УДК 535(07)+539.18(07)

ББК 22.343я73

Ф503

Составители: Ким Татьяна Алексеевна Шкуряева Валентина Борисовна

Ф503 Физика. Волновая и квантовая оптика : методические ука-

зания по самостоятельной работе студентов [Электронный ресурс] / сост. Т.А. Ким, В.Б. Шкуряева. – Электрон. дан. – Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 2017. – 118 с. – Систем. требования: PC не ниже класса Pentium I; 128 Mb RAM; Windows 98/XP/7/8/10; Adobe

Reader V8.0 и выше. – Загл. с экрана.

Приведены основные законы и расчѐтные формулы по волновой и квантовой оптике. Даны методические указания и примеры решения задач. Предложены задачи с ответами для аудиторных занятий и контрольные задания для самостоятельной работы студентов, а также 40 вариантов компетент- ностно-ориентированных заданий, составленных в соответствии с таксономией Б.Блума.

Предназначены для студентов инженернотехнических специальностей.

УДК 535(07)+539.18(07)

ББК 22.343я73

© Сибирский федеральный университет, 2017

Электронное учебное издание

Подготовлено к публикации издательством Библиотечно-издательского комплекса

Подписано в свет 01.05.2017. Заказ № 1042 Тиражируется на машиночитаемых носителях

Библиотечно-издательский комплекс Сибирского федерального университета 660041, г. Красноярск, пр. Свободный, 82а Тел. (391) 206-26-67; http://bik.sfu-kras.ru E-mail: publishing_house@sfu-kras.ru

3

ПРЕДИСЛОВИЕ

Приоритетную позицию в педагогике высшей школы в настоящее время занимает компетентностный подход к образованию, который диктуется требованиями к специалистам на рынке труда. Образовательные услуги должны соответствовать запросам рынка труда и готовить профессионалов.

Для формирования профессиональных качеств будущим специалистам не достаточно просто приобрести знания, хотя без них невозможно решать инновационные задачи. Гораздо важнее научиться действовать самостоятельно, быстро адаптироваться к изменяющимся условиям жизни, критически мыслить, грамотно анализировать информацию и находить оптимальные решения. Самостоятельная работа студентов способствует развитию этих качеств.

В предлагаемом издании включены задачи по волновой и квантовой оптике для аудиторной и самостоятельной работы и даны методические указания по решению задач, а также необходимые справочные данные.

Материал распределен по разделам «Волновая оптика» и «Квантовая оптика». В каждом разделе даны основные формулы, примеры решения задач и задачи для самостоятельного решения, а также предложены контрольные компетентностноориентированные задания, составленные в соответствии с моделью таксономии1 Бенджамина Блума, отражающей собой иерархию шести уровней мышления: знание, понимание, применение, анализ, синтез, оценка. Преимуществом этой модели является то, что мышление представлено в ней в структурированной форме, и позволяет развивать у студентов способности к осмыслению, анализу и синтезу полученной информации (таблица 1).

Для проверки усвоения учебного материала, студентам предложены компетентностно – ориентированные задания разного уровня сложности: низкий (знание, понимание); средний (применение); высокий (анализ, синтез, оценка). В соответствии с уровнем сложности, задания могут оцениваться по 100бальной шкале, показанной на рисунке 1.

1 Таксономия (от греч. taxis – расположение, строй, порядок и nomos – закон) – теория классификации и сис-

тематизации сложноорганизованных областей действительности, имеющих иерархическое строение. (Российский эн-

циклопедический словарь.)

Шкала оценок в соответствии с иерархией уровней мышления.

Контрольные задания требуют от студента вдумчивого подхода и глубокого понимания темы. Простое заучивание определений и формул даст возможность справиться с заданиями только первой категории «Знание». Задания других категорий предполагают не просто усвоение студентами учебного материала, но и наличие исследовательских навыков, способности к анализу и синтезу, т.к. готовых ответов на поставленные вопросы, в учебниках нет.

Таким образом, использование компетентностно - ориентированных заданий в рамках категорий учебных целей Б. Блума, как одного из методов обучения студентов, позволяет сформировать у них навыки грамотного применения полученных знаний.

Издание предназначено для студентов технических специальностей.

5

Методические указания по решению физических задач

В основу любой физической задачи положен тот или иной частный случай проявления общих законов физики. Поэтому приступать к решению задач можно только после изучения соответствующего раздела физики по учебным пособиям, указанным в программе, и конспектам лекций. Без знания теории нельзя рассчитывать на успешное решение даже простых задач.

Приступая к решению задачи, необходимо чѐтко представить себе еѐ физическую суть и составить план решения. Возможен следующий вариант такого плана:

1.Изучение условия задачи.

2.Запись условия в буквенных обозначениях.

3.Выполнение чертежа, схемы.

4.Анализ физических процессов, происходящих по условию задачи, и выявление тех законов, которым подчиняются эти процессы.

5.Запись уравнений законов и решение полученной системы уравнений относительно искомой величины с целью получения ответа в общем виде.

6.Исследование полученного решения в общем виде.

7.Выражение всех величин в единицах СИ.

8.Проверка решения путѐм действий над единицами измерения величин.

9.Подстановка числовых значений величин с наименованиями их единиц в формулу для нахождения ответа и вычисление искомой величины.

10.Оценка реальности и достоверности полученного результата.

Для приобретения навыков по решению задач в данном издании предлагаются задачи, которые распределены по отдельным темам двух разделов «Волновая оптика» и «Квантовая оптика». В каждом разделе даны основные законы и формулы, необходимые для решения задач, а также приведены примеры решения типовых задач. Далее следуют задачи для аудиторной работы и самостоятельного решения. Задачи пронумерованы определенным образом: первая цифра соответствует номеру раздела (1– Волновая оптика; 2– Квантовая оптика), вторая – номеру темы, третья – номеру варианта задачи.