Учебно-методическое обеспечение самостоятельной

Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы
студентов по освоению курса «Инструментальная оптика».
1. Общие принципы и классификация форм самостоятельной
работы.
В России в последнее десятилетие все более отчетливо происходит
переход от унифицированного образования к вариативному, мобильному.
Целью такого образования является формирование у обучаемого картины
мира, которая обеспечивает принятие решения личностью в различного рода
жизненных ситуациях, в том числе ситуациях неопределенности.
Предполагается, что в ходе такого образования человек приобщается к
современной коммуникационной культуре и овладевает различными
способами мышления, посредством которых люди на протяжении многих
веков строили мировые цивилизации. Сегодня в системе образования
складывается
педагогика
развития
с
присущим
ей
детои
студентоцентризмом,, целевой установкой на овладение способами
мышления в данном обществе. Очевидно, что такой подход - основа поиска
новых инновационных технологий, приемов, средств и форм в
образовательной деятельности, таких, которые могут расширить
возможности развития личности.
Исходя из цели повышения качества подготовки специалистов, одной из
важнейших задач высшей школы в современных условиях становится
формирование готовности будущих специалистов к самостоятельности и
проявлению творческой активности, важно не только выдержать
конкуренцию, но и побеждать.
В основу организации учебного процесса положен принцип, согласно
которого все рабочее время студента состоит из двух частей: аудиторная
работа и самостоятельная. Под самостоятельной работой понимают
разнообразные виды индивидуальной и коллективной деятельности студента
по заданиям без непосредственного участия педагога.
Самостоятельная работа предназначена не только для овладения
отдельной дисциплиной, но и формирования навыков самостоятельной
работы вообще, в учебной, научной, профессиональной деятельности. На
младших курсах высшей школы преподаватель должен решать проблему не
столько правильного построения учебной деятельности, сколько ее
адекватного формирования у студентов. Речь идет о том, чтобы научить
студентов учиться, и это чаще важнее, чем вооружение их конкретными
знаниями.
Таким образом, управляя учебным процессом, преподаватель, помимо
подачи учебной информации, должен организовывать самостоятельную
работу студентов. Одной из главных черт вузовской системы является
1
высокая самостоятельность субъекта и объекта обучения - студента. Так,
если в средней школе учитель ведет ученика за руку, помогая ему на каждом
шагу и в то же время ограничивая его свободу, то студенту предоставляется
большая свобода, и на него, соответственно, возлагается большая
ответственность.
По своей сущности самостоятельная работа студента (СРС) представляет
собой такую форму учебного процесса, в ходе которого они, читая и изучая
литературу,
осуществляют
активную,
напряженную
умственную
деятельность по овладению того или иного научного предмета, как по
заданию преподавателя, так и по собственной инициативе. Особенность же
СРС заключается в том, что она учитывает индивидуальные свойства
каждого студента. Для того чтобы учение было наиболее эффективно,
студент должен самостоятельно открыть настолько большую часть
изучаемого материала, насколько в данных обстоятельствах возможно.
Формы организации СРС напрямую зависят от творческого подхода
преподавателя, под руководством и контролем которого работают студенты,
неотъемлемой частью которого являются:
- подготовка к лекционным занятиям с элементами фронтального
опроса;
- выполнение творческих заданий;
- написание рефератов, курсовых работ и так далее.
Студенты приобретают навыки самостоятельной работы не только при
выполнении учебных заданий, но и на практике внутривузовских и
межвузовских научных конференциях.
Составной частью является соблюдение этапов организации СРС:
1.Организация СРС по всем дисциплинам.
2.Индивидуализация заданий.
3.Организация систематического контроля.
При подготовке инженера-физика значительную роль в процессе
обучения играет самостоятельная работа. Она включает в себя подготовку к
экзаменам, лабораторным и практическим занятиям, выполнение домашних
заданий и курсовых работ и проектов. При правильной организации ее
появляются новые возможности для повышения качества и эффективности
преподавания. Самостоятельная работа вырабатывает у студентов навыки
работы с литературой, справочниками, Интернетом и т. д.
Организация эффективной СРС зависит от наличия учебной и
методической литературы:
1) в библиотеке института в количестве, достаточном для выдачи
студентам ее на руки на семестр;
2) в библиотеках города;
3) в библиотеках заводов, на которых работают студенты заочники;
4) в открытой продаже;
2
Кроме того, СРС зависит от возможности доступа в Интернет:
1) в домашних условиях;
2) по месту работы;
3) в институте, в частности, на кафедрах.
СРС зависит также от мотивации к учебе и возможностей самого
студента.
Так, например, организуя работу студентов, преподаватель учитывает
цели занятий:
1. Анализируя источники, студент должен делать самостоятельные
выводы.
2. Занятия дают не просто знания, но и чисто профессиональные навыки.
3. Занятия учит студентов дискутировать, спорить, доказательно
излагать свои мысли.
Навыки, полученные студентами по организации самостоятельной
работы,
помогут
им
при
изучении
родственных
дисциплин
общепрофессионального цикла, обладающих сходством объекта, предмета,
целей преподавания и понятийно-терминологического аппарата.
Кроме того, организация СРС должна соответствовать определенным
требованиям:
- непрерывность в течение семестра;
- многогранность;
- увлекательность;
- индивидуальность;
- открытость поощрения.
СРС должна быть направлена не на удовлетворение требований
педагога, не на получение уже известного результата известными же
способами, так как в настоящее время часто наблюдается сведение
самостоятельного изучения к выполнению (преимущественно во
внеаудиторное время) некоторой системы заданий, ответам на вопросы и к
конспектированию учебников и учебных пособий, которые, как правило,
студент выполняет в виде механического переписывания (лишь бы
представить выполненное задание). В то время как СРС предполагает
формирование у будущих специалистов таких умений, как:
1.Умения творческой деятельности:
- сформулировать гипотезу и проверить ее в дальнейшем;
- сформулировать основные цели выполняемой работы;
- анализировать ситуации и делать выводы;
- ставить новые вопросы и видеть проблемы в традиционных ситуациях;
- владеть основными методиками решения учебно-исследовательских
задач;
- вести поиск альтернативных средств и способов решения;
3
- абстрагировать содержание и выделять существенное;
- программировать;
- стимулировать фантазию;
- систематизировать результаты наблюдений и экспериментов;
- оформлять результаты в виде реферата, доклада и т. п.
2. Умения самообразовательной деятельности:
- планировать самостоятельную работу;
- использовать современный справочно-библиотечный аппарат,
библиографические и источниковедческие справочники, в том числе
компьютерные банки данных;
- пользоваться методикой партитурного, ознакомительного чтения и
скорочтения;
- составлять рефераты и обзоры по разнообразным информационным
материалам;
- составлять планы, конспекты, тексты публичных выступлений;
- осуществлять самоконтроль за работой, объективно оценивать
результаты и т. д.
Учитывая вышеперечисленное, следует отметить, что главную роль в
организации СРС играет преподаватель и его готовность к ней. Готовность
преподавателя к организации СРС является одним из показателей качества
подготовки преподавателя. Для того чтобы профессиональная деятельность
преподавателя соответствовала современным требованиям, ему необходимо
систематически совершенствовать свое мастерство. При этом определяющим
будут не заложенные вузом знания, умения и навыки, а способность самой
личности работать над собой, то есть способность к самосовершенствованию.
Наличие высокого профессионально-личностного статуса у преподавателя
является стимулом и становится целью студента - развить в себе подобные
качества. Деятельность преподавателя должна быть направлена, прежде
всего, на создание условий для сознательного выбора студентом
"образовательной траектории"; на уточнение целей, которые ставит перед
собой студент; на помощь студенту в планировании своей деятельности; на
консультирование по применению конкретных учебников средств, приемов,
методов обучения.
Для того чтобы у будущего студента повысилось заинтересованность в
получении дополнительных знаний самостоятельно, преподаватель должен
учитывать условия формирования профессионального интереса:
- использование средств, возбуждающих интерес к знаниям как мотивам
познавательной деятельности;
- применение методов активизации познавательной самостоятельной
деятельности студентов;
- создание на занятиях ситуаций, требующих более широких знаний, чем
те, которые уже имеются у студентов;
4
- рассмотрение конкретных примеров, требующих применение
полученных знаний на практике, что позволит привлекать студентов к
"открытию себя" и новых знаний.
Результат самостоятельной работы зависит от степени четкости
сформулированных задач, от обеспеченности информационной базой, от
умения студента использовать навыки самостоятельной работы.
При осуществлении СРС важно установить обратную связь в учебном
процессе, которая осуществляется через контроль.
Контроль за обучением СРС нужно проводить непрерывно, используя
при этом не только текущий, рубежный, итоговый и входной его виды, но и
такие подвиды, как фронтальный, групповой, индивидуальный. По
результатам
контроля
преподавателю
легче
определить
формы
индивидуальной СРС, учитывая уровень подготовки и склонности каждого
студента.
Результаты СРС выражаются не только в получении оценки
преподавателя. По результатам научно-исследовательской работы многие
студенты, зарекомендовавшие себя положительно, получают возможность
успешно трудоустроиться уже во время обучения в вузе и после.
Так, при сборе материалов к выступлению на вузовской и межвузовской
конференциях, для участия в конференции, студенту пришлось работать не
только в библиотеках института, города, использовать Интернет, но и
встречаться и общаться со специалистами
Рыночные отношения требуют активного творческого самопроявления
молодого специалиста, способного самостоятельно искать свои методы
познания,
исследовательские
подходы,
варианты
построения
профессиональной карьеры, поэтому главным в образовательной практике
становится не только содержание предмета, а интерес обучаемого: его
активная деятельность по овладению знаниями, а не насыщение
разнообразной информацией. Готовность к профессиональной деятельности
является результатом обучения, выражающуюся в способности применять на
практике
полученные
знания,
приобретенные
умения,
решать
профессиональные задачи по мере возникновения необходимости.
В арсенале таких приемов едва ли не главными являются приемы
осмысления учебного текста. Аргументами в пользу такого подхода являются
следующие факты, данные исследований и результаты наших наблюдений:
- Согласно международной Программе оценки обучающихся
"Мониторинг знаний и умений в новом тысячелетии" один из критериев
уровня образования - грамотность чтения. Она определяется как способность
человека к пониманию письменных текстов и рефлексии на них, к
использованию их содержания для достижения собственных целей, развития
знаний и возможностей, для активного участия в жизни общества.
Значительная часть студентов вследствие ограниченности понятийнотерминологического запаса, отсутствия познавательной мотивации и навыков
интеллектуального труда, не "проходят" триаду "знак - значение-смысл",
5
оставаясь, как правило, на "значении" в лучшем случае. Отметим, что
усмотрение и построение смыслов есть понимание предлагаемого текста.
Таким образом, методы анализа смысловой структуры текста с целью
самостоятельного осмысления учебной информации студентами суть задача
образовательной деятельности. Имея приемы текстовой деятельности,
обучаемый способен теоретически проработать материал, вынесенный на
самостоятельную работу студентов, чтобы в дальнейшем "расширить"
смыслы в совместной деятельности с преподавателем на практических,
семинарских и лабораторных работах. Отметим, что условием глубины
понимания учебного материала является его обязательное многократное
осмысление на различных этапах, что должно обеспечиваться продуманным
выбором его объема и содержания.
В качестве примера рассмотрим методику построения структуры
содержания текста, в которой предлагается денотативный анализ текста,
результат которого - представление его в виде графа, где вершинами
выступают имена денотатов, полученные в результате содержательного
анализа текста и применения необходимых знаний о данном фрагменте
действительности, а ребрами - предметные отношения между этими
денотатами. Денотативная структура должна удовлетворять требованиям
целостности, пространственности, изобразительности, а также в ней должны
быть обеспечены однозначность, эксплицитность и иерархчность элементов
содержания.
Методика построения денотативной структуры текста включает в себя
положения, определяющие возможный способ анализа текста с целью
иерархии его содержательных единиц, принципы выделения имен этих
единиц и их отношений, а также способ их организации в целостную
структуру.
Назовем кратко указанные положения и принципы:
1. Выделение "ключевых" элементов текста, т.е. наиболее важных,
существенных в понимании. Это выделение происходит не на уровне слов, а
на уровне денотатов, являющихся единицами содержания. В содержательном
плане такие элементы представляют собой то, о чем говорится в
определенном отрезке текста. Денотат понимается как динамическая единица
речи, возникшая в сознании, за которой стоит предметная действительность.
Денотат не задан заранее как лексическое значение, поэтому каждый раз он
должен быть найден в процессе декодирования языкового выражения.
2. Выделение подтем. Выделенные "ключевые" элементы, хотя и
являются наиболее существенными, могут принадлежать к различным
уровням структуры содержания. Задача заключается в том, чтобы определить
элементы, принадлежащие к верхним уровням текста, т.е. главный предмет
описания и его подтемы. Для этого структуру внутренних связей необходимо
6
задать в виде таблицы, где в левом столбце фиксируются "ключевые
элементы", а в правом - поставленные в соответствие каждому элементу все
связанные с ним в тексте денотаты. При этом в каждой из групп правого
столбца может содержаться повторяющийся денотат, некоторые из них могут
принадлежать к множеству "ключевых". Главный "предмет" описания "ключевой" денотат, имеющий наибольшее вхождение в группы и такой, что
по объему замещаемого содержания является более широким, чем связанные
с ним денотаты. Каждый "ключевой" денотат, в группу правого столбца
которого входит главный предмет, считается подтемой. В тексте, как
правило, несколько подтем.
3. Определение субподтем. Денотаты, содержащиеся в правом столбце
таблицы за вычетом главного предмета, являются субподтемами подтем, к
которым они относятся. Субподтемы раскрывают содержание подтем, и их
связи, как правило, не выходят за уровень этих подтем.
4. Графическое представление иерархии подтем и субподтем. Таблица
связей в результате ее анализа преобразуется в граф, имеющий вид
иерархического дерева, где вершине первого уровня соответствует имя
главного предмета, вершинам второго уровня - имена подтем, а третий
уровень соответствует субподтемам. Ребрам в таком графе соответствует
наличие определенной связи между вершинами, причем конкретный вид
связи может быть и не выражен. Такая форма представления делает
наглядной и обозримой структуру отношений между элементами различных
уровней текста и способствует, вне всякого сомнения, более полному и
глубокому пониманию содержания текста. Данная структура позволяет
оценить "мощность" подтем, их значимость и на этом основании наметить
пути компрессии текста, если в этом есть необходимость.
5. Определение соотношения денотатов. Задачей данного этапа является
приведение полученной иерархической структуры функциональных
элементов в соответствии с моделью ситуации, формирующейся в интеллекте
в результате понимания текста. Это достигается за счет экспликации
предметных отношений, существующих между денотатами, что приводит к
уточнению соотношения элементов полученной структуры, детализации ее
уровней, к общему ее преобразованию. Наиболее типичными классами
предметных отношений являются, например, пространственные отношения,
временные, причинно - следственные, часть - целое, отношения формы,
воздействия, взаимодействия и т.д.. Иногда предметные отношения могут не
иметь лексическое или грамматическое выражение, но содержаться в тексте
имплицитно. Результатом такого преобразования является граф денотатной
структуры, который в конечном итоге часто приобретает вид не
иерархического дерева, а сети.
7
Очевидно, что освоение приемов осмысления требует немалых волевых
усилий, постоянного, а не от случая к случаю, тренинга, просто
интеллектуального любопытства. Возможно, полуироничное признание
В.Гете может стать призывом именно к такому серьезному труду: "Люди и не
подозревают, каких трудов и времени стоит научиться читать. Я сам на это
употребил 80 лет и все еще не могу сказать, что вполне достиг цели".
Большое значение для обеспечения высокого качества подготовки имеет
не только организация самостоятельной работы студентов, но и её контроль.
В настоящее время на первое место в процессе обучения в высшей
школе выдвигаются задачи не столько максимального усвоения научной
информации, сколько формирования умения творчески мыслить и
самостоятельно приобретать новые знания. Активизация процесса обучения в
вузе достигается путём включения студентов в самостоятельную
познавательную деятельность при организации аудиторной и внеаудиторной
работы.
В педагогической литературе нет однообразия в трактовке типов (видов)
самостоятельных работ. Большинство авторов сходятся на следующей их
классификации:
По характеру деятельности:
Воспроизводящая (репродуктивная) самостоятельная работа, которая
требует точного воспроизведения изученного материала и ранее усвоенных
приёмов и способов действия. В основе такой работы лежит репродуктивная
деятельность, включающая узнавание, установление различия или подобия,
решения типовых задач по образцу, что позволяет быстро овладевать
содержанием учебного материала.
Особое значение при составлении заданий для таких работ имеет их
индивидуализация с целью повышения самостоятельного выполнения.
Например, номер варианта должен соответствовать последним двум цифрам
номера зачётной книжки. В этом случае получится 50 различных вариантов
исходных данных, что позволит практически каждому студенту из потока
индивидуализировать задание и в определённой мере повысить
самостоятельность исполнения.
Большое значение для выполнения студентами домашних заданий и
контрольных работ имеет их методическое обеспечение. В методических
указаниях должны быть достаточно подробно изложены примеры решения
типовых задач, указана учебно-методическая литература.
Учитывая определённые затруднения в доступе студентов Технологоэкономического факультета к технической справочной литературе и в связи с
ограниченным количеством её в библиотеке вуза, в методических указаниях.
8
Реконструктивно-вариативная
самостоятельная работа, которая предполагает:
(репродуктивно-творческая)
- не только воспроизведение знаний, но и расширение сферы их
использования;
- отсутствие готовых способов решения задачи, необходимость
преобразований, обобщений, привлечения ранее приобретённых знаний.
Выполняя это задание студенту необходимо применить, обобщить
знания, полученные при изучении темы «Литьё в песчано-глинистые
формы».
Частично поисковая (творческо-репродуктивная) самостоятельная
работа, которая характеризуется активным накоплением опыта поисковой
деятельности, связанной с применением усвоенного материала для решения
некоторых нестандартных практических задач, приобретением умений
комбинировать известные методы решения в новых условиях,
самостоятельно определять объём недостающих знаний, пути их поиска,
формы и методы организации познавательной деятельности.
Исследовательская (творческая) самостоятельная работа, которая
основывается на продуктивной творческой деятельности по свободному
оперированию учебной информацией, самостоятельному построению
принципиально новых способов решения. Она даёт наибольший эффект в
развитии творческих качеств личности (инициативность, познавательная
активность, нестандартность мышления, индивидуальный стиль работы и т.
д.).
В настоящее время вопросу организации самостоятельной работы
При изучении тем выделенных блоков, выносящихся на самостоятельное
изучение, а также для получения дополнительной информации по
определённым темам студентам предлагается: составление опорных
конспектов,
реферирование
научно-технической
и
периодической
литературы, работа с технологической документацией. Выполнение
студентами данных видов учебной деятельности способствует усвоению
учебного материала на основе систематизации и обобщения знаний и
умений.
По формам организации: коллективная, групповая, индивидуальная.
9
По месту в процессе познания различают самостоятельные работы,
направленные на: восприятие и осмысление; закрепление; систематизацию и
обобщение знаний и умений.
Организация самостоятельной работы студентов при изучении базовых и
специальных технологических дисциплин направлена на восприятие и
осмысление, закрепление, систематизацию и обобщение знаний и умений.
По целевой направленности: теоретическая (в основном работа с
учебной и специальной литературой) и практическая (выполнение учебных
заданий).
Эффективным средством стимуляции самостоятельной работы
студентов над учебным материалом в течение семестра является текущий
контроль со стороны преподавателя.
Текущий контроль является органической частью всего педагогического
процесса и служит для выявления степени усвоения учебного материала.
Текущий контроль должен осуществляться в пределах всех организационных
форм обучения и тщательно планироваться.
Цель текущего контроля – помочь студентам организовать свою работу,
научиться самостоятельно, ответственно и систематически заниматься всеми
предметами обучения данного курса. Текущий контроль теснейшим образом
связан со всеми видами учебной работы и должен научить студентов
готовиться к проверке знаний с первого дня занятий и ежедневно, а не в
конце семестра или учебного года. На основании данной цели выделим
основные задачи текущего контроля:
Выявить объём, глубину и качество усвоения изучаемого материала.
Определить имеющиеся пробелы в знаниях и наметить пути их
устранения.
Выявить степень ответственности студентов и отношение их к
самостоятельно работе, установить причины, мешающие им работать.
Выявить уровень овладения навыками самостоятельной работы и
наметить пути и средства их развития.
Стимулировать интерес студентов
познании.
к предмету и их активность в
10
Он может проводиться в виде защиты лабораторных работ по мере их
выполнения, на семинарских или практических занятиях, а также
тестирования по отдельным разделам курса.
На основании текущего контроля преподаватель корректирует процесс
обучения. Данные текущего контроля используются на зачётах в конце
семестра, а иногда и на экзамене, позволяют преподавателю аттестовать
студента за семестр. Такая практика резко повышает в глазах студентов роль
текущей учебной работы, побуждает своевременно изучать материал курса,
выполнять лабораторные и практические задания. Наблюдения показывают,
что, чем эффективнее используется текущий контроль, тем выше качество
знаний студентов.
Проведение текущего контроля с помощью карточек – задания позволяет
стимулировать самостоятельную работу студентов над учебным материалом
в течение семестра и лучше подготовить к итоговому контролю.
2. Содержание самостоятельной работы пол разделам и темам
лекционного курса.
МОДУЛЬ 1. «ОПТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ И ИХ
ХАРАКТЕРИСТИКИ»
РАЗДЕЛ I. ПОСТРОЕНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ В ОПТИЧЕСКИХ
СИСТЕМАХ.
Тема 1.1. Вводная часть – 4 часа [2 часа - лекции, 2 часа самостоятельная работа]
Параксиальные характеристики оптической системы. Построение хода
луча в тонких компонентах. Построение хода луча в толстых компонентах.
Тема 1.2. Зеркало как оптическая система – 4 часа [2 часа - лекции,
2 часа - самостоятельная работа]
Построение изображений в зеркалах. Полезные расчетные формулы..
Энергетические величины.
(Содержание самостоятельной работы: работа с рекомендуемой
литературой, изготовление действующих макетов на основе имеющихся
оптических элементов, подготовка реферативных сообщений)
РАЗДЕЛ 2. ГЛАЗ КАК ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА
Тема 2.1. Анатомия глаза и зрение – 4 часа [2 часа - лекции, 2 часа самостоятельная работа]
11
Глаз как оптическая система. Строение глаза. Упрощенная оптическая
схема глаза. Аккомодация.
Тема 2.2. Глаз как приемник изображения – 10 часов [4 часа - лекции,
6 часов - самостоятельная работа]
Глаз как приемник изображения. Строение сетчатки.. Спектральная
чувствительность. Адаптация. Поле зрения глаза. Предел разрешения глаза.
Диаметр зрачка глаза. Дефекты зрения и их коррекция. Близорукость.
Дальнозоркость. Астигматизм.
(Содержание самостоятельной работы: работа с рекомендуемой
литературой, подготовка реферативных сообщений)
РАЗДЕЛ 3. ХАРАКТЕРИСТИКИ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ.
Тема 3.1. Основные характеристики оптических систем – 4 часа
[2 часа - лекции, 2 часа - самостоятельная работа]
Оптическая система. Присоединительные характеристики.
Характеристики предмета и изображения. Зрачковые характеристики.3.
Спектральные характеристики
Тема 3.2. Передаточные характеристики оптических систем – 4 часа
[2 часа - лекции, 2 часа - самостоятельная работа]
Передаточные характеристики. Масштабные передаточные
характеристики. Энергетические передаточные характеристики.
Тема 3.3. Аберрации оптических систем – 10 часов [4 часа - лекции, 6
часов - самостоятельная работа]
Хроматические аберрации. Сферическая аберрация. Внеосевые
аберрации. Кома. Астигматизм. Кривизна поля. Дисторсия.
(Содержание самостоятельной работы: работа с рекомендуемой
литературой, изготовление действующих макетов на основе имеющихся
оптических элементов, подготовка реферативных сообщений)
МОДУЛЬ 2. «МИКРОСКОПЫ И ТЕЛЕСКОПИЧЕСКИЕ
СИСТЕМЫ»
РАЗДЕЛ 4. МИКРОСКОПЫ
Тема 4.1. Разрешающая способность– 4 часа [2 часа - лекции, 2 часа самостоятельная работа]
Лупа. Видимое увеличение лупы. Диаметр выходного зрачка лупы. Поле
зрения лупы. Разрешающая способность микроскопа.Полезное увеличение
микроскопа.
Тема 4.2.Методы наблюдения в микроскоп– 4 часа [2 часа - лекции, 2
часа - самостоятельная работа]
12
Методы наблюдения. Метод светлого поля. Метод темного поля. Метод
исследования в поляризованных лучах. Метод фазового контраста.
Тема 4.3.Типы микроскопов– 10 часов [4 часа - лекции, 6 часаов самостоятельная работа]
Световые микроскопы. Микроскопы сравнения. Контактные
микроскопы. Стереомикроскопы. Ультрафиолетовый и инфракрасный
микроскопы. Поляризационный микроскоп. Интерференционный микроскоп.
Люминесцентный микроскоп. Операционный микроскоп. Электронные
просвечивающие и растровые микроскопы. Сканирующие микроскопы.
Тема 4.4.Осветительные системы – 4 часа [2 часа - лекции, 2 часа самостоятельная работа]
Типы осветительных систем. Коллектор. Конденсор. Осветительные
оптические системы. Прожектор. Осветительные системы проекционных
приборов. Осветительные системы микроскопов.
(Содержание самостоятельной работы: работа с рекомендуемой
литературой, изготовление действующих макетов на основе имеющихся
оптических элементов, подготовка реферативных сообщений)
РАЗДЕЛ 5. ФОТОАППАРАТЫ
Тема 5.1. Характеристики объектива фотоаппарата – 4 часа [2 часа лекции, 2 часа - самостоятельная работа]
Фокусное расстояние фотообъектива. Поле зрения фотообъектива.
Относительное отверстие фотообъектива. Разрешающая способность
фотообъектива.Глубина резкости фотообъектива.
Тема 5.2. Классификация фотообъективов – 4 часа [2 часа - лекции, 2
часа - самостоятельная работа]
Классификация фотообъективов. Нормальные (штатные).
Широкоугольные (короткофокусные). Узкоугольные (длиннофокусные).
Объективы с переменным фокусным расстоянием. Видоискатели.
Тема 5.3.Системы фокусировки – 4 часа [2 часа - лекции, 2 часа самостоятельная работа]
Системы фокусировки. Активный автофокус. Пассивный автофокус.
Экспозиция. Особенности цифровых фотоаппаратов.
(Содержание самостоятельной работы: работа с рекомендуемой
литературой, изготовление действующих макетов на основе имеющихся
оптических элементов, подготовка реферативных сообщений)
13
РАЗДЕЛ 6. ТИПЫ ТЕЛЕСКОПИЧЕСКИХ СИСТЕМИ ИХ
ХАРАКТЕРИСТИКИ
Тема 6.1. Основные характеристики телескопических систем – 4
часа [2 часа - лекции, 2 часа - самостоятельная работа]
Телескопическая система. Характеристики телескопической системы.
Видимое увеличение телескопической системы. Поле зрения
телескопической системы. Диаметры входного и выходного зрачков
телескопической системы.
Тема 6.2. Разрешение телескопической системы. Типы
телескопических систем – 12 часов [6 часов - лекции, 6 часов самостоятельная работа]
Угловой предел разрешения телескопической системы. Типы
телескопических систем. Схемы телескопических систем. Схема Кеплера.
Схема Галилея. Система Гершеля (Ломоносова). Брахиты. Система Ньютона.
Схема Кассегрена. Система Грегори. Система Ричи-Кретьена. Телескоп
Шмидта. Система Максутова.
Тема 6.3. Крупнейшие телескопы мира. Монтировка телескопов – 8
часов [4 часа - лекции, 4 часа - самостоятельная работа]
Монтировки телескопов. Типы монтировок. Эффективность телескопа.
Крупнейшие телескопы мира. Методы повышения разрешающей
способности телескопов.
Тема 6.4. Окуляры, оборачивающие системы и бинокли – 10 часов
[5 часов - лекции, 5 часов - самостоятельная работа]
Поле изображений. Формирование изображения выходного зрачка. Ход
лучей в окулярах различных типов. Оборачивающие системы. Бинокли и их
типы.
(Содержание самостоятельной работы: работа с рекомендуемой
литературой, изготовление действующих макетов на основе имеющихся
оптических элементов, подготовка реферативных сообщений)
3.4. Лабораторные занятия
Учебным планом не предусмотрены, однако демонстрационные опыты с
оптическими приборами во время лекций выполняются.
3.5 Самостоятельная работа
Самостоятельная работа студентов регламентируется графиком учебного
процесса и самостоятельной работы. По дисциплине "Инструментальная
оптика" учебным планом предусмотрено 57 часов на самостоятельную
14
работу, из них 45 часов – на изучение разделов теоретического цикла, 12
часов – на выполнение заданий.
Часы на самостоятельное изучение теоретического курса, выполнение
заданий распределяются по темам следующим образом: тема 1.1 – 2 часа;
тема 1.2 – 2 часа [1,3*]; тема 2.1 –2 часа [1,3]; тема 2.2 – 6 часов (0,17 з.е.)
[1,3]; тема 3.1 – 2 часа [1.3,4,7,9]; тема 3.2 – 2 часа [1.3,4,7,9]; тема 3.3 – 6
часов [1.3,4,7,9]; тема 4.1 – 2 часа [1,2,3,4,7]; тема 4.2 – 2 часа [1.3,4,7,9];
тема 4.3 – 6 часов [1.3,4,7,8,9]; тема 4.4 – 2 часа [1,3,4,7,9]; тема 5.1 – 2 часа
[1.3,4,7,8,9]; тема 5.2 – 2 часа [1,3,4,7,8,9]; тема 5.3 – 2 часа [1.3,4,7,8,9]; тема
6.1 – 2 часа [1,2,3,4,7,9]; тема 6.2 – 6 часов [1..,2,3,4,7,9]; тема 6.3 – 4 часа
[1,2,3,4,7,8,9]; тема 6.4 –5 часов [1,2,3,4,7,8,9].
Форма контроля самостоятельного изучения теоретического курса –
зачет с промежуточным контролем.
В качестве задания студентам предлагается поиск дополнительной
информации по темам разделов 4-6 (см. [1,2,3]из списка литературы).
Тема 4:
 Новые оптические системы микроскопов.
 Применение компьютерных и цифровых технологий в микроскопии
 Типы сканирующих микроскопов и их возможности.
 Неповреждающие методы в микроскопии.
Тема 5:

Возможности современных фотоаппаратов

Новые типы фотографических ПЗС-матриц

Методы увеличения динамического диапазона ПЗС-матриц
Тема 6:

Адаптивные оптические системы телескопов: Методы реализации

Конструкции гигантских телескопов будущего

Лучшие телескопы мира и их возможности.
Однако никаких ограничений в выборе тем самими студентами не
предусмотрено, и если студента интересует другая тема, то она и выбирается
в качестве основной.
Темы заданий даются преподавателем индивидуально для каждого
студента. Источники информации – Интернет и научная периодика
(журналы):

В мире науки

Земля и Вселенная

Оптический журнал

Astronomy

Sky and telescope
. Форма сдачи задания – реферат объемом не менее 10 страниц с устным
сообщением или без такового (на усмотрение преподавателя).
15
4. Учебно-методические материалы по дисциплине
4.1. Основная и дополнительная литература, информационные
ресурсы
Основная литература
1. Шредер Г., Трайбер Х. Техническая оптика. М.: Техносфера. 2007. С.
424.
2. Теребиж В.Ю. Современные оптические телескопы. М.: Физматлит.
2005. С.79.
3. Стафеев С.К., Боярский К.К., Башнина Г.Л. Основы оптики. Учебное
пособие. Изд-во «Питер», С.-Петербург. 2006. С.336.
4. Бегунов Б.Н., Заказнов Н.П. и др. Теория оптических систем. М.:
Машиностроение, 1984.
5. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Учеб. Пособие: Для вузов. В 4 т. Т.
IV. Оптика. – 2-е изд., стереот. – М.: ФИЗМАТЛИТ; Изд-во МФТИ, 2002. –
784 с.
6. Родионов С.А. Автоматизация проектирования оптических систем. Л.:
Машиностроение. 1982.
7. Родионов С.А. Основы оптики. Конспект лекций. СПб: СПб ГИТМО
(ТУ), 2000.
8. Русинов М.М. Вычислительная оптика. Справочник. Л.:
Машиностроение, 1984.
9. Иванова Т.В. Введение в прикладную и компьютерную оптику.
Конспект лекций. Санкт Петербургский институт точной механики и оптики.
Санкт Петербург. 2000.
Дополнительная литература
1. Прикладная оптика [Текст] / А.С. Дубовик, М.И. Апенко, Г.В.
Дурейко и др. – М.: Недра, 1982. – 612 с.
2. Теория оптических систем [Текст] / Б.П. Бегунов, Н.П. Заказнов, С.И.
Кирюшин и др. – М.: Машиностроение, 1981. – 432 с.
3. Вычислительная оптика [Текст]: справочник. / Под ред. М.М.
Русинова. – Л.: Машиностроение, 1984. – 423 с.
4. Панов, В.А. Оптика микроскопов [Текст] / В.А. Панов, Л.Н. Андреев.
– Л.: Машиностроение, 1976. – 251 с.
5. Окуляры телескопических систем [Текст]: метод. указания. –
Новосибирск: НИИГАиК, 1989. – 50 с.
6. Каталог объективов телескопических систем. Рукописное издание
кафедры оптических приборов.
7. Хацевич, Т.Н. Медицинские оптические приборы: Физиологическая
оптика [Текст]: учеб. пособие / Т.Н. Хацевич. – Новосибирск: СГГА. – 1997.
– Ч. 1. – 98 с.
16
8. Чуриловский, В.Н. Теория оптических приборов [Текст] / В.Н.
Чуриловский – М. – Л.: Машиностроение, 1966. – 564 с.
9. Волосов, Д.С. Фотографическая оптика [Текст] / Д.С. Волосов – М.:
Искусство. – 1971. – 671 с.
4.2. Перечень наглядных и других пособий, методических указаний
и материалов к техническим средствам обучения
Демонстрационная презентация (80 слайдов) выполненная в Power Point.
методические указания по курсу:
1) Черемисин А.А. Оптические системы. Идеальные оптические
системы. Метод указания для магистров технической физики. Красноярск.
КГТУ. 2001 г. 44 с.
2) Черемисин А.А. Оптические системы. Методы расчета оптических
систем. Метод указания для магистров технической физики. Красноярск.
КГТУ. 2001 г. 95 с.
3) Черемисин А.А. Оптические системы. Светосила оптических систем.
Метод указания для магистров технической физики. Красноярск. КГТУ.
2001 г. 56 с.
(журналы):

В мире науки

Земля и Вселенная

Оптический журнал

Astronomy

Sky and telescope
4.3 Контрольно-измерительные материалы
Для внутрисеместрового контроля знаний, умений и навыков студентов
в соответствии с реализуемыми компетенциями используются:
 банк тестовых заданий (тесты для самопроверки):
1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЙ ОПТИКИ
Тесты:
От какой точки линзы отсчитывается заднее фокусное расстояние:
а) от задней поверхности,
б) от центра линзы,
в) от задней главной плоскости.
От какой точки линзы отсчитывается переднее фокусное расстояние:
а) от передней поверхности,
б) от центра линзы,
в) от передней главной плоскости.
17
В каких случаях заднее фокусное расстояние линзы может не совпадать
с передним?
а) из-за различия кривизны передней и задней поверхностей линз,
б) из-за различия показателей преломления в пространстве предметов и
пространстве изображений,
в) это происходит только в вогнуто-выпуклых и плоско-выпуклых линзах
2. ЗЕРКАЛО, КАК ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА
Тесты:
В каком случае свет, отраженный от сферического зеркала соберется в
фокус на расстоянии, равном радиусу кривизны?
а) если точечный источник света находится на бесконечности,
б) если точечный источник света находится в фокусе,
в) если точечный источник света находится в центре кривизны зеркала.
Толстая двояковыпуклая линза, опущенная одной поверхностью в воду
будет действовать как:
а) плоско-выпуклая,
а) двояковыпуклая,
в) плоскопараллельная пластина
.
Фокусное расстояние толстой двояковыпуклой линзы, опущенной
одной поверхностью в воду:
а) не изменится,
а) увеличится,
в) уменьшится
Яркость единичной площадки поверхности в центре и на краю
самосветящегося шара в данном направлении
а) будет одинаковой,
б) будет отличаться из-за большей удаленности от наблюдателя края сферы
относительно ее центра,
в) будет отличаться из-за наличия угла между направлением излучения и
нормалью к площадке.
3. АНАТОМИЯ ГЛАЗА И ЗРЕНИЕ
Тесты:
Почему изображение предмета содержит наибольшее количество
информации, если оно совмещено с желтым пятном?
а) в этом случае малы аберрации хрусталика,
б) в желтом пятне более высокая концентрация колбочек,
в) в желтом пятне более высокая концентрация палочек.
Время темновой адаптации глаза определяется:
18
а) временем максимального раскрытия зрачка,
б) временем перемещения в сетчатке зерен темного пигмента,
в) временем восстановления чувствительности палочек
Эффект Пуркинье связан с:
а) нарушением цветовосприятия,
б) нарушением цветовосприятия в условиях низкой освещенности,
в) временным нарушением цветовой адаптации.
4. ХАРАКТЕРИСТИКИ ГЛАЗА
Тесты:
Близорукость и дальнозоркость связаны с:
а) деформацией глазного яблока,
б) деформацией хрусталика,
в) уменьшением количества палочек и колбочек.
Разрешающая способность глаза ограничена:
а) дифракцией на зрачке глаза,
б) поверхностной плотностью рецепторов на сетчатке,
в) цветом радужной оболочки.
Астигматизм глаза обусловлен:
а) нарушением осевой симметрии хрусталика,
б) деформацией глазного дна,
в) нарушением аккомодации глаза.
5. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Тесты:
Контраст изображения, полученный оптической системой, ограничен:
а) ее аберрациями,
б) дифракцией,
в) ее фокусным расстоянием.
Разрешающая способность глаза ограничена:
а) дифракцией на зрачке глаза,
б) поверхностной плотностью рецепторов на сетчатке,
в) цветом радужной оболочки.
Чем определяется разрешающая способность идеальной оптической
системы?
а) ее угловым увеличением,
б) дифракцией на апертуре,
в) светопропусканием.
Чем люк оптической системы отличается от апертурной диафрагмы?
а) расположением в оптической системе,
19
б) апертурная диафрагма ограничивает размер пучка, идущего из осевой
точки предмета, а люк – это реальная диафрагма, которое в наибольшей
степени ограничивает поле зрения оптической системы,
в) это одно и то же.
6. АБЕРРАЦИИ
Тесты:
Устранить хроматическую аберрацию можно с помощью:
а) придания линзе сложной несферической формы,
б) увеличением ее относительного фокусного расстояния,
в) применения комбинации нескольких линз,
г) использования линз из особых сортов стекла,
д) использование зеркальных систем,
е) использования больших апертур,
ж использования специальных просветляющих покрытий.
Устранить сферическую аберрацию можно путем:
а) последовательно расположения нескольких положительных линз,
б) комбинацией положительных и отрицательных линз
в) увеличением фокусного расстояния.
Апохроматическая оптическая система – это:
а) система с устраненной сферической аберрацией,
б) система с устраненной в видимом диапазоне спектра хроматической
аберрацией,
в) система с устраненной в видимом диапазоне спектра хроматической и
сферической аберрацией.
7. ВНЕОСЕВЫЕ АБЕРРАЦИИ
Тесты:
Кривизна поля может быть устранена с помощью:
а) диафрагмирования оптической системы,
б) применения специальной положительной линзовой системы,
в) установкой перед фокальной поверхностью отрицательной
ахроматической линзы.
Апланатическая оптическая система – это :
а) система с устраненной дисторсией,
б) система с устраненной комой.
в) система с устраненными хроматической,и сферической аберрациями и
комой.
Кома устраняется путем
а) применения линзы Пиацци-Смита,
б) применения комбинации минимум трех линз: двух положительных и
одной отрицательной.
20
в) применения комбинации минимум двух линз: одной положительной и
одной отрицательной.
Анастигматическая оптическая система – это:
а) система с устраненным астигматизмом,
б) система с устраненными хроматической,и сферической аберрациями,
комой и астигматизмом,
в) безаберрационная система.
Подушкообразной и бочкообразной бывает
а) дисперсия,
б) дисторсия,
в) кома,
г) астигматизм.
К внеосевым аберрациям не относится
а) кома,
б) дисторсия,
в) хроматическая аберрация,
г) кривизна поля.
8. МИКРОСКОПЫ
Тесты:
Видимое увеличение лупы определяется:
а) расстоянием от лупы до рассматриваемого предмета,
б) расстоянием от лупы до глаза,
в) фокусным расстоянием лупы.
Увеличение микроскопа определяется:
а) расстоянием от объектива до предмета,
б) увеличением объектива,
в) увеличением объектива и окуляра.
Разрешающая способность микроскопа определяется:
а) расстоянием от объектива до предмета,
б) числовой апертурой объектива,
в) увеличением окуляра.
Минимальное полезное увеличение микроскопа, которое позволяет
реализовать его разрешающую способность определяется:
а) совпадением разрешающей способности сетчатки (расстоянием между
соседними рецепторами) и разрешающей способности микроскопа
(структуры изображения предмета - расстояния между двумя
различимыми точечными источниками),
21
б) превышением разрешающей способности сетчатки над разрешающей
способностью микроскопа,
в) превышением разрешающей способностью микроскопа над разрешающей
способностью сетчатки.
Числовая апертура объектива микроскопа определяется:
а) апертурой объектива,
б) апертурным углом и показателем преломления среды в пространстве
предметов,
в) увеличением объектива.
9. ТИПЫ МИКРОСКОПОВ
Тесты:
Видимое изображение в просвечивающем электронном микроскопе
получается путем:
а) применения визуализирующего экрана с люминофором,
б) генерацией электромагнитных полей самими электронами,
в) свечением объекта под действием потока электронов.
Видимое изображение в растровом электронном микроскопе
получается путем:
а) построения электронного изображения на экране с люминофором,
б) путем регистрации интенсивности эмитируемых объектом под действием
сфокусированного первичного электронного луча вторичной электронной
эмиссии или рентгеновского излучения в процессе сканирования
первичного луча по объекту.
в) путем регистрации пропускания первичного электронного луча через
объект,
Видимое изображение объекта в ближнепольном оптическом
сканирующем микроскопе получается путем:
а) регистрации фотолюминесценции от объекта под действием оптического
излучения, прошедшего через зонд,
б) регистрации потока фотоэлектронов из объекта при облучении его
оптическим излучением, прошедшим через зонд,
в) сканирования объекта сверхтонким оптическим зондом на расстоянии от
объекта много меньше длины волны света и регистрации отраженного
излучения.
10. ОСВЕТИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ
Тесты:
Что вносит наибольший вклад в расходимость светового пучка в реальном
прожекторе:
а) дифракция и фокусное расстояние коллектора ,
22
б) размер источника,
в) размер источника и фокусное расстояние коллектора.
В чем основное преимущество зеркального коллектора перед линзовым:
а) в меньшей стоимости,
б) в долговечности,
в) в большем угле охвата.
В чем отличие конденсора от коллектора:
а) различий нет ,
б) коллектор строит изображение источника в бесконечности, а конденсор –
на конечном расстоянии,
в) коллектор может быть зеркальным и линзовым, а конденсор – только
линзовым .
11. ФОТОАППАРАТЫ
Тесты:
Размер поля изображений фотоаппарата определяется:
а) относительным фокусом объектива,
б) размером диагонали кадра,
в) фокусным расстоянием объектива и размером диагонали кадра.
Глубина резкости изображения на фоторегистрирующем слое
определяется:
а) относительным фокусом объектива,
б) аберрациями объектива,
в) относительным фокусом объектива и размером структурного элемента
фоторегистрирующего слоя.
Время экспозиции при фотографировании одного и того же объекта
возрастает:
а) с ростом относительного фокуса объектива,
б) с уменьшением диаметра объектива,
в) с увеличением фокусного расстояния объектива.
?
12. ТЕЛЕСКОПИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
Тесты:
Какой параметр визуального телескопа делает его наиболее
информативным:
а) увеличение,
б) диаметр объектива,
в) относительный фокус и геометрическая светосила объектива.
23
Каким параметром визуального телескопа определяется яркость
изображения:
а) диаметром объектива и, соответственно, количеством собранного света,
б) относительным фокусом и геометрической светосилой объектива,
в) диаметром выходного зрачка.
Чем отличается телескопы системы Галилея от системы Кеплера:
а) телескопы Галилея имеют только линзовые объективы,
б) телескопы Кеплера снабжены окулярами произвольной конструкции ,
в) типом окуляра: в первом случае они отрицательные , во втором положительные,
г) первый линзовый, второй зеркальный,
д) второй обладает большим полем зрения.
Если в телескопе закрыть специальной диафрагмой левую половину
объектива то
а) поле зрения станет
таким,
б) поле зрения станет
таким,
в) изображение исчезнет,
г) уменьшится яркость изображения.
13. ЗЕРКАЛЬНЫЕ ТЕЛЕСКОПИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
Тесты:
В чем преимущество телескопов Ричи-Кретьена перед телескопами
Кассегрена:
а) в большем увеличении,
б) в большем поле зрения и светосиле,
в) в качестве изображения.
В чем преимущество телескопов Грегори перед телескопами Кассегрена:
а) в неперевернутом изображении ,
б) в большей светосиле,
в) в большем увеличении.
Какой параметр визуального телескопа делает его наиболее
информативным:
а) увеличение,
б) диаметр объектива,
в) относительный фокус и геометрическая светосила объектива.
24
Преимущество телескопов-рефлекторов перед рефракторами состоит в
а) простоте изготовления,
б)прямом изображении,
в) больших увеличениях,
г) отсутствии хроматической аберрации
14. ЗЕРКАЛЬНО-ЛИНЗОВЫЕ ТЕЛЕСКОПЫ
Тесты:
Зеркально линзовые телескопы позволили:
а) увидеть более слабые звезды, по сравнению с зеркальными телескопами,
б) получать изображения звездных полей на большом поле зрения,
в) улучшить качество изображения объектов вблизи центра поля зрения.
Какие из перечисленных оптических систем существуют:
а) Шмидта-Ньютона,
б) Шмитда-Ричи-Кретьена,
в) Максутова-Ричи-Кретьена..
Входная линза зеркально-линзовых систем служит для:
а) удержания вторичного зеркала,
б) защиты трубы телескопа от пыли,
в) исправления сферической аберрации главного зеркала.
К катадиоптрическим системам относятся
а) Ньютона,
б) Шмидта,
в) Ричи-Кретьена,
г) Грегори.
Преимущество телескопов-рефлекторов перед рефракторами состоит
в:
а) простоте изготовления,
б) прямом изображении,
в) большем увеличении,
г) отсутствии хроматической аберрации.
Отличительной особенностью телескопов системы Шмидта является:
а) наличие менисковой линзы
б) наличие коррекционной пластины
в) отсутствие центрального экранирования
г) простота изготовления.
15. МОНТИРОВКИ ТЕЛЕСКОПОВ
Тесты:
Параллактическая монтировка позволяет:
25
а) удерживать объект в поле зрения при суточном вращении Земли, вращая
монтировку только вокруг одной оси - полярной,
б) удерживать объект в поле зрения при суточном вращении Земли, вращая
монтировку только вокруг одной оси – оси склонений,
в) удерживать объект в поле зрения при суточном вращении Земли, вращая
монтировку одновременно вокруг оси склонений и полярной оси.
В чем преимущество альт-азимутальных монтировок перед
параллактическими:
а) в удобстве слежения за объектом при суточном вращении Земли,
б) в простоте конструкции и малом весе,
в) в возможности использования компьютера для управления монтировкой .
Возможность видеть предельно слабые звезды зависит от:
а) диаметра выходного зрачка,
б) увеличения телескопа,
в) диаметра объектива и спокойствия атомсферы
.
Преимущество параллактических монтировок перед азимутальными
заключается в:
а) в возможности слежения за объектом используя вращение вокруг лишь
одной оси,
б) в меньших размерах и весе монтировок,
в) большей точности наведения,
г) простоте изготовления.
16. КРУПНЕЙШИЕ ТЕЛЕСКОПЫ МИРА
Тесты:
Гигантские телескопы имеют составное главное зеркало из-за:
а) невозможности изготовления монолитного того же диаметра,
б) для подавления аберраций ,
в) для компенсации атмосферных искажений волнового фронта .
Телескопы, установленные на борту самолетов служат для:
а) наблюдения объектов в спектральном диапазоне электромагнитного
излучения, не поглощаемом атмосферой, и повышения разрешающей
способности,
б) для выноса телескопа за облака,
в) для подавления засветки от наземных объектов .
Орбитальные телескопы служат для:
а) круглосуточных непрерывных наблюдений объектов, заходящих за
горизонт на Земле,
26
б) наблюдения объектов в УФ и ИК диапазонах длин волн с высокой
разрешающей способностью,,
в) наблюдений наземных объектов.
17. ОКУЛЯРЫ, ОБОРАЧИВАЮЩИЕ СИСТЕМЫ, БИНОКЛИ
Тесты:
При наблюдении в бинокль яркость изображения:
а) увеличивается вдвое,
б) остается той же самой,
Окуляр телескопа служит для:
а для рассматривания с некоторым увеличением оптического изображения,
построенного объективом,
б) для защиты внутренних оптических поверхностей от грязи и пыли,
в) для увеличения яркости изображения.
В чем преимущество наблюдения через бинокль:
а) повышается разрешающая способность и проявляется стереоэффект.
б) яркость изображения увеличивается вдвое,
В чем преимущество окуляров с большим полем изображений:
а) в большем увеличении,
б) в большей яркости,
в) в большем поле предметов телескопа и использовании периферии сетчатки
глаза, отличающейся большей чувствительностью.
Установка линзы Барлоу приводит к:
а) уменьшению поля зрения,
б) большему увеличению оптической системы,
в) возрастает эквивалентное фокусное расстояние телескопа,
г) все варианты верны.
 вопросы, приведенные в конце каждой из лекций в пособии
«Инструментальная оптика» / Сост. С.В. Карпов (электронный вариант):
2. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЙ ОПТИКИ
Вопросы для самопроверки:
1. Назовите параксиальные характеристики оптической системы.
2. Что такое правили знаков?
3. Почему переднее и заднее фокусное расстояние могут отличаться?
4. Что такое сопряженные точки?
5. Постройте изображение с помощью тонкой положительной линзы.
6. Перечислите правила построения изображения.
7. Получите мнимое изображение.
27
8. Можно ли получить мнимое изображение с помощью положительной
линзы?
9. Что такое инвариант Аббе?
10. Что такое условие синусов?
2. ЗЕРКАЛО, КАК ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА
Вопросы для самопроверки:
1. Назовите основные детали глаза.
2. Каким образом глаз ограничивает световой поток, падающий на
рецепторы?
3. Какова оптическая сила глаза?
4. Что такое аккомодация?
5. Что такое расстояние наилучшего зрения?
6. Каков механизм цветного зрения и что такое дальтонизм?
7. Каковы типы и механизмы адаптации глаза?
8. Что такое эффект Пуркинье?
9. Что такое слепое пятно?
10. Что такое желтое пятно?
3. АНАТОМИЯ ГЛАЗА И ЗРЕНИЕ
Вопросы для самопроверки:
1. Чем определяется поле зрения глаза?
2. Чем определяется разрешающая способность глаза?
3. Назовите основные дефекты зрения?
4. Что такое аккомодация?
5. Что такое миопия?
6. Что такое гиперметропия?
7. Что такое астигматизм?
8. Каковы методы коррекции астигматизма?
4. ХАРАКТЕРИСТИКИ ГЛАЗА
Вопросы для самопроверки:
1. Чем определяется поле зрения глаза?
2. Чем определяется разрешающая способность глаза?
3. Назовите основные дефекты зрения?
4. Что такое аккомодация?
5. Что такое миопия?
6. Что такое гиперметропия?
7. Что такое астигматизм?
8. Каковы методы коррекции астигматизма?
5. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Вопросы для самопроверки
1. Что такое присоединительные характеристики?
2. Что такое апертура?
28
3. Назовите зрачковые характеристики оптической системы.
4. Что такое числовая апертура?
5. Перечислите спектральные характеристики оптической системы.
6. Перечислите передаточные характеристики оптической системы.
7. Перечислите энергетические передаточные характеристики оптической
системы.
8. Что такое разрешающая способность по Рэлею?
9. Что такое разрешающая способность по Фуко?
10. Что такое частотно-контрастная характеристика оптической системы?
6. АБЕРРАЦИИ
Вопросы для самопроверки
1. Что такое аберрация оптической системы?
2. Какое изображение называется дифракционно-ограниченным?
3. Что такое продольная и поперечная аберрации?
4. Что такое волновая аберрация?
5. Что такое хроматическая аберрация?
6. Каков принцип действия ахроматической линзы.
7. Что такое сферическая аберрация?
8. Каковы методы устранения сферической аберрации линз?
7. ВНЕОСЕВЫЕ АБЕРРАЦИИ
Вопросы для самопроверки
1. Перечислите внеосевые аберрации.
2. Что такое кома?
3. Что такое астигматизм?
4. Каковы методы устранения внеосевых аберраций?
5. Что такое кривизна поля?
6. Перечислите способы решения проблемы кривизны поля?
7. Что такое линза Пиацци-Смита?
8. Что такое дисторсия?
8. МИКРОСКОПЫ
Вопросы для самопроверки
1. Что такое лупа?
2. Чему равно увеличение лупы?
3. Чему равно поле зрения лупы?
4. Каков принцип работы микроскопа?
5. Чему равно увеличение микроскопа?
6. Чему равно поле зрения микроскопа?
7. Чем определяется разрешающая способность микроскопа?
8. Что такое числовая апертура микроскопа?
9. В чем суть метода повышения разрешающей способности микроскопа с
помощью иммерсии и ультрафиолетовых лучей?
10. Что такое полезное увеличение микроскопа?
11. Перечислите методы наблюдения через микроскоп.
29
9. ТИПЫ МИКРОСКОПОВ
Вопросы для самопроверки
1. Каков принцип работы микроскопа сравнения?
2. Каков принцип работы контактных микроскопов?
3. Каков принцип работы стереомикроскопов?
4. Каков принцип работы ультрафиолетовых и инфракрасных микроскопов?
5. Каков принцип работы поляризационных микроскопов?
6. Принцип работы интерференционных микроскопов?
7. Принцип работы люминесцентного микроскопа?
8. Что такое операционный микроскоп?
9. Принцип работы электронных микроскопов (просвечивающего и
растрового) ?
10. Что такое сканирующий микроскоп?
10. ОСВЕТИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ
Вопросы для самопроверки
1. Что такое осветительная система?
2. Что такое коллектор?
3. Что такое конденсор?
4. Каковы типы осветительных систем?
5. Что такое линза Френеля?
6. Что такое дистанция оформления пучка прожектора?
7. Что такое коэффициент усиления прожектора?
8. Чем определяется угол рассеяния прожектора?
9. Каковы типы осветительных систем проекционных приборов и принцип их
работы?
10. Каков принцип работы осветительной системы микроскопа?
11. ФОТОАППАРАТЫ
Вопросы для самопроверки
1. Каков принцип работы фотоаппарата?
2. Назовите основные характеристики объектива фотоаппарата?
3. Какова связь между диагональю кадра и полем зрения фотоаппарата?
4. Какова связь между относительным отверстием объектива и его
светосилой?
5. Что такое эффективная светосила объектива?
6. Что такое глубина резкости фотообъектива и чем она определяется?
7. Назовите типы систем фокусировки и автофокусировки?
8. Что такое экспозиция и время экспозиции?
9. Чем определяется оптимальное время экспозиции?
10. Каковы основные особенности работы цифровых фотоаппаратов?
30
12. ТЕЛЕСКОПИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
Вопросы для самопроверки
1. Принцип работы телескопической системы?
2. Назовите основные характеристики телескопической системы?
3. Чем определяется увеличение телескопа и его поля зрения?
4. Чем определяется предельная величина выходного зрачка телескопа?
5. Чем определяется угловой предел разрешения телескопической системы?
6. Что такое рефрактор и рефлектор?
7. Чем отличается телескоп Галилея от телескопа Кеплера?
8. Что такое оборачивающая система телескопа?
9. Чем определяется проницающая способность телескопа?
10. Чем определяется предельно допустимое увеличение телескопа?
13. ЗЕРКАЛЬНЫЕ ТЕЛЕСКОПИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
Вопросы для самопроверки
1. Перечислите основные типы зеркальных телескопов.
2. Каков принцип действия системы Ломоносова-Гершеля?
3. Каков принцип действия системы Ньютона?
4. Каков принцип действия системы Грегори?
5. Каков принцип действия системы Кассегрена?
6. Каков принцип действия системы Ричи-Кретьена?
14. ЗЕРКАЛЬНО-ЛИНЗОВЫЕ ТЕЛЕСКОПЫ
Вопросы для самопроверки
1. В чем состояла необходимость разработки зеркально-линзовых
телескопов?
2. Каков принцип действия системы телескопа Шмидта?
3. Каков принцип действия системы телескопа Максутова-Ньютона?
4. Каков принцип действия системы Шмидта-Кассегрена?
5. Каков принцип действия системы Максутова-Кассегрена?
6. Каков принцип действия системы Максутова-Грегори?
15. МОНТИРОВКИ ТЕЛЕСКОПОВ
Вопросы для самопроверки
1. Что такое монтировка телескопа и каково ее предназначение?
2. Каковы основные типы монтировок?
3. Каковы типа параллактических (экваториальных) монтировок?
4. Что такое часовой механизм монтировки?
5. В чем преимущество альт-азимутальных монтировок телескопов?
16. КРУПНЕЙШИЕ ТЕЛЕСКОПЫ МИРА
Вопросы для самопроверки
1. В чем состоит необходимость постройки гигантских телескопов?
2. Зачем обсерватории строят в горах?
31
3. Что такое телескоп с адаптивной оптикой и в чем состоит принцип ее
работы?
4. Зачем строят телескопы для орбитального базирования?
5. В чем состоят трудности создания гигантских телескопов?
6. Что такое радиотелескоп?
7. Что такое гамма-телескоп?
17. ОКУЛЯРЫ, ОБОРАЧИВАЮЩИЕ СИСТЕМЫ, БИНОКЛИ
Вопросы для самопроверки
1. Для чего служит окуляр телескопа?
2. Для чего окуляры делают многолинзовыми?
3. Как определить увеличение двухлинзового окуляра?
4. Что такое поле изображений окуляра?
5. Какова связь поля изображений окуляра и углового поля зрения телескопа?
6. Перечислите основные типы окуляров.
7. Что такое гамма-телескоп?
8. Что такое линза Барлоу и каков принцип ее действия?
9. Что такое оборачивающие системы?
10. В чем преимущество при наблюдении в бинокль?
11. Каковы типы и классификация биноклей.
Для итогового контроля знаний студентов используются вопросы к
зачету:
1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
1.1. Параксиальные характеристики оптической системы
1.2. Построение хода луча в тонких компонентах
1.1. Построение хода луча в толстых компонентах
2. ЗЕРКАЛО, КАК ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА
2.1. Построение изображений в зеркалах.
2.2. Полезные расчетные формулы
2.3. Энергетические величины
3. АНАТОМИЯ ГЛАЗА И ЗРЕНИЕ
3.1. Глаз как оптическая система
3.1.1. Строение глаза
3.1.2. Упрощенная оптическая схема глаза
3.1.3. Аккомодация
3.2. Глаз как приемник изображения
3.2.1. Строение сетчатки
3.2.2. Спектральная чувствительность
3.2.3. Адаптация
32
4. ХАРАКТЕРИСТИКИ ГЛАЗА
4.1. Поле зрения глаза
4.2. Предел разрешения глаза
4.3. Диаметр зрачка глаза
4.4. Дефекты зрения и их коррекция
4.4.1. Близорукость
4.4.2. Дальнозоркость
4.4.3. Астигматизм
5. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ
5.1. Оптическая система
5.2. Присоединительные характеристики
5.2.1. Характеристики предмета и изображения
5.2.2. Зрачковые характеристики
5.2.3. Спектральные характеристики
5.3. Передаточные характеристики
5.3.1. Масштабные передаточные характеристики
5.3.2. Энергетические передаточные характеристики
6. АБЕРРАЦИИ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ
6.1. Хроматические аберрации
6.3. Сферическая аберрация
7. ВНЕОСЕВЫЕ АБЕРРАЦИИ
7.1. Кома
7.2. Астигматизм
7.3. Кривизна поля
7.4. Дисторсия
8. МИКРОСКОПЫ
8.1. Лупа
8.1.1. Видимое увеличение лупы
8.1.2. Диаметр выходного зрачка лупы
8.1.3. Поле зрения лупы
8.2.4. Разрешающая способность микроскопа
8.2.5. Полезное увеличение микроскопа
8.3. Методы наблюдения
8.3.1. Метод светлого поля
8.3.2. Метод темного поля
8.3.3. Метод исследования в поляризованных лучах
8.3.4. Метод фазового контраста
9. ТИПЫ МИКРОСКОПОВ
9.1. Световые микроскопы
Микроскопы сравнения
33
Контактные микроскопы
Стереомикроскопы
Ультрафиолетовый и инфракрасный микроскопы
Поляризационный микроскоп
Интерференционный микроскоп
Люминесцентный микроскоп
Операционный микроскоп
9.2. Электронные микроскопы
9.3. Сканирующие микроскопы
10. ОСВЕТИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ
10.1. Типы осветительных систем
10.1.1. Коллектор
10.1.2. Конденсор
10.2. Осветительные оптические системы
10.3. Прожектор
10.4. Осветительные системы проекционных приборов
10.5. Осветительные системы микроскопов
11. ФОТОАППАРАТЫ
11.1. Характеристики объектива фотоаппарата
11.1.1. Фокусное расстояние фотообъектива
11.1.2. Поле зрения фотообъектива
11.1.3. Относительное отверстие фотообъектива
11.1.4. Разрешающая способность фотообъектива
11.1.5. Глубина резкости фотообъектива
11.2. Классификация фотообъективов
11.2.1. Нормальные (штатные)
11.2.2. Широкоугольные (короткофокусные)
11.2.3. Узкоугольные (длиннофокусные)
11.2.4. Объективы с переменным фокусным расстоянием
11.3. Видоискатели
11.4. Системы фокусировки
11.4.1. Активный автофокус
11.4.2. Пассивный автофокус
11.5. Экспозиция
11.6. Особенности цифровых фотоаппаратов
12. ТЕЛЕСКОПИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
12.1. Телескопическая система
12.2. Характеристики телескопической системы
12.2.1. Видимое увеличение телескопической системы
12.2.2. Поле зрения телескопической системы
12.2.3. Диаметры входного и выходного зрачков телескопической системы
12.2.4. Угловой предел разрешения телескопической системы
34
12.3. Схемы телескопических систем
12.3.1. Схема Кеплера
12.3.2. Схема Галилея
13. ЗЕРКАЛЬНЫЕ ТЕЛЕСКОПИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
13.1. Система Гершеля (Ломоносова)
13.2. Брахиты
13.3. Система Ньютона
13.4. Схема Кассегрена
13.5. Система Грегори
13.6. Система Ричи-Кретьена
14. ЗЕРКАЛЬНО-ЛИНЗОВЫЕ ТЕЛЕСКОПЫ
14.1. Телескоп Шмидта
14.2. Система Максутова
15. МОНТИРОВКИ ТЕЛЕСКОПОВ
15.1. Типы монтировок
15.2. Эффективность телескопа
16. КРУПНЕЙШИЕ ТЕЛЕСКОПЫ МИРА
17. ОКУЛЯРЫ, ОБОРАЧИВАЮЩИЕ СИСТЕМЫ И БИНОКЛИ
17.1. Окуляры
17.2. Оборачивающие системы
17.3. Бинокли и их типы
Таким образом, в рамках курса Инструментальная оптика
самостоятельная работа студентов является познавательной, учебной
деятельностью, выполняется по заданию преподавателя, под его
руководством и контролем, но без его непосредственного участия. Такая
работа может иметь место при изучении нового, закреплении, повторении и
обобщении. О самостоятельной работе обычно говорят в связи с развитием
познавательной активности. В этом случае вводится понятие степени
самостоятельности, или уровней самостоятельности и оценка работы
выполняется с учетом этого.
35