- •Опорные конспекты лекций по дисциплине
- •Лектор: доц. Каф. Пр-1, к.Ф.- м.Н. Игорь Михайлович Колдаев.
- •Рекомендуемая литература:
- •Дополнительная литература:
- •Тема 1. Введение. Пассивные фотометирические методы.
- •1. Объект и предмет научного исследования; модели электромагнитного излучения
- •2. Научное исследование, его цели, задачи и этапы; принцип и метод научного исследования
- •3. Систематизация оптических методов исследований, критерии качества оптического метода
- •4 Взаимосвязь световых и энергетических параметров излучения.
- •5 Типовые погрешности оэип, погрешности косвенных измерений
- •6 Способы измерения основных фотометрических параметров. Светомерный шар
- •7 Способы измерения силы света удаленного источника и яркости объекта
- •8 Способы сравнения оптических параметров объекта с мерой
- •9 Фотоплетизмография в исследованиях медико-биологических объектов
- •Задачи к теме 1.
- •Тема 2. Активные фотометрические методы
- •10 Концентрационная колориметрия в исследованиях веществ
- •11 Оптическая плотность, ее аддитивность.
- •12 Спектрофотометрический анализ многокомпонентных систем
- •13 Оксигемометрия
- •14 Комбинированные методы: фото-каллориметрия, способы термо – оптические и оптико – акустические способы регистрации сигнала
- •15 Систематизация и классификация приборов фотометрии; визуальный фотометр, фотоэлектрические фотометры.
- •1 6. Влияние отклонений от закона Бугера - Бера – Ламберта на результаты колориметрических исследований
- •17 Нефелометрические методы исследований веществ и окружающей среды
- •18 Турбидиметрия в исследованиях дисперсных сред
- •19 Методы микроскопии в исследованиях рассеивающих сред
- •Задачи к теме 3
- •Тема 3 Спектральные методы научных исследований
- •20 Цели, задачи, классификация методов и областей спектрального анализа
- •21 Классификация спектральных элементов и приборов
- •22 Развитие атомно–эмиссионной спектроскопии
- •23 Естественная ширина спектральных линий
- •24 Приборы атомно - эмиссионной спектроскопии
- •25 Принципы атомно-абсорбционной спектроскопии
- •26 Приборы абсорбционной спектроскопии
- •27 Молекулярная спектроскопия
- •Задачи к теме 3
- •Тема 4 Люминесцентные и лазерные методы
- •28 Принципы люминесцентной спектроскопии, сравнение люминесцентных и спектральных методов.
- •29 Количественный люминесцентный анализ
- •30 Методы спектроскопии комбинационного рассеяния
- •31 Лазерные спектрометры, области лазерной спектроскопии
- •32 Лазерные методы исследования сверхбыстрых процессов на примере динамики белков
- •33 Принципы рефрактометрии; молекулярная рефракция, формула Лорентц - Лоренца.
- •34 Систематизация методов и приборов рефрактометрии
- •Способы определения направления луча:
- •35 Принципы интерферометрии и голографических исследований
- •36 Волоконно-оптические и интегрально-оптические интерферометрические датчики
- •37 Классические интерферометры в научных исследованиях
- •Задачи к теме 4
- •Тема 5 Поляризационные, эллипсометрические и квантовые методы
- •38 Систематизация поляризационных исследований
- •39 Поляриметрия
- •40 Спектрополяриметрический анализ; законе Био
- •41 Приборы на основе интерференционно-поляризационных явлений
- •42 Исследование двулучепреломляющих сред
- •43 Люминесцентно – поляризационный анализ
- •44 Эллипсометрия в исследованиях поверхностных слоев и пленок
- •45 Квантовые методы исследования нанообъектов
- •Задачи к теме 5
- •Экзаменационные вопросы
- •Объект и предмет научного исследования; модели электромагнитного излучения.
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ
Кафедра ПР-1
Опорные конспекты лекций по дисциплине
Оптические методы и приборы
для научных исследований
Лектор: доц. Каф. Пр-1, к.Ф.- м.Н. Игорь Михайлович Колдаев.
Москва 2010
Введение
Дисциплина «Оптические методы и приборы для научных исследований» (ОМ и ПдНИ) служит связующим звеном между базовой подготовкой по предметам общей и прикладной физики и специальными дисциплинами проектирования оптико-электронных приборов. Учебная программа дисциплины составлена в соответствии с образовательным стандартом специальности 200203.
Рекомендуемая литература:
1. Оптико-электронные приборы для научных исследований.- Под ред. А.А.Новицкого. – М.: Машиностроение. – 1986. – 431 с.
2. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий, книга 1/ под ред. В.В. Клюева/ - М: Машиностроение,1986, 488 с.
3. Фриш С.Э. Оптические методы измерений – Л.: ЛГУ, 1979.
Дополнительная литература:
4. Харт Х., Введение в измерительную технику, - М: Мир, 1999, 391 с.
5. Попечителев Е.П., Кореневский Н.А., Электрофизиологическая и фотометрическая техника, - М: Высшая школа, 2002, 470 с.
6. Демтрёдер В., Лазерная спектроскопия, - М: Наука, 1985.
7. Основы аналитической химии: Учебник для вузов. В 2 кн. Кн.2. Методы анализа. /Ю.А.Золотов и др./ - М.: Высшая школа, 2002. – 494 с.
Тема 1. Введение. Пассивные фотометирические методы.
1. Объект и предмет научного исследования; модели электромагнитного излучения
Объектом науки является объективная реальность, существующая независимо от наших представлений о ней. Объект науки познается через его свойства, которые удается определить исходя из современного уровня развития инструментов познания.
Анализируя и систематизируя свойства объекта, удается сформировать модели окружающего мира, которые и являются предметом науки. Научное исследование сводится к формированию модели объекта в рамках определенной предметной области. Оптические исследования используют параметры электромагнитного излучения оптического диапазона для получения информации об объекте.
Геометрическая модель определяет направление луча в пространстве: углы αi, и высоты hi – изменяются при переходе в другую среду в соответствии с законом преломления: n2 Sinα2 = n1Sinα1
Волновая модель определяет волновые свойства света. Плоская электромагнитная волна представляется в виде:
Квантовая модель света предполагает дискретность световой энергии Eф = hνф . Эта энергия часто измеряется в электрон-вольтах [эВ]. Общую энергию можно определить как число фотонов, умноженное на энергию одного фотона: W = Nф * hνф
М одели излучения
Волновая. Квантовая. Геометрическая.
E = E cos (ωt – kr + φ0) E = hν = hω Луч: угол падения α
<E02> - амплитуда E – энергия 1-го кванта высота h
p – направление поляризации N – число квантов
ω – частота колебания N·E = W α h