақтар туындамайтын болса, дәріс бойынша білімін кеңейтіп тереңдетеді, қосымша ғылыми әдебиеттермен танысуына болады.

5. КУРСТЫҢ САЯСАТЫ

Студентке қойылатын талаптар:

«Оптика» пәні бойынша балдардың бөлінуі

7.1. Негізгі әдебиеттер

7.1.1 Жұманов К.Б. Оптика негіздері, 1 бөлім: Оқу құралы.-Қазақ университеті, 2004 – 321 б.

7.1.2 Н.М. Годжаев Оптика. учеб. пособие для вузов. М., Высшая школа, 1977.

7.1.3 Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики, М, Высшая школа, 1989 г.

7.1.4 Волькенштейн В.С. Жалпы физика курсының есептер жинағы Алматы, Мектеп, 1974 ж.

7.1.5 Абдуллаев Ж. Жалпы физика курсы, Ана тілі, 1991 ж..

7.1.6 Паримбеков З.А., Рахимбердина А.Т., Тұрысбекова Б.Ш. Физика курсынан зертханалық практикум. Семей, 2011 ж.

7.1.7 Ландсберг Г.С. Оптика.-М.: Наука, 1976

7.1.8. Матвеев А.Н., Оптика.-М.: Высшая школа, 1985

7.1.9. Бутиков Е.И. Оптика.-М.: высшая школа, 1986

7.1.10 Савельев И.В. Жалпы физика курсы III т. Алматы Мектеп 77ж.(аударма)

7.2 Қосымша әдебиеттер

7.2.1. Дж. Орир Физика в 2-х томах ., Москва, Мир, 1981 г.

7.2.2. Борн М., Вольф Э. Основы оптики.-М.: Наука, 1973

7.2.3. Чертов А.Г., Воробьев А.А. Задачи по физики. М. Высшая школа, 1988 г.