МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского
____________________ физический факультет ____________________
(Наименование института, факультета)
УТВЕРЖДАЮ
Проректор СГУ по
учебно-методической работе
___________________ Е.Г.Елина
"__" ____________________20__ г.
Номер внутриуниверситетской регистрации
_______________
Рабочая программа дисциплины (модуля)
Оптическая микроскопия
(Наименование дисциплины (модуля)
Направление подготовки
_______Физика________
Профиль подготовки
Оптика и спектроскопия
Квалификация (степень)
______Бакалавр____
Форма обучения
__________очная_________
Саратов,2011 год
1. Цели освоения дисциплины
Целями освоения дисциплины «Оптическая микроскопия» являются: расширение и углубление знаний студентов по вопросам, связанных с применением методов оптики спеклов в измерениях в области биологии и медицины, позволяющего выпускнику успешно работать в избранной сфере деятельности в РФ и за рубежом, обладать универсальными и предметно специализированными компетенциями, способствующими его социальной мобильности, востребованности на рынке труда и успешной профессиональной карьере.
2.Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина «Оптическая микроскопия» относится к профессиональному циклу Б2, модулю Б2ДВ5, читается в 4 семестре. Форма итоговой аттестации — зачет.
Курс лекций преподается с использованием компьютерной сети. Лекционный материал содержит множество конкретных примеров, которые разбираются в интерактивном режиме. Изучение данного курса сопровождается выполнением ряда лабораторных работ. При изучении курса «Оптическая микроскопия» студенты должны иметь теоретическую подготовку по оптике. Студенты также должны обладать начальными практическими навыками работы на компьютере.
Контроль знаний поводится в виде тестирования.
3 Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины (модуля)
В результате освоения дисциплины «Оптическая микроскопия» должны формироваться в определенной части следующие компетенции:
общекультурные:
способность использовать в познавательной и профессиональной деятельности базовые знания в области математики и естественных наук (ОК-1);
способность приобретать новые знания, используя современные образовательные и информационные технологии (ОК-3);
способность к письменной и устной коммуникации на родном языке (ОК-13);
способность получить и использовать в своей деятельности знание иностранного языка (ОК-14) – в части использования;
способность использовать в познавательной и профессиональной деятельности навыки работы с информацией из различных источников (ОК-16).
общепрофессиональные:
способность использовать специализированные знания в области физики для освоения профильных физических дисциплин (в соответствии с профилем подготовки) (ПК-4);
способность понимать и излагать получаемую информацию и представлять результаты физических исследований (ПК-19).
Данный курс лекций носит не теоретический, а сугубо практический и прикладной характер. В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
•Знать: принципы оптической микроскопии
•Уметь: применить методы микроскопии при проведении метрологических исследований
•Владеть: навыками применения набора стандартных методов микроскопии с использованием стандартных компьютерных программ.
4. Структура и содержание дисциплины (модуля)
«Оптическая микроскопия»
Общая трудоемкость дисциплины составляет 1 зачетную единицу, 32 часа, включая 16 часов лекций и 16 часов самостоятельной работы.
4.1. Структура дисциплины
№
п/
п
|
Наименование раздела, подраздела,
темы лекции
|
Бюджет учебного времени
|
Форма
текущ.
и итог,
контр.
|
|
семестр
|
в том числе
|
неделя
|
Лек
ции
|
Практ.
занятия
|
Сам
ост.
рабо
та
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1
|
Микроскопическое фотометрирование
|
4
|
1
|
Л2
|
|
СР2
|
|
Источники света. Приемники света. Основы фотометрии.
|
|
|
Л2
|
|
|
|
2.
|
Поляризационная микроскопия.
|
4
|
2-3
|
Л4
Л2
Л2
|
|
СР4
СР2
СР2
|
|
Анизотропные среды, типы анизотропии. Среды, обладающие оптической анизотропией. Технические аспекты применения анизотропных сред. Интерференция поляризованных лучей.
Поляризационный кристаллографический анализ. Анализ анизотропных сред в параллельном поляризованном свете.
|
4
|
Спекл-микроскопия
|
4
|
4-5
|
Л4
|
|
СР4
|
|
|
Принципы спекл-микроскопии.
Лазерная спекл-микроскопия потоков
рассеивающих жидкостей в микрососудах. Доплеровская
диагностика.
|
|
|
Л2
Л2
|
|
СР2
СР2
|
|
4
|
Визуализация микропотоков методом анализа контраста
динамических спеклов (LASCA)
|
4
|
6-8
|
Л6
|
|
СР6
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Что такое спеклы?
Основополагающие понятия.Как были обнаружены спеклы. Развитые
спекл-поля. Частично-развитые спеклы.
Динамика спеклов. Интерференция
спеклов. Статистические свойства
спекл-полей. Спеклы с гауссовой
статистикой. Спекл-поля с негауссовой
статистикой. Биоспеклы.
Динамика спеклов при дифракции
пучков с широким волновым фронтом.
Эффект Доплера. Динамика спеклов при малом
числе рассеивателей. Как связаны между собой динамика спеклов и эффект Доплера?
Принципы визуализации микропотоков методом анализа контраста
динамических спеклов
|
|
|
Л2
Л2
Л2
|
|
СР2
СР2
СР2
|
|
|
|
|
|
16
|
|
16
|
Зачет
|
|
Итого по всему курсу:
|
32
|
|
3. Содержание учебной дисциплины
Микроскопическое фотометрирование.
Источники света. Приемники света. Основы фотометрии.
Поляризационная микроскопия.
Анизотропные среды, типы анизотропии. Среды, обладающие оптической анизотропией. Технические аспекты применения анизотропных сред. Интерференция поляризованных лучей. Поляризационный кристаллографический анализ. Анализ анизотропных сред в параллельном поляризованном свете.
Что такое спеклы?
Как были обнаружены спеклы. Развитые спекл-поля. Частично-развитые спеклы. Динамика спеклов. Интерференция спеклов. Статистические свойства спекл-полей. Спеклы с гауссовой статистикой. Спекл-поля с негауссовой статистикой. Биоспеклы.
Динамика спеклов и эффект Доплера
Динамика спеклов при дифракции пучков с широким волновым фронтом. Эффект Доплера. Как связаны между собой динамика спеклов и эффект Доплера? Динамика спеклов при малом числе рассеивателей
Лазерная диагностика потоков.
Особенности проявления эффекта Допплера при рассеянии вета в случайных потоках.
Когерентно-оптическая диагностика микроциркуляции рассеивающих жидкостей.
Лазерная спекл-микроскопия микро потоков в микрососудах. Доплеровская диагностика.
Анализ контраста динамических спеклов (LASCA).
По выбору, в рамках выполнения самостоятельной работы студентам предлагаются следующие лабораторные работы по курсу лекций “Оптическая микроскопия”
[1] Лазерная спекл-микроскопия микропотоков.
[2] Доплеровская диагностика.
[3] Анализ контраста динамических спеклов (LASCA)
5. Образовательные технологии
1. Лекционные занятия с использованием мультимедийных средств.
2. Компьютерная сеть
-
Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.
Изучение теоретического материала по конспектам лекций, рекомендованным учебным пособиям, монографической учебной литературе, справочным источникам; самостоятельное изучение некоторых теоретических вопросов программы курса, нерассмотренных на лекциях; решение рекомендованных задач из сборника задач по статистике; изучение теоретического материала по методическим руководствам к практикуму по статистике. Контроль выполнения осуществляется в форме тестирования.
Контрольные вопросы:
Что такое тепловые источники света?
Что такое абсолютная, относительная и спектральная чувствительность приемника света?
Что такое фотоэлектрические приемники света?
Что такое светоослабляющие устройства света?
Какие методы фотометрии называются визуальными?
Что такое оптическая анизотропия?
Назвать типы оптической анизотропии кристаллов.
Какие из перечисленных сред обладаю анизотропией показателей преломления: нематик, поваренная соль, стекло, турмалин, холестерик, роговица глаза.
Что такое обыкновенная волна?
Что такое четвертьволновая пластина?
Что такое развитые спекл-поля.
Что такое частично-развитые спеклы.
Что такое динамика спеклов.
Что такое эффект Доплера.
Как связаны между собой динамика спеклов и эффект Доплера?
Принципы лазерной спекл-микроскопии микропотоков.
Принципы визуализации микропотоков методом анализа контраста динамических спеклов (LASCA).
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля) «Оптическая микроскопия»
|
Основная литература
|
1.
|
В.В. Тучин, Лазеры и волоконная оптика в биомедицинских исследованиях, 2-е издание, Физматлит, 2010.
|
2.
|
В.В. Тучин (ред.), Оптическая биомедицинская диагностика, том. 1, Москва, Физматлит, 2007.
|
3.
|
В.В. Тучин (ред.), Оптическая биомедицинская диагностика, том. 2, Москва, Физматлит, 2007.
|
|
Дополнительная литература
|
1.
|
Учебно-методические материалы по оптике, размещенные на Интернет-сайте кафедры оптики и биомед. физики http://optics.sgu.ru
|
2.
|
Ульянов С.С. Что такое спеклы? // Соросовский Образовательный Журнал. 1999.N5.C.112-116.
|
Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля) «Оптическая микроскопия»
1. Мультимедиа-проектор
-
Ноутбук
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и Примерной ООП ВПО по направлению и профилю подготовки _Физика, Оптика и Спектроскопия.
Доцент кафедры оптики и биофотоники,
д.ф.-м.н., доцент Г.В. Симоненко
Профессор кафедры оптики и биофотоники,
д.ф.-м.н., профессор C.C. Ульянов
Программа одобрена на заседании кафедры оптики и биофотоники СГУ
(указать наименование кафедры)
от ____2011___года, протокол № _________________.
Подписи:
Зав. кафедрой д.ф.-м.н. проф. В.В. Тучин
Декан факультета
(факультет, где разрабатывалась
программа) д.ф.-м.н., проф. В.А. Аникин
Декан факультета
(факультет, где реализуется
программа) д.ф.-м.н., проф. В.А. Аникин