Введение в специальность. Рабочая программа дисциплины по направлению подготовки 551900 ''Оптотехника''

Введение в специальность Рабочая программа дисциплины по направлениям подготовки: 551900 «Оптотехника (бакалавр, магистр)», 654000 «Оптотехника (дипломированный специалист)» специальности: 190700 «Оптико-электронные приборы и системы специализации: 190708 «Проектирование оптических систем», 190712 «Оптические приборы», 190713 «Компьютерная оптика» факультет: Оптико-информационных систем и технологий

1. Цели и задачи дисциплины Дисциплина «Введение в специальность» преподается студентам первого курса кафедры прикладной и компьютерной оптики (группы 100, 101, 120). Целью дисциплины является формирования у студентов представления о своей специальности, и о задачах, которые она решает. Материал дисциплины основывается на знаниях обучающимися геометрической оптики, в объеме курса «физика» средней школы. Задачами преподавания дисциплины, связанными с ее содержанием, являются:

• • • •

сформировать представление о целях и задачах современной прикладной и компьютерной оптики; сформировать у студентов начальное представление об оптических приборах; ознакомить обучающихся c основными характеристиками оптических систем; ознакомить обучающихся с компьютерными программами проектирования оптических систем;

2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины Студент считается освоившим содержание дисциплины, если он:

• • •

имеет представление о целях и задачах современной прикладной и компьютерной оптики; имеет представление об основных типах оптических приборов и их характеристиках; имеет представление о программах автоматизированного проектирования оптических систем;

3. Объем дисциплины и виды учебной работы Вид учебной работы

Всего часов 1

Общая трудоемкость дисциплины Аудиторные занятия Лекции Лабораторные работы (ЛР) Самостоятельная работа Вид итогового контроля (зачет, экзамен)

97 51 34 17 46

1 1

зачет

Семестры 2

2 2 2 зачет

4. Содержание дисциплины 4.1. Разделы дисциплин и виды занятий № п/п 1. 2. 3. 4.

Раздел дисциплины Структура и организация учебного процесса Направление, специальность и специализация Оптические приборы Программы автоматизированного проектирования оптических систем

Лекции

ЛР

17 3 14

8 7

СРС

4.2. Содержание разделов дисциплины 1. Структура и организация учебного процесса 1.1. История ИТМО. История создания университета. История развития факультета ОИСТ и кафедры ПиКО. 1.2. Информация о факультете ОИСТ и кафедре ПиКО Знакомство с кафедрой и преподавателями кафедры. Структура факультета. Деканат, декан, заместитель декана по младшим курсам. Кафедры факультета. 1.3. Организация учебного процесса Виды учебных занятий (лекции, практические занятия и лабораторные работы) и их краткая характеристика. Организация самостоятельной работы: выполнение домашних заданий, подготовка к выполнению лабораторных работ, подготовка к экзаменам, посещение дополнительных занятий, работа с литературой и информационными ресурсами 1.4. Работа с учебной и учебно-методической литературой Библиотека. Систематические и алфавитные каталоги. Работа с учебной и учебно-методической литературой. Правильное использование конспекта лекций. Работа с информационными образовательными ресурсами (тесты, электронные учебники). Поиск информации в сети Интернет. 2. Направление, специальность и специализация. Различия понятий направление-специальность-специализация. Основных направления развития и задачи инженерных и магистерских специализаций “Оптические приборы”, “Компьютерная оптика”, “Проектирование оптических систем”. Прикладная оптика и ее потребность в компьютерных технологиях. Современные направления прикладной и компьютерной оптики. 3. Оптические приборы 3.1. Анатомия глаза и зрение Строение глаза – как органа зрения. Упрощенная оптическая схема глаза. Аккомодация. Глаз – как приемник изображения. Спектральная чувствительность и цветовостприятие. Адаптация. Характеристики глаза. Дефекты зрения и их коррекция. 3.2. Основные характеристики оптических систем Классификация оптических приборов. Характеристики предмета и изображения. Зрачковые характеристики. Передаточные характеристики (масштабные и энергетические). Критерии качества изображения. Аберрации. 3.3. Фотоаппараты Основные характеристики объектива: фокусное расстояние, относительное отверстие, поле зрения, разрешающая способность, глубина резкости. Классификация фотоаппаратов. Системы фокусировки. Экспозиция. Зеркальные фотоаппараты. Особенности цифровых фотоаппаратов. 3.4. Телескопические системы Назначение телескопических систем. Основные характеристики: видимое увеличение, поле зрения, апертура, угловой предел разрешения. Оптические схемы телескопических систем: Кеплера, Галилея, Кассегрена. 3.5. Микроскопы Лупа и ее характеристики. Оптическая схема микроскопа. Основные характеристики микроскопа: видимое увеличение, поле зрения, разрешающая способность. Полезное увеличение. Иммерсия. Различные виды микроскопов и методы наблюдения. Электронные и сканирующие микроскопы. 3.6. Осветительные системы Назначение и основные характеристики осветительных систем. Коллекторы и конденсоры. Оптические схемы типовых осветительных систем. Прожекторы. Осветительные системы проекционных приборов. Осветительные системы микроскопов. 4. Программы автоматизированного проектирования оптических систем 4.1. Обучающая программа «оптическая скамья» Построение хода луча через тонкие компоненты. Построение оптических схем при помощи обучающей программы «оптическая скамья». 4.2. Пакет программ автоматизированного проектирования OPAL-PC Работа с пакетом программ автоматизированного проектирования OPAL-PC. Создание оптической системы глаза, анализ характеристик качества фотообъективов и создание телескопических систем при помощи OPAL-PC. 4.3. Среда автоматизированного конструирования AutoCAD Среда автоматизированного конструирования AutoCAD. Автоматизированное создание чертежа оптической системы. Автоматизированное создание чертежа линзы.

5. Лабораторный практикум, практические занятия и курсовые проекты 5.1. Лабораторный практикум № п/п 1.

№ раздела дисциплины 4.1

2.

4.1

3.

4.2, 3.2

4.

3.2, 3.3

5. 6.

3.4 4.3

Наименование лабораторных работ Построение хода луча через тонкие компоненты Построение оптических схем при помощи обучающей программы «оптическая скамья» Создание оптической системы глаза при помощи OPAL-PC Анализ характеристик качества фотообъективов при помощи OPAL-PC Создание телескопических систем при помощи OPAL-PC Программа автоматизированного конструирования AutoCAD

6. Учебно-методическое обеспечение дисциплины 6.1. Рекомендуемая литература а) основная литература 1. 2. 3. 4. 5.

Бегунов Б.Н., Заказнов Н.П. и др. Теория оптических систем. М.: Машиностроение, 1984. Иванова Т.В. Введение в прикладную и компьютерную оптику. Конспект лекций. СПб: СПб ГИТМО (ТУ), 2002. Родионов С.А. Автоматизация проектирования оптических систем. Л.: Машиностроение. 1982. Родионов С.А. Основы оптики. Конспект лекций. СПб: СПб ГИТМО (ТУ), 2000. Русинов М.М. и др. Вычислительная оптика. Справочник. Л.: Машиностроение, 1984.

б) дополнительная литература (ресурсы сети Интерент) 1. 2. 3. 4. 5.

сайт кафедры прикладной и компьютерной оптики: http://aco.ifmo.ru/ ресурсы, посвященные анатомии глаза и зрению: http://shop.webmarket.ru/lornet-m/, http://vision.ochkam.net/ ресурсы, посвященные фотоаппаратам: http://www.photodome.ru/, http://www.photographer.ru/, http://www.photoweb.ru/, http://www.photoline.ru/, http://www.photoforum.ru/, http://www.interlink.ru/ ресурсы, посвященные телескопическим системам: http://www.telescope.ru/, http://samod.chat.ru/ ресурсы, посвященные микроскопам: http://www.lomoplc.com/, http://www.infectology.spb.ru/microscopy/, http://www.nanoworld.org/russian.htm, http://micro.magnet.fsu.edu/optics/index.html

6.2. Средства обеспечения освоения дисциплины Обучающая программа «оптическая скамья» Пакет автоматизированного проектирования оптических систем OPAL-PC Программа автоматизированного конструирования AutoCAD

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины Компьютерный класс со специализированным программным обеспечением

Программу составила: к.т.н., доц. Иванова Т.В., кафедра Прикладной и компьютерной оптики