WWW.KNIGA.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Книги, пособия, учебники, издания, публикации

 

Министерство образования и науки Российской федерации

Государственная корпорация «Российская корпорация нанотехнологий»

«Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ

«Практикум по лазерной физике». Код М.2.В.ДВ.06.01

Направление

200400.68 «Оптотехника»

подготовки

( Волоконные лазеры и волоконно-оптические Профиль системы подготовки Заказчик: Государственная корпорация «Российская корпорация нанотехнологий» (ГК «Роснано») Семестр Трудоем- Общий Лекции, Практич. Лаборат. СРС, Форма(ы) кость., объем час. занятия, работы, час. итог.

кред. курса, час. час. контроля, час.

3 2 72 0 0 36 36 зачет МОСКВА

1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Целями дисциплины «Практикум по лазерной физике» должны быть закрепление теоретико-методологических знаний и профессиональных навыков в области лазерной физики и прикладной физической оптики.

Общая цель работ – практическое знакомство с. лазерами разных типов, способами управления ими, технологическими применениями лазеров.

Каждая работа имеет дополнительные цели: знакомство с измерительной аппаратурой, с современными методами лазерной интерферометрии, лазерными технологическими процессами.

2. МЕСТО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Содержание программы «Практикум по лазерной физике» развивает и дополняет необходимым практическим содержанием теоретические курсы по специальности «Лазерная физика», изучаемые в рамках подготовки магистра.

В программе как исходные использованы основные понятия и концепции теоретической базы, освоенной студентами при изучении курсов общей и теоретической физики, а также разделы основных математических дисциплин, входящих в программу подготовки бакалавров.

Курс «Практикум по лазерной физике» входит в число базовых при подготовке научно-педагогических кадров в области современной лазерной физики и прикладной оптики на уровне магистров.

Лабораторный практикум позволит студентам получить и развивать навыки измерительного эксперимента, современных методик сбора и обработки данных, а также ознакомиться с современной лазерной техникой и измерительной аппаратурой, применяемыми в физических исследованиях и испытаниях лазерной техники и технологии.





3. КОМПЕТЕНЦИИ СТУДЕНТА, ФОРМИРУЕМЫЕ В

РЕЗУЛЬТАТЕ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ /

ОЖИДАЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ОБРАЗОВАНИЯ И КОМПЕТЕНЦИИ

СТУДЕНТА ПО ЗАВЕРШЕНИИ ОСВОЕНИЯ ПРОГРАММЫ

УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Дисциплина способствует формированию у студентов следующих компетенций:

Владеть культурой мышления, быть способным к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения.

.

Готовностью к кооперации с коллегами, работе в коллективе.

Владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, иметь навыки работы с компьютером как средством управления информацией.

Использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования.

. Понимать сущность и значение информации в развитии современного информационного общества, сознавать опасности и угрозы, возникающие в этом процессе, соблюдать основные требования информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны Способность использовать научно-техническую информацию, отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования, современные компьютерные технологии и базы данных в своей предметной области Способность проводить математическое моделирование процессов и объектов на базе стандартных пакетов автоматизированного проектирования и исследований Готовность к проведению физических экспериментов по заданной методике, составлению описания проводимых исследований и анализу результатов Способность использовать технические средства для измерения основных параметров объектов исследования, к подготовке данных для составления обзоров, отчетов и научных публикаций Готовность к составлению отчета по выполненному заданию, к участию во внедрении результатов исследований и разработок -принципы теории относительности, преобразования Лоренца, принципы теории поля;

-принципы нерелятивистской квантовой механики, уравнение Шредингера;

принципы квантовой механики многих частиц, квантовомеханическое описание сплошных сред, принципы релятивистской квантовой механики, основы теории излучения;

- основы физики конденсированных сред: твердых тел, жидкостей, жидких кристаллов и биологических систем, квантовомеханическое описание твердых тел, энергетические зоны; классификацию кристаллов на металлы, полупроводники и диэлектрики с точки зрения зонной теории, физика металлов, кинетические процессы в электронном газе; понятие квазичастицы; квазиимпульса, энергетического спектра, эффективной массы и заряда квазичастиц; колебания кристаллической решетки и фононы, магнитные характеристики твердых тел; парамагнетики и диамагнетики;

обменное взаимодействие и магнетики; основы физики полупроводников.

-основы физической оптики, теорию интерференции, дифракции, временной и пространственной когерентности, закономерности распространения световых пучков в вакууме, сплошных средах, и волноводах, оптические свойства сплошных сред, свойства открытых и волноводных резонаторов.





-- основы теории колебаний: линейные, нелинейные, параметрически возбуждаемые и многомерные колебания, принципы действия и типы механических, электрических и оптических генераторов - основы спектроскопии атомов и молекул, электронные структуры атомов и молекул; электронные, колебательные и вращательные возбуждения в атомах молекулах, процессы релаксации уровней и уширение спектральных линий;

-методы создания инверсной населенности в средах, полуклассическое описание лазера, характеристики лазеров при стационарной генерации и динамику лазеров, типы лазеров, их современные разработки, основные применения лазеров;

- методы создания инверсной населенности в средах, полуклассическое описание лазера, характеристики лазеров при стационарной генерации и динамику лазеров, типы лазеров, их современные разработки, основные применения лазеров.

- использовать аппаратуру для спектрального анализа излучения, работать с вакуумными системами, с источниками высокого напряжения, с современными измерительными приборами и системами;

- использовать численные методы управления экспериментом и обработки результатов измерений - применять современное программное обеспечение при выполнении расчётных, проектно-конструкторских работ и обработке результатов в области профессиональной деятельности, базовые языки программирования при разработке прикладного программного обеспечения;

- логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь;

- решать задачи о распространении электромагнитных полей в конденсированных средах, рассчитывать и измерять основные электрические, магнитные и оптические характеристики конденсированных сред.

-методами измерения оптических характеристик и диагностики конденсированных сред, газов и плазмы, методами лазерной технологии;

--способностью к наладке, испытанию и опытной проверке лазерных установок, к эксплуатации измерительных систем и систем управления физических установок;

- основными методами защиты производственного персонала и населения от возможных последствий аварий, катастроф, стихийных бедствий;

- методами исследования структуры, оптических и электрофизических свойств конденсированных сред;

- методами решения уравнений Максвелла; --основы электродинамики сплошных сред, уравнения Максвелла в средах, материальные уравнения, волновое уравнение.

СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 кред., 72 час.

безопасности лабораторных индивидуальным Сокращение наименований форм текущего контроля и аттестации 1 Инструктаж по порядку выполнения работ практикума и безопасности труда в учебной лаборатории (собрания в учебных 2-15 Выполняемые работы 1. Волоконно-оптическая линия связи 2. Физические основы лазерной резки металлов 3. Инжекционный лазер 4. Открытый оптический резонатор 16 Обзорно-зачетные занятия

КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН

№ Наименование Неде- Лек- Практ. Лаб. Обязат. Максип.п. раздела учебной ли ции, зан./ рабо- текущий мальный Выполнение индивидуальным расписаниям Выполнение индивидуальным расписаниям Выполнение индивидуальным расписаниям Выполнение индивидуальным расписаниям Выполнение индивидуальным расписаниям Обзорные консультации Сокращение наименований форм текущего контроля и аттестации разделов:

КИ Контроль по итогам Отч Отчет по работе (разделу) Вводно-инструктивные занятия в лабораториях 1. Вводный инструктаж по правилам безопасности работы в учебных лабораториях.

Правила безопасности при работе с электрооборудованием. Правила безопасности при работе на лазерных установках видимого и ближнего ИК диапазонов. Правила работы с импульсными твердотельными лазерами. (2 часа) 2. Учебно-методический инструктаж (факультативно). Начальные сведения о физических принципах работы инжекционных полупроводниковых лазеров.

Зонная структура полупроводников. Функция плотности энергетических состояний. Гетеропереходы. Инжекция и суперинжекция. Электронное и оптическое ограничение в гетероструктурах. Квантово-размерные структуры и эффекты в лазерных диодах. (1 час) Работа 1. Волоконно-оптическая линия связи Работа знакомит с практическим применением оптических волокон, с особенностями распространения коротких световых импульсов в многомодовых волокнах, с приборами и методами формирования и детектирования наносекундных импульсов излучения инжекционного лазера, с важнейшими элементами современных волоконных линий.

Ключевые слова и основные понятия:

Оптический волновод, полное внутреннее отражение, числовая апертура, моды, постоянная распространения, модовая дисперсия, градиентное волокно, частота отсечки, одномодовое волокно, материальная дисперсия, волноводная дисперсия, смещенная дисперсия, поляризационная дисперсия, затухание, окна прозрачности, инжекционный лазер, лавинный транзистор, лавинный фотодиод, стробоскопический осциллограф.

Работа 2. Физические основы лазерной резки металлов В работе рассмотрены физические основы процесса резки металлов излучением импульсного Nd:YAG лазера с регулируемой длительностью и частой следования импульсов и непрерывного волоконного лазера. Проводятся исследования резки тонколистовых образцов стали при различных параметрах лазерных излучателей.

Проводятся измерения по определению качества лазерной резки и по оценке возможностей двух лазерных технологических комплексов при различных режимах их работы.

Ключевые слова и основные понятия:

Импульсный лазер, волоконный лазер, лазерный технологический комплекс, лазерная резка.

Работа 3. Инжекционный лазер Работа знакомит с важнейшими энергетическими и спектральными характеристиками инжекционного лазера ближнего ИК диапазона, а также с методами измерения этих характеристик.

Измерение важнейших излучательных характеристик инжекционного лазера с двойной гетероструктурой. По результатам измерений проводят оценки излучательной эффективности лазера. Наблюдение эволюции спектра излучения инжекционного лазера с двойной гетероструктурой при увеличении накачки, измерение ватт-амперной характеристики, измерение диаграмм направленности излучения, измерение зависимости сдвига частоты моды резонатора от тока накачки для оценок дисперсии в активной области, омического и теплового сопротивления кристалла. Сопоставление значений порогов генерации, полученных различными методами. Оценочные расчеты показателей эффективности лазера. Возможно измерение количественных показателей перестройки частоты лазера при изменениях тока накачки и температуры.

Ключевые слова и основные понятия:

Полупроводник, зонная структура, закон дисперсии, плотность энергетических состояний, рекомбинационное излучение, прямые излучательные переходы, прямозонные полупроводники, распределение Ферми, квазиуровни Ферми, основные и неосновные носители заряда, p-n-переход, диффузия электронов, инжекция, суперлюминесценция, потенциальные барьеры, гетеропереход, суперинжекция, удержание носителей, двойная гетероструктура, активная область, полосковая структура, дисперсия в полупроводнике, боковое ограничение, оптический волновод, резонатор, перестройка моды, сдвиг линии усиления, переключения мод, одномодовый лазер, ватт-амперная характеристика, зеркала, расходимость излучения Работа 4. Открытый оптический резонатор Знакомство со свойствами собственных типов колебаний в открытом резонаторе, с применением сканирующего интерферометра для анализа спектра излучения лазера, с методами измерения и оценки основных параметров резонатора.

Изучение спектра продольных и поперечных мод в коротком открытом резонаторе с использованием сканирующего интерферометра.

Сопоставление полученного спектра с расчетным. Оценки добротности, дифракционных потерь для поперечных мод высших порядков, коэффициентов отражения зеркал Ключевые слова и основные понятия:

Продольные моды, поперечные моды, потери, добротность, резкость резонанса, ширина резонанса, дифракционные потери, число Френеля, гауссовы пучки, диаграмма устойчивости, спектр мод, эквивалентный конфокальный резонатор, сканирующий интерферометр, область свободной дисперсии, согласование волнового фронта с резонатором,

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Предусмотрено использование в учебном процессе интерактивных элементов проведения занятий (предварительные собеседования, компьютерные симуляции) в сочетании с внеаудиторной самостоятельной работой с целью теоретической подготовки к практическим работам.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ

УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ

ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ И УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ

ОБЕСПЕЧЕНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ

Оценочные средства для текущего контроля успеваемости.

Для промежуточной оценки успеваемости студентов служат отчеты по выполненным лабораторным работам. Прием и утверждение отчета проходит в форме собеседования.

Оценочные средства для аттестации по разделам.

В конце освоения раздела (семестра) студент проходит зачетсобеседование

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ

ОБЕСПЕЧЕНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

а) ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА:

1 В лаб. «Открытый оптический резонатор» (рукопись описания каф. 37 с дополнениями В.К.Егорова) 621. 3 Величанский В.Л., Егоров В.К. Инжекционный лазер 681.068 Величанский В.Л., Егоров В.К. Волоконно-оптическая 621.961 Петровский В.Н., Менушенков А.П.

П30 Физические основы лазерной резки металлов

б) ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА:

Saleh B.E.A., Teich M.C. Fundamentals of photonics – Wiley, 1991.

Мэйтлэнд А., Данн М. Введение в физику лазеров. – М.: Наука, Качмарек Ф. Введение в в физику лазеров. – М.: Мир, Зигман А. Лазеры Ананьев Ю. А. Оптические резонаторы и лазерные пучки – М.: Наука, 1990.

6. Карлов Н.В. Лекции по квантовой электронике. М.: Наука 1988.

7. Звелто О. Принципы лазеров/Пер. с англ. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.:

Мир, 1990. – 560 с.

8. Кейси Х., Паниш М. Лазеры на гетероструктурах, том 1, 2. М.: МИР, 1981.

9. Бонч-Бруевич В. Л., Калашников С. Г. Физика полупроводников – М.:

Наука, 1990.

10.Шалимова К.В. Физика полупроводников – М.: Энергоатомиздат, 1985.

11.Quantum well lasers. Edited by Peter S. Zory, Jr., Academic Press, (ISBN 0-12-781890-1) 12.Fundamentals of photonics. – Bahaa E. A. Saleh, Malvin Carl Teich. – John Wiley & Sons, Inc. 1991 (ISBN 0-471-83965-5) 13.Laser electronics. Joseph T. Verdeyen. 3rd ed. – Prentice Hall, 1995 (ISBN 0-13-706666-X) 14.Tunable Laser Diodes and Related Optical Sources Buus, J. Amann, M.-C.

Blumenthal, D. J. – Wiley–IEEE Press, 15.Зельдович Б.Я., Пилипецкий Н.Ф., Шкунов В.В. Обращение волнового фронта. – М.: Наука, 1987.

в) ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ И ИНТЕРНЕТ-РЕСУРСЫ:

1. Специализированные программы для поддержки измерительных систем учебных лабораторных установок (собственные разработки учебной 2. Специализированные программы АКТАКОМ для поддержки цифровых измерительных приборов АКТАКОМ в составе учебных лабораторных Для выполнения самостоятельных работ студенты используют следующие программные продукты: EXCEL, WORD.

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Учебная дисциплина обеспечена необходимой учебно-методической документацией и материалами. Ее содержание представлено в локальной сети кафедры и находится в режиме свободного доступа для студентов.

Доступ студентов для самостоятельной подготовки возможен через компьютерный класс.

Для каждой лабораторной работы разработаны конкретные методические указания с кратким описанием основных пунктов рабочего задания в форме документа-прототипа отчета (форматы WORD и EXCEL).

Материально-техническую основу лабораторного практикума образует комплекс учебных установок двух учебных лабораторий (по 36 кв.метров), а также 3 учебные установки в учебно-научных лабораториях кафедры. Работу установок поддерживает программное обеспечение, указанное в п. 6в.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по направлению подготовки (специальности) 140800.68 Ядерные физика и технологии.

Автор: доцент, к.ф-м.н-Егоров В.К._

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ И УКАЗАНИЯ

для студентов, выполняющих лабораторные работы в учебных лабораториях кафедры "Лазерная физика"

ПОДГОТОВКА К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ проходят в соответствии с ПОИМЕННЫМИ РАСПИСАНИЯМИ, согласованными со студентами не позже чем за две недели до дня первого лабораторного занятия. Этот стартовый период следует использовать для подготовки к первой назначенной работе, не откладывая ее на последний вечер.

Следует иметь в виду, что многие лабораторные работы тематически дополняют лекционные курсы, и в их содержании соединены элементы разных теоретических и практических дисциплин. Для многих студентов тематика лабораторной работы будет опережать ее изложение в регулярных курсах лекций. По этой причине важно начинать подготовку к работе заранее, чтобы иметь возможность в нужной степени осмыслить основные понятия и теоретические положения по теме работы, которые должны быть известными из предшествующих и текущих учебных курсов.

При самостоятельной подготовке к очередной лабораторной работе студенту следует изучить ее описание, при необходимости обращаясь к дополнительной литературе, список которой включен в описание. При этом полезны учебники общего характера и лекционные материалы по соответствующим учебным курсам. Кроме того, можно обратиться в учебную лабораторию за помощью в подборе дополнительной учебной и научной литературы по многим смежным темам. Наконец, можно использовать различные ресурсы Интернета.

Если при изучении подготовительных материалов у студента возникают затруднения или вопросы, ему полезно обратиться за разъяснением к преподавателям кафедры или в учебную лабораторию. Такая помощь со стороны старших коллег будет эффективной, если с описанием работы ознакомиться заблаговременно; в ином случае просто не будет времени для того, чтобы сформулировать вопрос и получить на него содержательный ответ. Тем более не будет времени для чтения литературы, рекомендованной в ответ на подобный вопрос.

Многолетний опыт показывает, что наибольшие затруднения при подготовке к лабораторным работам и обработке ее результатов возникают не только из-за недостатка знаний (в первую очередь по общей физике).

Значительные трудности порождают разрозненность и отвлеченность знаний, недостаточное понимание взаимосвязей между разными разделами физики.

Существенную роль в формировании целостной системы понятий должен играть сам лабораторный практикум, в ходе которого теоретические представления приобретают наглядное отображение в опыте. В отношении теоретического курса и лабораторного практикума по лазерной физике студентам следует обратить внимание на взаимные связи физики лазеров с физической оптикой, радиофизикой, квантовой теорией, физикой твердого тела (в особенности полупроводников) и теорией нелинейных колебательных систем. Теоретические основы лазерной физики изложены в лекционных курсах и широко известных учебниках (см. список рекомендованной дополнительной литературы).

Студентам в ходе лабораторного практикума нужно стараться использовать те преимущества, которые дает взаимодействие с преподавателем в режиме диалога. Рекомендуем задавать преподавателю вопросы по существу тематики работы и по технике эксперимента, чтобы как можно полнее уяснить взаимосвязанный комплекс представлений, лежащих в основе работы и практических применений лазеров в исследованиях, измерениях и технологических процессах.

Если исходный уровень знаний, приобретенный студентами при подготовке к работе и ранее, при изучении курсов общего характера, окажется явно недостаточным, то студентов к работе не допускают, и для них назначают дополнительное занятие не ранее чем через неделю.

По соглашению с учебной лабораторией, такое дополнительное занятие может быть назначено на время вне основного расписания учебных занятий.

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ОТЧЕТАМ ПО ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ

Студентов, не сдавших отчеты по предыдущей работе, к очередной работе не допускают. Студенты, готовые сдать отчет по выполненной работе, должны обратиться к преподавателю и согласовать с ним время сдачи отчета до выполнения следующей. Предельный допустимый срок предъявления отчета – перед началом очередной, в день работы по расписанию.

По результатам проделанной работы каждый студент лично составляет персональный отчет. Он должен содержать:

– таблицы результатов наблюдений;

– краткое изложение результатов измерений;

– графики полученных зависимостей измеряемых величин;

– рукописный лист с заключением (краткой аннотацией работы).

Исполнение отчета может быть рукописным или печатным (кроме рукописного листа с заключением). По согласованию с преподавателем можно представить отчет в виде файла-документа MS Word, но и в этом случае лист с заключением должен быть рукописным.

На ТИТУЛЬНОМ листе отчета должно быть название работы, фамилия студента, дата выполнения работы, предусмотрено место для отметки преподавателя о приемке отчета.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ в отчете должно быть рукописным, немногословным и замкнутым. В нем недопустимы отсылки к тексту отчета, к таблицам, формулам и графикам. В тексте заключения основные результаты и выводы работы нужно представить в виде кратких и точных ответов на следующие ПЯТЬ вопросов:

– измерения каких физических величин и эффектов проведены (что измеряли?);

– какие методы измерений применены (каким методом?);

– какие результаты получены (каков результат?);

– какова точность полученных результатов (с какой точностью?);

– каковы главные источники погрешности измерений (чем ограничена точность?).

В записи численных результатов количество значащих цифр должно соответствовать заявленной точности измерений.

В заключениях отчетов не будут приняты утверждения: «… основной источник погрешности измерений – погрешности примененных средств измерений …»; такое заявление (заклинание) обычно поспешно, ошибочно и наивно. При хорошей процедуре измерений сами средства измерений редко вносят в общую погрешность больше, чем одну треть. Наибольший вклад в бюджет погрешностей вносят трудно учитываемые факторы: ограниченная достоверность исходных данных, отклонения свойств реального объекта от его идеализированной модели, неучтенные взаимодействия и т.п. Поэтому, отвечая на вопрос о существенных причинах погрешностей, нужно привести хотя бы минимальную аргументацию, и в меру собственного разумения проанализировать, в какой мере истинный объект не соответствует его умозрительному описанию формулами, уравнениями и пр.

Более подробные методические рекомендации по подготовке и выполнению работ приведены в сводном документе:

«Методические рекомендации и указания для студентов, выполняющих лабораторные работы в учебных лабораториях кафедры "Лазерная физика"»; В.К.ЕГОРОВ, 2009-

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

в учебных лабораториях кафедры "Лазерная физика" В начале учебного семестра преподаватели, ведущие лабораторные занятия, должны изучить описания работ, сопровождающие материалы и документацию, предоставляемые учебной лабораторией. При этом особое внимание следует обращать на возможные изменения в сценариях работ и в методиках измерений. Такие изменения в сторону улучшения содержательности работ проходят постоянно.

В этот же период преподаватели, ведущие лабораторные занятия, должны пройти инструктаж на рабочих местах (установках), ознакомиться с аппаратурой в действии и самостоятельно провести основные действия, предусмотренные сценарием работы. Ничто не подрывает интерес студента к учебе так, как недостаточная подготовленность самого преподавателя в теории, ограниченность его знаний по теме и в смежных вопросах, беспомощность перед экспериментальной установкой, неспособность оказать помощь студентам, безразличие к их работе.

В результате предварительной подготовки преподаватель обязан:

знать теоретические основы тематики работы;

знать и уметь объяснить устройство установки на уровне структурно-функциональной схемы;

знать и уметь объяснить назначение, расположение и особенности действия всех основных органов управления и регулирования в измерительной и силовой аппаратуре;

знать существенные номинальные количественные параметры аппаратуры, влияющие на безопасность работы и на точность измерений;

знать диапазоны допустимых режимов работы установки, безопасных для людей и для аппаратуры, и следить за соблюдением этих режимов;

уметь прокомментировать все наблюдаемые эффекты и причины их заметных отклонений от идеализированных моделей;

знать все требования безопасности и следить за их выполнением;

уметь ответить на все теоретические и практические вопросы, касающиеся полноценного проведения работы во всем ее объеме;

знать правила оформления результатов измерений и отчета по работе.

Перед началом работы преподаватель проводит беседу со студентами для выяснения их готовности к выполнению работы. Такую беседу следует начать с ответа на те вопросы студентов, которые могли у них появиться при подготовке к работе. В частности, затруднения у студентов могут вызывать некоторые из контрольных вопросов, перечисленных в описании работы.

Преподаватель должен помнить, что собеседование подчинено задачам эффективного обучения, и ему не нужно придавать форму экзамена. Не следует ограничивать собеседование тестированием по контрольным вопросам, приведенным в описании работы; во-первых, эти вопросы по большей части требуют развернутого и аргументированного ответа, а вовторых, по этой же причине их следует рассматривать как поводы для обсуждения. Как правило, в описании работы контрольных вопросов приведено в несколько раз больше, чем их можно обсудить за отведенное на это время, поэтому преподавателю полезно по ходу собеседования выбирать те вопросы, где он предполагает обнаружить недостаточное понимание и, следовательно, обсуждение которых может быть наиболее поучительным.

Некоторые вопросы, на которых выявлены слабые знания, полезно обсуждать во время отчета. Обязательно нужно предложить студентам записать такие вопросы, подготовить ответы и непременно вернуться к ним во время отчета. Так же следует поступать и при повторном собеседовании, когда ранее студенты не были допущены к работе из-за неудовлетворительной подготовленности.

Если в собеседовании участвуют несколько студентов, то вопросы полезнее задавать персонально каждому в отдельности, а слушать ответы и обсуждать их сообща; и в некоторых случаях спрашивать у кого-либо из студентов, понятен ли ему ответ товарища и согласен ли он с ним, и в чем не согласен.

Следует иметь в виду, что многие лабораторные работы тематически дополняют лекционные курсы, и в их содержании соединены элементы разных теоретических и практических дисциплин. Обсуждение тематики и содержания работы должно помочь студентам глубже и подробнее изучить взаимосвязь этих дисциплин. Тем не менее, основой такого собеседования может быть только определенный необходимый начальный минимум знаний, приобретенный студентами при подготовке к работе и ранее, при изучении курсов общего характера. Если исходный уровень знаний окажется явно недостаточным, то допускать студентов к работе нецелесообразно, и для них следует назначить дополнительное занятие не ранее чем через неделю.

Вопросы по техническим деталям аппаратуры и методики наблюдений и измерений полезнее обсуждать не в предварительном собеседовании, а около установки или даже по ходу работы. В учебной лаборатории студенты получают первые практические сведения и навыки в технике оптикофизических измерений, и их предыдущую подготовку в этой части не следует считать достаточной. Это обстоятельство налагает на преподавателя обязанность хорошо изучить основы техники эксперимента хотя бы в той части, которая непосредственно относится к тематике руководимой им учебной лабораторной работы. Кроме того, полезно обсуждать технику эксперимента примерно по такому сценарию: например, спросив у студентов, почему в установке применен именно этот, а не иной фотоприемник, и не получив правильный ответ, нужно внятно объяснить, какими были основные критерии выбора, почему выбран приемник именно этого класса (фотодиод, фоторезистор, ФЭУ или иной). Далее следует кратко описать его рабочие характеристики и пояснить, насколько близок конкретный выбор к оптимуму. То же самое относится и ко всей прочей аппаратуре, с которой студенты знакомятся прежде всего в учебных лабораториях.

Если студенты слабо представляют себе физико-технические принципы действия некоторого устройства, полезно предложить им подготовить ответ к отчету.

Во время работы преподаватель должен наблюдать за ее выполнением и комментировать наблюдаемые эффекты. Такая практическая форма обучения не менее важна, чем теоретическая, но без участия квалифицированного преподавателя она может оказаться неэффективной, ограниченной малоосмысленным заполнением таблиц. По ходу работы преподаватель должен оценивать качество данных наблюдений и методическую корректность процесса измерений. Особое внимание нужно обращать на соответствие режима измерений параметрам теоретической модели, на основании которой подлежат интерпретации результаты наблюдений.

Прием отчета по лабораторной работе и собеседование перед ее началом нужно рассматривать и эффективно использовать как диалоговую форму индивидуального обучения, а этому виду учебной работы, к сожалению, в расписании отведено мало времени. В результате диалога с преподавателем студенту легче уяснить непосредственные и косвенные, глубинные взаимные связи разнородных (лишь на первый взгляд) эффектов, проявление общих закономерностей в частных случаях, и понять, где его знания ограничены, и в каких направлениях их нужно расширять. Как общий подход можно рекомендовать в предварительном собеседовании сосредотачивать внимание на теоретических идеализированных моделях, а в завершающей беседе, принимая отчет, обсудить отличие реальных объектов наблюдения от их теоретического представления.

По окончании работы преподаватель должен:

проверить, выполнено ли задание в предусмотренном объеме;

качественно оценить, достаточно ли информативны полученные результаты;

дать нужные указания по обработке результатов наблюдений и оформлению их в отчете.

Исполнитель _ В.К.Егоров

 
Похожие работы:

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ ИНАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗВАНИЯ ПЕРМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра теоретической физики икомпьютерного моделирования УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС КУРСА ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАВНЕНИЯ Направление: 050100 – Педагогическое образование Профили: Физика и Информатика и ИКТ Квалификация (степень): Бакалавр Пермь ПГПУ 2011 2 УДК ББК Рецензент: к. ф.-м. н.,...»

«Областное государственное бюджетное учреждение Дирекция по управлению особо охраняемыми природными территориями МАТЕРИАЛЫ КОМПЛЕКСНОГО ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ участков территорий, перспективных для создания памятника природы Ландшафт в окрестностях д. Ивня, обосновывающие придание им правового статуса особо охраняемой природной территории регионального значения Великий Новгород 2013 2 АННОТАЦИЯ Материалы комплексного экологического обследования участков территорий, перспективных для...»

«Федеральное агентство по образованию МОСКОВСКИЙ ИНЖЕНЕРНО-ФИЗИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ) ФИЗИЧЕСКОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ В шести томах Под общей редакцией Б. А. Калина Том 2 Основы материаловедения Рекомендовано ИМЕТ РАН в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению Ядерные физика и технологии. Регистрационный номер рецензии 012 от 17 декабря 2007 года МГУП Москва 2007 УДК 620.22(075) ББК 30.3я7 К17 ФИЗИЧЕСКОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ: Учебник для...»

«ВОДНО-БОЛОТНЫЕ УГОДЬЯ РОССИИ Том 2 Ценные болота под общей редакцией М.С. Боч Москва 1999 ББК 28.088 Водно-болотные угодья России. Том 2. Ценные болота. - М.: Wetlands International Publication No. 49, 1999. - 88 с. Предлагаемый том содержит список ценных болот России, составленный на основе анализа и обобщения списков болот национальной и региональной значимости, в том числе отвечающих критериям Международной конвенции о водно-болотных угодьях (Рамсар, Иран, 1971). Публикация подготовлена в...»

«А.С. Нинл ТЕНЗОРНАЯ ТРИГОНОМЕТРИЯ ТЕОРИЯ И ПРИЛОЖЕНИЯ Москва МИР 2004 УДК 512.64/514.1/530.12 ББК 22.143 Н 60 Нинул А.С. Н 60 Тензорная тригонометрия. Теория и приложения. М.: Мир, 2004, 336с., ил. ISBN 5-03-003717-9 В монографии изложены основы тензорной тригонометрии, базирующейся на квадратичных метриках в многомерных арифметических пространствах. В теоретическом плане тензорная тригонометрия естественным образом дополняет классические разделы аналитической геометрии и линейной алгебры. В...»

«Публикации В. М. ТИХОМИРОВ К 100-ЛЕТИЮ СО ДНЯ РОЖДЕНИЯ П. С. УРЫСОНА В этом году исполнилось сто лет со дня рождения Павла Самуиловича Урысона (1898-1924). Его жизнь трагически оборвалась, когда ему было всего двадцать шесть лет, но имя его известно каждому математику — столь фундаментальным явился его вклад в нашу науку. П. С. Урысон родился 3 февраля 1898 года в Одессе. Он рано лишился матери. Заботу о мальчике, наряду с отцом, взяла на себя его сестра — Лина Самойловна Нейман, в будущем —...»

«Федеральное агентство по образованию РФ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЯДЕРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ МИФИ ПОСОБИЕ ПО ГЕОМЕТРИИ Часть II. Стереометрия В помощь учащимся 10–11-х классов Москва 2009 УДК 512(076) ББК 22.143я7 Пособие по геометрии. Часть II. Стереометрия. В помощь учащимся 10–11-х классов./ О.В. Нагорнов, А.В. Баскаков, О.Б. Баскакова, Н.В. Серебрякова. – М.: НИЯУ МИФИ, 2009. – 108 с. Пособие составлено в соответствии со школьной программой углубленного изучения математики в 10–11-х классах....»

«Казанский (Приволжский) федеральный университет Научная библиотека им. Н.И. Лобачевского Новые поступления книг в фонд НБ с 30 января по 11 февраля 2014 года Казань 2014 1 Записи сделаны в формате RUSMARC с использованием АБИС Руслан. Материал расположен в систематическом порядке по отраслям знания, внутри разделов – в алфавите авторов и заглавий. С обложкой, аннотацией и содержанием издания можно ознакомиться в электронном каталоге 2 Содержание История. Исторические науки. Социология...»

«Санкт-Петербургское общественное учреждение содействия образовательному процессу УЧЕБНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ 191119, С-Петербург, ул. Константина Заслонова, 6 Тел./факс: (812) 575-5081, 575-5407, 575-5543, 575-5791 Факс: (812) 325-3479 (круглосуточно) E-mail: info@christmas-plus.ru ИНН 7825464006 КПП 782501001, р.сч.40703810939000000096 в ОАО Банк ВТБ Северо – Запад в г. Санкт-Петербург, к/с 30101810200000000791, БИК 044030791 Санкт-Петербургское общественное учреждение содействия образовательному...»

«1 Евгений Молчанов Грибные приметы Жители небольших приволжских городков, московские дачники, независимо от профессий, интересов и политических пристрастий, во время грибного сезона одинаково потихоньку сходят с ума и устремляются в окрестные леса по грибы. Своими наблюдениями о некоторых региональных особенностях тихой охоты делится потомственный грибник и литератор в первом поколении. Героями его книги, рассчитанной на всех, кто разделяет пристрастия автора, стали преимущественно физики,...»

«В.Н.Кузнецов Эра Разума (эра проектирования своей жизни) Днепропетровск 2010 В своей книге профессор Кузнецов Виталий Николаевич проводит анализ перехода от современной формации развития нашего общества – информационной Эры к новой зарождающейся формации – Эре Разума или Эре проектирования своей жизни. Новая Эра Разума основывается на развитии различных форм сознания. Одной из этих форм является появление Детей Индиго. Они обладают блестящими умственными способностями. Человеческий интеллект в...»

«Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Институт фундаментальной биологии и биотехнологии Кафедра биофизики УТВЕРЖДАЮ Заведующий кафедрой _ подпись инициалы, фамилия _ 20 _ г. БАКАЛАВРСКАЯ РАБОТА 010708.62 – биохимическая физика Возможности использования тройной системы вода/лаурилсульфат натрия/олеиновая кислота для микроэмульсионных моделей клетки Руководители _ П.И. Белобров подпись, дата...»

«Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (МГТУ им.Н.Э. Баумана) УТВЕРЖДАЮ Первый проректор — проректор по учебной работе МГТУ им. Н.Э. Баумана _ Е.Г. Юдин _ _ 201_ г. Регистрационный номер Программа учебной дисциплины ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ Программа учебной дисциплины составлена в соответствии с основной образовательной программой подготовки ВПО МГТУ им. Н.Э. Баумана бакалавра для студентов...»

«РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК НАУЧНЫЙ СОВЕТ ПО ПРОБЛЕМАМ ЛИТОЛОГИИ И ОСАДОЧНЫХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ ПРИ ОНЗ РАН CИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ИНСТИТУТ НЕФТЕГАЗОВОЙ ГЕОЛОГИИ И ГЕОФИЗИКИ ИМ. А.А. ТРОФИМУКА РОССИЙСКИЙ ФОНД ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ОСАДОЧНЫЕ БАССЕЙНЫ, СЕДИМЕНТАЦИОННЫЕ И ПОСТСЕДИМЕНТАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ В ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ ИСТОРИИ МАТЕРИАЛЫ VII Всероссийского литологического совещания 28-31 октября 2013 г. Том I Новосибирск УДК 552.5+ ББК 26. О- Осадочные бассейны, седиментационные и...»

«Олег Ермаков Мать Истина, Сок из Луны Жом как подлинный метод Единой теории Поля Все попытки создания универсального миропредставления, именуемого Теорией Всего, или Единой теорией Поля, обречены на крах, доколь столп их есть физика Аристотеля, корень науки дней сих, в постижении сущего опирающаяся на мир, нам видимый, и отметающая как нуль причинный ему горний кра|й — царство Истины, тайное бренным очам. А меж тем, Пра|щур наш знал прямой путь зрить Истину — жом Диониса: давленье ее, как Вина...»

«Запознанство с от Масимо Банци с материали от Масимо Банци, Ерика Калогеро, Дейвид Куартиелес, Джеф Грей, Том Игое, Дейвид Мелис и Кристиан Нолд. Илюстрации от Елиза Кандучи. Благодарности Екипът на Ардуино се състои от: Масимо Банци, Дейвид Куартиелес, Том Игое, Дейвид Мелис и Джианлука Мартино. Екипът иска да благодари на следните хора и институции за помощта при съставянето на тази книжка: Алиади Кортелети за дизайна. Барбара Гела, Стефано Митри, Клаудио Модерини. Interaction Design Lab,...»

«УДК 530.1 + 007 ББК 32.81 Ф82 А.Л.Фрадков. КИБЕРНЕТИЧЕСКАЯ ФИЗИКА: ПРИНЦИПЫ И ПРИМЕРЫ. СПб.: Наука, 2003. – 208 с., 47 ил. ISBN 5-02-025028-7 Рассмотрены основные положения кибернетической физики – новой научной области, направленной на исследование физических систем кибернетическими методами. Изложены предмет и методология кибернетической физики. Представлены результаты, устанавливающие фундаментальные закономерности преобразования траекторий консервативных и диссипативных систем при помощи...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образований Тверской государственный университет УТВЕРЖДАЮ Декан физико-технического факультета Б.Б. Педько 2006 г. Кафедра теоретической физики УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС по дисциплине ЭЛЕКТРОДИНАМИКА И ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ СПЛОШНЫХ СРЕД для студентов 3-4 курсов очной формы обучения по специальностям Физика - бакалавры 010700.62, Радиофизика и электроника 010801.651, Физика...»

«-1Направление бакалавриата 210100 Электроника и наноэлектроника Профиль подготовки Светотехника и источники света СОДЕРЖАНИЕ № Название курса Стр. п/п История 1 3 Иностранный язык 2 18 Философия 3 33 Экономика и организация производства 4 44 Культурология 5 52 Правоведение 6 Политология 7 Социология 8 Мировые цивилизации, философии и культуры 9 Математика 10 Физика 11 Химия 12 Экология 13 Информатика 14 Вычислительная математика 15 Методы математической физики 16 Основы светотехники ч. 17...»

«Вестник Томского государственного университета. Биология. 2012. № 4 (20). С. 7–20 АГРОхИМИя И ПОЧВОВЕДЕНИЕ УДК 631.4 М.В. Бобровский1, С.В. Лойко2, Г.И. Истигечев2, И.В. Крицков2 Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН (г. Пущино) 1 Биологический институт Томского государственного университета (г. Томск) 2 СЛЕДЫ ВЕТРОВАЛОВ В ТЕМНОГУМУСОВЫх ПОЧВАх ЗАПОВЕДНИКА КАЛУжСКИЕ ЗАСЕКИ Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проекты № 09-04-01689-а, №...»






 
© 2014 www.kniga.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Книги, пособия, учебники, издания, публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.