Государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

"Воронежская государственная медицинская академия

имени Н.Н. Бурденко" Министерства здравоохранения Российской Федерации

Кафедра физики, математики и медицинской информатики

Шаева Т.В., Дмитриев Е.В., Лыкова Т.В.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

студентам по теме практического занятия

ОПТИКА

Воронеж – 2013 УДК 535. 1
ББК 22. 343
Ш 168

Рецензенты:	Зав. кафедрой нормальной физиологии ВГМА им. Н.Н. Бурденко, д.м.н., профессор Яковлев В.Н. Зав. кафедрой медико-биологических дисциплин ГБОУ ВПО ВГИФК, к.б.н., доцент Попова И.Е.

Ш 168

Шаева Т.В. Оптика: метод. указания / Т.В.Шаева, Е.В. Дмитриев, Т.В. Лыкова. – Воронеж: ВГМА, 2013. – 41 с.: ил.

Методические указания для студентов разработаны с учетом требований ФГОС третьего поколения для специальностей «лечебное дело», «педиатрия», «медико-профилактическое дело», «фармация», «сестринское дело». Содержат основные теоретические вопросы по данной теме и дидактические единицы для подготовки к занятию и самоконтролю. Предназначены для студентов I курса лечебного, педиатрического, медико-профилактического, фармацевтического факультетов, МИМОС (лечебное дело), ИСО.

Рекомендовано к печати Центральным методическим советом Воронежской государственной медицинской академии имени Н.Н. Бурденко,

протокол №_4_ от «21»_февраля_ 2013г.

	УДК 535. 1
	ББК 22. 343
	Типография ВГМА, 2013

ТЕМА: Оптика

ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ:

1. Овладеть необходимыми теоретическими знаниями в области закономерностей излучения, поглощения и распространения света.

2. Выработать умения применять полученные знания для анализа конкретных оптических явлений, при исследовании биологических объектов.

В итоге изучения данной темы, студент должен ЗНАТЬ:

а) явления интерференции и дифракции света;

б) явление поляризации света;

в) законы геометрической оптики;

г) оптическую систему глаза;

д) законы теплового излучения тел.

УМЕТЬ:

а) решать типовые задачи по определению характеристик процессов, связанных с явлениями интерференции, дифракции, поляризации;

б) определять основные параметры и характеристики оптической системы глаза;

в) определять основные характеристики теплового излучения;

д) опытным путем определять линейные размеры микрообъектов и предел разрешения с помощью оптических микроскопов.

ВЛАДЕТЬ:

а) общекультурными компетенциями (ОК-1): способность и готовность анализировать социально значимые проблемы и процессы, использовать на практике методы естественно – научных, медико-биологических наук в различных видах профессиональной и социальной деятельности;

б) профессиональными компетенциями (ПК-2, ПК-3, ПК-9): способность и готовность выявлять естественно – научную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, использовать для их решения соответствующий физико-химический и математический аппарат; способность и готовность к формированию системного подхода к анализу медицинской информации, опираясь на всеобъемлющие принципы доказательной медицины, основанной на поиске решений с использованием теоретических знаний и практических умений в целях совершенствования профессиональной деятельности; способность и готовность к работе с медико-технической аппаратурой, используемой в работе с пациентами, владеть компьютерной техникой, получать информацию из различных источников, работать с информацией в глобальных компьютерных сетях; применять возможности современных информационных технологий для решения профессиональных задач.

МОТИВАЦИЯ ТЕМЫ

Оптика – раздел физики, в котором изучается оптическое излучение, процессы его распространения и явления, наблюдаемые при взаимодействии света и вещества. Методы геометрической оптики позволяют изучить условия формирования оптических изображений объекта как совокупности изображений отдельных его точек и объяснить многие явления (миражи, радуги), связанные с прохождением оптического излучения в различных, в т. ч. оптически неоднородных, средах. Физическая оптика рассматривает проблемы, связанные с природой света и световых явлений. Появление оптики и ее применение в медицинской практике обеспечили открытие невидимого мира и понимание закономерностей его жизни, развития и роли микроорганизмов в возникновении инфекционных болезней человека.Появление лазеров стимулировало пересмотр и развитие традиционных и возникновение новых направлений физической оптики.Все разделы оптики имеют многочисленные практические применения в медицине.Новые возможности получения оптических образов без применения фокусирующих систем даёт голография.

Оптические явления и методы применяются для аналитических целей и контроля в различных областях науки и медицины. Особенно большое значение имеют методы спектрального анализа и люминесцентного анализа, основанные на связи структуры атомов и молекул с характером их спектров испускания и поглощения, а также спектров комбинационного рассеяния света. По виду спектров можно установить молекулярный и атомный состав, агрегатное состояние, температуру вещества, исследовать кинетику протекающих в нём физических и химических процессов.

Самостоятельная работа студентов во внеаудиторное время

Задание 1.

Изучить теоретический материал занятия, используя рекомендуемую литературу, по следующей логической структуре учебного материала:

1. Интерференция и дифракция света:

а) когерентные источники света;

б) интерферометры и их применение;

в) дифракция на щели в параллельных лучах;

г) дифракционная решетка;

д) понятие о голографии, применение в медицине.

2. Поляризация света:

а) свет естественный и поляризованный. Закон Малюса;

б) поляризация света при двойном лучепреломлении;

в) поляриметрия, применение в медицине;

г) исследование биологических тканей в поляризованном свете;

д) оптическая система глаза;

ж) недостатки оптической системы глаза и их компенсация;

з) оптическая система и устройство микроскопа;

и) специальные приемы микроскопии;

к) волоконная оптика, применение в оптических устройствах.

3. Тепловое излучение тел:

а) характеристики теплового излучения;

б) законы излучения и поглощения света;

в) теплоотдача организма. Понятие о термографии;

г) инфракрасное и ультрафиолетовое излучения, применение в медицине.

Задание 2.

Подготовить реферативные сообщения на темы:

1. Применение волоконной оптики в медицине.

2. Термография в медицине.

3. Цветовое зрение.

Средства для самоподготовки студентов во внеаудиторное время

1. Учебная и методическая литература

а) основная

– Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика: Учеб. для вузов / А.Н.Ремизов, А.Г.Максина, А.Я.Потапенко. – 10-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2011. – 558 с.: ил.

– Ремизов А.Н. Сборник задач по медицинской и биологической физике: Учеб. пособие / А.Н.Ремизов, А.Г.Максина. – М.: Дрофа, 2011. – 189 с.: ил.

– Баранов А.П. Сборник задач и вопросов по медицинской физике / А.П.Баранов. – Минск.: Высш. Школа, 2003. – 120 с.

– Физика и биофизика: Учебник / Под ред. В.Ф.Антонова. – М.: Ф50 ГЭОТАР-Медиа, 2008. – 480 с.: ил.

– Лекционный материал и данные методические указания;

б) дополнительная

– Биофизика: учеб. для студентов вузов / [В.Ф. Антонов и др.]; под ред. проф. В.Ф. Антонова. – изд. третье, испр. и доп. – М.: Гуманитар. изд. центр ВЛАДОС, 2006. – 287 с.

– Физика и биофизика. Практикум: учебное пособие / [В.Ф. Антонов и

др.]. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008. – 326 с.: ил.

2. Консультации преподавателей (еженедельно по индивидуальному графику).

Теоретическая часть

Оптика — раздел физики, в котором рассматриваются закономерности излучения, поглоще­ния и распространения света. В физике термин «свет» применяют не только к излучению, воспринимаемому глазом человека, но и к невидимому излучению. Природа света двойственна, дуалистична. Это означает, что свет проявляет себя и как электромагнитная волна, и как поток частиц — фотонов. Дуализм света, в частнос­ти, отражается формулой Е =hν, так как энергия Е фотона являет­ся квантовой характеристикой, а частота колебаний ν — характе­ристикой волнового процесса.

В одних оптических явлениях в большей степени проявляются волновые свойства света, а в других — корпускулярные. Двойст­венная природа присуща также и частицам — электрону, протону и т. д.

В развитии физики оптические наблюдения, эксперименты и теории сыграли особую роль: прямолинейное распространение света и его отражение от зеркальных поверхностей было известно еще задолго до нашей эры; интерференционный опыт Майкельсона явился экспериментальным основанием теории относительнос­ти; гипотеза Планка о дискретности излучения положила начало квантовой физике.