ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
3
I. ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
Цели курса:
- твердо освоенные основные понятия, принципы, законы оптики
полидисперсных сред;
- базовые представления об основных методах оптики полидисперсных сред,
понимание их фундаментальной и прикладной значимости в современной
науке и технике;
- развитые навыки теоретической и практической деятельности в области
оптики полидисперсных сред.
Задачи курса:
- обеспечить студентов необходимой учебно-методической литературой для
освоения основных теоретических представлений оптики полидисперсных
сред в различных формах аудиторной и самостоятельной учебной
деятельности;
- изучить основные принципы, законы и методы, наработать навыки
теоретического описания явлений рассеяния света в полидисперсных средах;
- сформировать совокупность ключевых идей, понятий, экспериментальных
фактов и теоретических моделей, необходимых для ясного понимания
явлений рассеяния в полидисперсных средах, необходимых для дальнейшего
их использования в учебной и исследовательской деятельности в рамках
специализации "Биофизика".
Место курса в системе естественнонаучного образования
Спецкурс «Оптика дисперсных сред» рассматривает общие вопросы и
модели взаимодействия электромагнитных волн оптического диапазона со
случайно неоднородными средами. Явление светорассеяния эффективно
используется в различных областях: физике атмосферы, астрофизике, физике
конденсированного состояния вещества, биологии, медицинской физике,
биофизике и теплофизике.
В спецкурсе основное внимание уделяется изложению физики явлений,
описанию экспериментальных методик и аппаратуры, теоретическим моделям
и решению обратных задач теории рассеяния. Как правило, точная теория
рассеяния для биологических объектов и других случайно неоднородных сред
отсутствует, и поэтому значительное внимание уделяется приближенным
методам описания.
Спецкурс "Оптика дисперсных сред" формирует представления о физике
базовых методов измерений физических величин с использованием эффектов
взаимодействия излучения c полидисперсными средами, создает основу для
понимания современных оптико-аналитических методов, эффективного их
использования в прикладных целях.
Необходимость изучения данного курса: широкое распространение
оптических методов исследований и контроля, связанное с их неконтактностью,
локальностью и быстродействием, неразрушающим характером воздействия.
Рабочая программа спецкурса "Оптика дисперсных сред" составлена в
соответствии с требованиями образовательного стандарта для специальности
4
010400 ФИЗИКА, утвержденной приказом № 686 Министерства образования
Российской Федерации от 02.03.2000.
Требования к уровню освоения содержания курса
Дипломированный специалист в области оптики полидисперсных сред
должен:
- владеть основными понятиями, законами и принципами оптики
полидисперсных сред;
- иметь базовое представление о явлениях светорассеяния в полидисперсных
средах, понимать их фундаментальную и прикладную значимость в
современной науке и технике;
- иметь развитые навыки теоретической и практической деятельности в
описании явлений светорассеяния полидисперсными средами.
II. СОДЕРЖАНИЕ КУРСА
1. Введение. Цели и задачи курса. История и современные проблемы оптики
светорассеяния.
2. Оптический диапазон электромагнитных волн. Основные характеристики и
особенности. Методы генерации и детектирования световых потоков,
аппаратура.
3. Классическая теория молекулярного рассеяния света. Явления
Мандельштама-Бриллюэна и Рамана Спектроскопия комбинационного
(рамановского) рассеяния. Лазерная спектроскопия комбинационного
рассеяния. Вынужденное комбинационное рассеяние. Когерентная
спектроскопия рассеяния света.
4. Оптика случайно-неоднородных сред. Рассеяние Ми. Рассеяние света
отдельной частицей: сечение и амплитуда рассеяния, матрица рассеяния.
5. Некоторые характеристики дискретных рассеивателей в атмосфере, океане и
биологических средах.
6. Рассеяние и распространение света в разряженных облаках дискретных
рассеивателей: средняя мощность рассеянного светового поля в приближении
однократного рассеяния, рассеяние когерентных и некогерентных полей,
пространственная и временная корреляции рассеянного светового поля, сечение
рассеяния движущихся частиц с учетом временной корреляции.
7. Рассеяние импульсных световых полей в случайном облаке рассеивающих
частиц.
8. Теория рассеяния и поглощения света монодисперсной взвесью
биологических частиц: дифракция света на однородной сферической
частице, приближение аномальной дифракции
9. Теория рассеяния Рэлея-Ганса-Дебая (РГД).
10. Влияние структуры и формы рассеивающих частиц на оптические
характеристики дисперсной системы.
11. Применение методов светорассеяния в биологии и медицине. Решение
прямых и обратных задач светорассеяния, исследование различных
