Аннотация дисциплины «Диагностика вещества лазерными

Аннотация дисциплины
«Диагностика вещества лазерными методами и лазерные индуцированные
процессы»
Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 6 ЗЕ (216 час).
Цель дисциплины: являются формирование у бакалавров понимания теоретических
и практических основ современных методов лазерной диагностики, а также физических
основ лазерно-индуцированных процессов в веществе
Задачи изучения дисциплины:
 Теоретическая подготовка, позволяющая бакалаврам ориентироваться в потоке
научной и технической информации.
 Формирование у бакалавров понимания границ применимости модельных
представлений описывающих изучаемые физические явления.
 Усвоение основных физических идей и методов лазерной диагностики вещества и
лазерного возбуждения в веществе процессов различной природы.
Основные дидактические единицы (разделы):
1. Обзор основных методов лазерной диагностики. Элементарные основы
гидродинамики. Лазерная оптоакустика. Лазерная доплеровская диагностика движущихся
сред.
2. Лазерные проекционные микроскопы с усилением яркости оптического
изображения. Диагностика вещества при помощи лазеров ультракоротких импульсов
(фемтосекундных импульсов). Зондовая микроскопия. Сканирующий оптический
ближнеполевой микроскоп. Основные применения в нанотехнологиях. Методы
определения пространственного распределения плотности.
3. Неустойчивости при лазерном нагреве жидкости и твердых тел.
Термокапиллярная и испарительно-капиллярная неустойчивости индуцированные
лазерным излучением, числа Марангони и Вебера. Диффузионно-деформационная
неустойчивость.
Лазерная
диагностика
гидродинамических
неустойчивостей.
Экспериментальные методы наблюдения и исследования лазерно-индуцированных
неустойчивостей.
4. Основные понятия химической кинетики. Лазерные термохимические процессы
В результате изучения дисциплины «Диагностика вещества лазерными
методами и лазерные индуцированные процессы» студент должен:
знать: Основные законы взаимодействия лазерного излучения с веществом и
принципы лазерной диагностики материалов. Методы расчета и проектирования
элементов и устройств для реализации лазерных методов диагностики вещества.
уметь: Анализировать поставленную задачу исследований в области лазерноиндуцированных процессов на основе подбора и изучения литературных, патентных и
других источников информации. Составлять описания проводимых исследований и
разрабатываемых проектов, готовить данные для составления отчетов, обзоров.
владеть: Способностью к анализу поставленной проектной задачи в области
оптотехники на основе подбора и изучения литературных и патентных источников.
Методами нахождения оптимальных решений при реализации лазерных способов
диагностики в целях создания отдельных видов продукции оптотехники
Виды учебной работы: лекции, лабораторные работы, практические занятия
Изучение дисциплины заканчивается экзаменом.
Аннотация дисциплины
«ОПТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ»
Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 4 ЗЕ (144 час).
Цель дисциплины: является ознакомление студентов с современными системами
обработки информации в лазерной физике, квантовой и атомной оптике и физике
конденсированного состояния вещества Курс призван продемонстрировать студентам, что
лазерная физика является одним из основных инструментов познания мира, а также
помочь им сделать выбор их профессиональной специализации.
Задачи изучения дисциплины:
Знакомство с основными положениями теоретической физики; ознакомиться с
новыми областями применения лазерной техники; изучение методов и подходов в
оптической обработки информации; знакомство с современными проблемами и методами
исследования в области лазерной физики, квантовой и атомной оптике, новейших
информационных технологий.
Основные дидактические единицы (разделы):
Взаимодействие атома с классическим электромагнитным полем. Оптическая
обработка информации пространственно-распределенными системами. Оптическая
обработка информации систем с большим числом частиц. Квантование
электромагнитного поля. Основы теории когерентности.
В результате изучения дисциплины «ОПТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА
ИНФОРМАЦИИ» студент должен:
знать: Основные положения теоретической физики. Новые области применения
лазерной физики.
уметь: Разрабатывать функциональные и структурные схемы на уровне модулей
узлов и элементов оптической техники по заданным техническим требованиям.
владеть: методами и подходами в оптической обработке информации.
Виды учебной работы: лекции, практические занятия
Изучение дисциплины заканчивается экзаменом.
Аннотация дисциплины
«КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА»
Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 5 ЗЕ (180 час).
Цель дисциплины: является формирование у студентов, изучающих лазерную
физику,
естественнонаучного
мировоззрения
и
мышления.
Курс
призван
продемонстрировать студентам, что теоретическая физика является одним из основных
инструментов познания мира, а также помочь им сделать выбор их профессиональной
специализации.
Задачи изучения дисциплины:
 знакомство с основными положениями теоретической физики;
 ознакомиться с новыми областями применения лазерной техники;
 изучение физических и математических основ квантовой механики;
Основные дидактические единицы (разделы):
Физические и математические основы квантовой механики
Описание физических величин и законы сохранения в квантовой механике
Стационарная теория возмущений и ее применение. Простейшие одномерные задачи в
квантовой механике
В результате изучения дисциплины «КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА» студент должен:
знать: основные законы естественно научных дисциплин в профессиональной
деятельности, применять методы математического анализа и моделирования,
теоретического и экспериментального исследования.
уметь: использовать основные законы естественно научных дисциплин в
профессиональной деятельности.
владеть: методами математического анализа и моделирования, теоретического и
экспериментального исследования.
Виды учебной работы: лекции, практические занятия
Изучение дисциплины заканчивается экзаменом.
Аннотация дисциплины
«ФИЗИКА»
(раздел 3: элементы квантовой механики, атомная физика,
физика твердого тела, физика атомного ядра)
Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 6 ЗЕ (216 час).
Цель дисциплины: является обеспечение будущего специалиста научной
физической базой, на которой в высшей технической школе строится общеинженерная и
специальная подготовка. Последовательное изучение физики вырабатывает
специфический метод мышления, физическую интуицию, которые оказываются весьма
плодотворными и в других науках. Специалисты, получившие широкое физикоматематическое образование, могут самостоятельно осваивать новые технические
направления, успешно работать в них, легко переходить от решения одних задач к другим,
искать нестандартные и нетрадиционные пути, что особенно важно для профессиональной
мобильности специалистов в условиях ускоренного развития техники.
Задачи изучения дисциплины:
 теоретическая подготовка в области физики, позволяющая будущим инженерам
ориентироваться в потоке научной и технической информации и обеспечивающая им
возможность использования новых физических принципов в тех областях, в которых они
специализируются;
 формирование научного мышления, в частности правильного понимания границ
применимости различных физических понятий, законов, теорий и умения оценивать
степень достоверности результатов, полученных с помощью экспериментальных или
математических методов исследования;
 выработка приемов и навыков решений конкретных задач из разных областей
физики, помогающих студентам в дальнейшем решать инженерные задачи.
 ознакомление студентов с современной научной аппаратурой и выработка у них
начальных навыков проведения экспериментальных научных исследований различных
физических явлений и оценки погрешностей измерений.
Основные дидактические единицы (разделы):
Основные понятия квантовой оптики и атомной физики. Элементы квантовой
механики.
Основные понятия физики твердого тела.Основы физики атомного ядра. Основы
физики элементарных частиц.
В результате изучения дисциплины «ФИЗИКА» студент должен:
знать: физические основы квантовой физики, атомной и ядерной физики, законы и
теории классической и современной физики;
уметь: использовать основные законы физики в профессиональной деятельности;
владеть: методами математического описания физических явлений и процессов,
определяющих принципы работы различных технических устройств.
Виды учебной работы: лекции, лабораторные работы, практические занятия
Изучение дисциплины заканчивается экзаменом.
Аннотация дисциплины
«ТЕХНИКА ОПТИЧЕСКОЙ СПЕКТРОСКОПИИ»
Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 3 ЗЕ (108 час).
Цель дисциплины:
Освоения дисциплины «Техника оптической спектроскопии» (далее ТОС)
являются:
формирование
у
бакалавров
понимания
физических
принципов
функционирования спектральных приборов; уяснение принципов регистрации, а также
методов обработки спектров с целью получения максимально возможного объёма
информации об исследуемом объекте; использование полученных знаний для решения
практических исследовательских задач; позиционирование оптической спектроскопии в
ряду других экспериментальных методик исследования вещества.
Задачей изучения дисциплины:
Освоение студентами основных принципов функционирования спектральных приборов,
следующих из волновой теории света; освоение принципов построения современной
спектральной аппаратуры; выработки практических навыков работы с имеющейся
аппаратурой; возможное использование полученных знаний в своей выпускной
квалификационной работе.
Основные дидактические единицы (разделы):
Виды спектрального анализа. Классификация спектральных приборов (далее СП).
Основы теории щелевых СП с одномерной дисперсией. Основные узлы СП. СП
модуляционного типа. Лазерная спектроскопия.
В
результате
изучения
дисциплины
«ТЕХНИКА
ОПТИЧЕСКОЙ
СПЕКТРОСКОПИИ» студент должен:
знать: проектирование элементов и устройств, основанных на различных
физических принципах действия; знать принципы анализа поставленной проектной задачи
в области оптотехники на основе подбора и изучения литературных и патентных
источников;
уметь:
использовать
профессиональной
моделирования,
основные
деятельности,
теоретического
законы
применять
и
естественнонаучных
методы
дисциплин
математического
экспериментального
исследования;
анализа
в
и
проводить
оптические, фотометрические и электрические измерения и исследования различных
объектов по заданной методике с выбором технических средств и обработкой
результатов;
владеть: навыками по расчету, проектированию типовых систем, приборов,
деталей и узлов оптотехники на схемотехническом и элементном уровнях, в том числе с
использованием стандартных средств компьютерного проектирования, выполнением
работ и организации маршрутов технологического прохождения элементов и узлов
оптических, оптико-электронных и лазерных приборов и систем в процессе их
изготовления.
Виды учебной работы: лекции, лабораторные занятия.
Изучение дисциплины заканчивается зачетом.
Аннотация дисциплины
«СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ В ОПТИКЕ»
Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 6 ЗЕ (216 час).
Цель дисциплины: является приобретение студентом знаний об основных методах
построения автоматизированных систем проектирования и разработки и особенностях
организации таких систем для проектирования оптических изделий.
Задачи изучения дисциплины:
 Изучение ZEMAX,
 Изучение SYNOPSYS
Основные дидактические единицы (разделы): Принципы построения оптических
схем в специализированных САПР. Базовые средства проектирования оптических систем
в САПР ZEMAX. Расширенные средства проектирования оптических систем в САПР
ZEMAX. Проектирование оптических систем в САПР SYNOPSYS.
В результате изучения дисциплины «СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО
ПРОЕКТИРОВАНИЯ В ОПТИКЕ» студент должен:
знать: Современные программные средства для разработки и редакции проектноконструкторской и технологической документации.
уметь: Применять основные методы, способы и средства получения, хранения,
переработки информации. Готовить научно-технические отчёты и обзоры. Моделировать
процессы и объекты на базе стандартных пакетов автоматизированного проектирования.
Находить оптимальные решения при создании отдельных видов продукции лазерной
техники с учётом требований качества, стоимости, сроков исполнения.
владеть: Способностью к личностному развитию и повышению профессионального
мастерства. Навыками работы с компьютером как средством управления информацией.
Элементами компьютерной инженерной графики. Стандартными средствами
компьютерного проектирования.
Виды учебной работы: лекции, лабораторные работы
Изучение дисциплины заканчивается экзаменом.
Аннотация дисциплины
«МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В ЛАЗЕРНОЙ ФИЗИКЕ»
Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 3 ЗЕ (108 час).
Цель дисциплины: является приобретение студентами знаний и навыков
моделирования лазерно-индуцированных процессов. Изучение данного курса позволит
студентам получить представление об особенностях моделирования процессов
распространения лазерного излучения, твердофазной модификации поверхности, лазерноиндуцированных гидродинамических процессов и неустойчивостей, процессов
распространения лазерно-индуцированной плазмы.
Задачи изучения дисциплины:
 ознакомление с основными подходами к математическому моделированию
физических процессов;
 изучение фундаментальных основ физических процессов;
 развитие навыков математического моделирования;
Основные дидактические единицы (разделы):
Моделирование процессов распространения лазерного излучения в различных средах.
Моделирование твердофазной модификации поверхности при лазерном воздействии.
Моделирование лазерно-индуцированных гидродинамических процессов.
Моделирование процессов формирования и распространения лазерно-индуцированной
плазмы.
В
результате
изучения
дисциплины
«МАТЕМАТИЧЕСКОЕ
МОДЕЛИРОВАНИЕ В ЛАЗЕРНОЙ ФИЗИКЕ» студент должен:
знать: основные законы естественнонаучных дисциплин.
уметь: применять основные методы, способы и средства получения, хранения,
переработки информации, иметь навыки работы с компьютером как средством
управления информации.
владеть: способностью к составлению описаний проводимых исследований и
разрабатываемых проектов, подготовке данных для составления отчетов, обзоров.
Виды учебной работы: лекции, лабораторные работы, практические занятия
Изучение дисциплины заканчивается экзаменом.
Аннотация дисциплины
«Когерентная оптика»
Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 4 ЗЕ (144 час).
Цель дисциплины: являются формирование у бакалавров понимания теоретических
и физических основ современной когерентной оптики для последующего использования
этих знаний при изучении других дисциплин и практического использования.
Задачи изучения дисциплины:
 Приобретение студентами знаний основных законов и явлений когерентной оптики,
принципов формирования когерентного и частично когерентного оптического
изображения, факторов, определяющих качество изображения, принципов анализа
распространения лазерного излучения в средах.
 Получение навыков применения знаний принципов когерентной оптики для анализа
оптических и оптико-физических схем приборов и наблюдаемых явлений.
Основные дидактические единицы (разделы): Пространственная и временная
когерентность излучения лазера. Корреляционные функции и когерентность. Оптика
спеклов. Теория когерентных изображений.
В результате изучения дисциплины «Когерентная оптика» студент должен:
знать: Основные законы когерентной оптики, методы математического анализа и
моделирования, теоретического и экспериментального исследования когерентных
оптических систем. Методы расчета и проектирования элементов и устройств,
основанных на физических принципах когерентной оптики.
уметь: Использовать методы расчета и проектирования элементов и устройств,
основанных на физических принципах когерентной оптики. Анализировать поставленную
задачу исследований в области когерентной оптики на основе подбора и изучения
литературных, патентных и других источников информации. Разрабатывать
функциональные и структурные схемы на уровне модулей, узлов и элементов когерентной
оптики по заданным техническим требованиям.
владеть: Методами составления описаний проводимых исследований и
разрабатываемых проектов, подготовке данных для составления отчетов, обзоров.
Методами расчета, проектирования и конструирования в соответствии с техническим
заданием типовых систем, приборов и узлов когерентной оптики.
Виды учебной работы: лекции, практические занятия
Изучение дисциплины заканчивается зачетом
Аннотация дисциплины
«Информационно-лазерные технологии»
Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 3 ЗЕ (108 час).
Цель дисциплины: являются формирование у бакалавров понимания теоретических
и практических основ современных лазерных технологий получения, обработки, передачи
информации и использования синтеза информационных и лазерных технологий для
промышленных применений в направлении последующего использования этих знаний
при изучении других дисциплин и практического использования.
Задачи изучения дисциплины:
Приобретение студентами знаний физических основ и практических аспектов
современных информационных лазерных технологий для разработки и оптимизации
методов, средств и технологий, использующих лазерное излучение.
Получение навыков применения принципов получения и передачи информации
лазерными методами, механизмов лазерно-индуцированных процессов и явлений и
способов управления ими, а также использования информационных и компьютерных
технологий при обработке материалов лазерным излучением.
Основные дидактические единицы (разделы): Лазерные методы и системы
передачи информации. Лазерное управление процессами в веществе. Лазерные методы и
системы получения информации о состоянии вещества. Лазерно-информационные
технологические процессы.
В результате изучения дисциплины «Информационно-лазерные технологии»
студент должен:
знать: Основные методы, способы и средства получения, хранения, переработки
информации традиционными и лазерными методами. Порядок выполнения работ и
организации маршрутов технологического прохождения элементов и узлов оптических,
оптико-электронных и лазерных приборов и систем в процессе их изготовления.
уметь: Работать с компьютером как средством управления информацией.
Анализировать поставленную задачу исследований в области информационно-лазерных
технологий на основе подбора и изучения литературных, патентных и других источников
информации. Использовать методы расчета и проектирования элементов и устройств,
основанных на принципах информационно-лазерных технологиях.
владеть: Методами расчета и проектирования элементов и устройств, основанных
на физических принципах лазерных технологий. Методами нахождения оптимальных
решений при создании отдельных видов продукции оптотехники, использующей
информационно-лазерные технологии.
Виды учебной работы: лекции, лабораторные работы
Изучение дисциплины заканчивается зачетом
Аннотация дисциплины
«ОПТИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ»
Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 5 ЗЕ (180 час).
Цель дисциплины: является освоение обучающимися теоретических, практических
и метрологических основ оптических измерений. Курс призван продемонстрировать
студентам, что лазерная физика является одним из основных инструментов познания
мира, а также помочь им сделать выбор их профессиональной специализации
Задачи изучения дисциплины:
 знакомство с основными положениями теоретической физики;
 ознакомиться с новыми областями применения лазерной техники;
 знакомство с современными проблемами и методами исследования в области лазерной
физики, квантовой и атомной оптике, новейших информационных технологий.
Основные дидактические единицы (разделы): Теория оптических измерений.
Оптические измерительные приборы. Теневые методы.
В результате изучения дисциплины ««ОПТИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ» студент
должен:
знать: методику проведения оптических, фотометрических и электрических
измерений и исследования различных объектов по заданной методике с выбором
технических средств и обработкой результатов.
уметь: проводить эксперименты, обрабатывать и представлять экспериментальные
данные.
владеть: навыками наладки, настройки, юстировки и опытной проверки отдельных
видов оптических, оптико-электронных и лазерных приборов и систем в лабораторных
условиях и на объектах.
Виды учебной работы: лекции, практические занятия, лабораторные работы
Изучение дисциплины заканчивается экзаменом.