«№ 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 63 Политология 7 70 Социология 8 86 Мировые цивилизации, философии и ...»

научить методам анализа причин технологического брака электронной компонентной базы и путям его устранения (ОК-10, ПК-2, 16, 17, 28).

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к базовой части профессионального цикла Б.3 основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилю "Микроэлектроника и твердотельная электроника", "Светотехника и источники света", "Электронные приборы и устройства", "Промышленная электроника", "Квантовая и оптическая электроника".

направления 210100 Электроника и наноэлектроника.

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Материалы электронной техники", "Физические основы электроники", "Физика конденсированного состояния".

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при изучении дисциплин "Физика полупроводниковых приборов и ИС", "Наноэлектроника", "Оптоэлектроника".

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

физико- технологические основы процессов производства изделий электронной компонентной базы, (ОК-10, ПК-2);

особенности проведения отдельных технологических операций (ОК-10, ПК-2);

Уметь:

рассчитать физико- технологические условия для проведения отдельных технологических процессов для получения активных и пассивных элементов электронной компонентной базы с требуемыми конструктивными и электро-физическими параметрами (ОК-12, ПК-3);

учитывать современные тенденции развития электроники, измерительной и вычислительной техники, информационных технологий в своей профессиональной деятельности (ОК-12, 13, ПК-3);

решать задачи обработки данных с помощью современных инструментальных средств (ПК-3);

- применять методы и средства измерения физических параметров структур активных и пассивных элементов электронной компонентной базы (ПК-3, ПК-5);

применять методы расчета параметров и характеристик, параметров структур активных и пассивных элементов электронной компонентной базы (ОК-12, ПК-3);

оценивать целесообразность использования различных технологических операций для изготовления активных и пассивных элементов электронной компонентной базы для конкретных устройств (схемах) (ПК-4).

Владеть:

методиками контроля и анализа процессов электронной компонентной базы (ПК-4);

методами расчета характеристик процессов электронной компонентной базы (ПК-4);

основными приемами обработки и представления экспериментальных данных процессов электронной компонентной базы (ПК-5);

способностью строить простейшие физические и математические модели процессов электронной компонентной базы, а также использовать стандартные программные средства их компьютерного моделирования этих процессов (ПК -19);

способностью аргументировано выбирать и реализовывать на практике эффективную методику экспериментального исследования параметров и характеристик процессов электронной компонентной базы (ПК -20);

готовностью анализировать и систематизировать результаты исследований процессов электронной компонентной базы, представлять материалы в виде научных отчетов, публикаций, презентаций (ПК -21).

- 325 СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единицы, 144 часа.

Раздел дисциплины.

Основные понятия компонентной базы Монтажно-сборочные 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции:

Физико-технологические и экономические ограничения интеграции и миниатюризации электронной компонентной базы. Современное состояние.

Классификация материалов. Классификация полупроводниковых материалов.

3 Основные процессы технологии электронной компонентной базы.

Химическая обработка и травление кремниевых пластин. Плазменная обработка и травление материалов электронной компонентной базы. Методы создания диэлектрических слоев. Термическое окисление кремния. Методы литографии. Технология фотолитографии.

Ионное легирование. Термическая диффузия. Физико-химические основы технологии эпитаксиальных слоев. Технология многоуровневой металлизации.

Разделение пластин на кристаллы. Присоединение кристаллов к корпусу. Монтаж приборов в корпус.

Функциональный контроль приборов. Испытания и измерения. Заключительные операции 4.2.2. Интерактивные занятия 1. Конструкции и технологические последовательности изготовления полупроводниковых 2. Материалы проводниковые, полупроводниковые и диэлектрические.

3. Химическая обработка и травление кремниевых пластин.

4. Плазменная обработка и травление материалов электронной компонентной базы.

5. Методы создания диэлектрических слоев.

6. Термическое окисление кремния.

7. Методы литографии. Технология фотолитографии.

8. Ионное легирование. Легирование кремния, арсенида галлия.

9. Термическая диффузия.

10. Эпитаксия.

11. Технология многоуровневой металлизации.

12. Конструкции и технологические последовательности изготовления гибридных ИС.

4.3. Лабораторные работы:

';

Диффузионное легирование полупроводников.

Термическое окисление кремния.

Изучение особенностей легирования методом ионной имплантации.

Фотошаблоны и последовательность изготовления структур биполярных ИС.

4.4. Расчетные задания:

Расчетное задание учебным планом не предусмотрено.

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы Разработка технологии изготовления биполярной ИС комбинаторной логики при заданном элементном базисе и методе изоляции элементов.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия проводятся в форме лекций с использованием компьютерных презентаций.

Интерактивные занятия проводятся в виде семинаров с анализом конкретных технологий, изложенных в лекциях.

Лабораторные работы проводятся как в виде традиционных занятий.

Самостоятельная работа включает подготовку к лекциям, лабораторным работам и контрольным работам, выполнение курсового проекта и подготовку к его защите, подготовку к зачету и экзамену.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ,

ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Для текущего контроля успеваемости используется устный опрос.

Аттестация по дисциплине – экзамен.

Оценкой за освоение дисциплины является оценка на экзамене.

В приложение к диплому вносится оценка на экзамене.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Литература:

а) основная литература:

«Лань», 2008.

13. Коледов Л.А. Технология и конструкции микросхем, микропроцессоров и микросборок. СПб.: Издательство «Лань», 2008.

14. Сарач О.Б. Тонкие пленки. М.: Издательский дом МЭИ, 2006.

5. Морозова, Н. К.Очистка и выращивание монокристаллов кристаллизацией из расплава, получение эпитаксиальных пленок, ионная имплантация. Ч.1. : Лабораторный практикум по курсу "Технология и методы исследования структур полупроводниковых материалов" / Н. К.

Морозова, В. А. Дмитриев, Моск. энерг. ин-т (МЭИ). – 1992. – 50 с.

6. Морозова, Н. К. Диффузия, окисление и методы контроля качества монокристаллических полупроводников: Лабораторные работы N 7-10. Методическое пособие по курсам "Технология материалов и элементов техники", "Материаловедение и технология полупроводников" / Н. К. Морозова, В. А. Дмитриев, Моск. энерг. ин-т (ТУ). – М. : Изд-во МЭИ, 1999. – 51 с.

б) дополнительная литература:

1. Морозова Н.К., Дмитриев В.А. Диффузия, окисление и методы контроля качества монокристаллических полупроводников. М.: МЭИ. 1999.

2. Шалимова К.В. Физика полупроводников. СПб.: изд. Лань. 2010. 384 с.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы: MathCAD.

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, учебных лабораторий, компьютерного класса с аппаратно-программные комплексом.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 210100 «Электроника и наноэлектроника» и профилям «Микроэлектроника и твердотельная электроника», «Светотехника и источники света», «Электронные приборы и устройства», «Промышленная электроника», «Квантовая и оптическая электроника».

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

"СОГЛАСОВАНО":

Зав. кафедрой ФЭМАЭК "СОГЛАСОВАНО":

Директор ИРЭ "УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой Полупроводниковая электроника

- 328 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ (ИРЭ)

Направление подготовки: 210100 Электроника и наноэлектроника Профиль(и) подготовки: Электронные приборы и устройства Квалификация (степень) выпускника: бакалавр Форма обучения: очная

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

№ дисциплины по учебному ИРЭ Б3. плану:

Часов (всего) по учебному плану:

единицах:

Лабораторные работы -час. самостоят.

Объем самостоятельной 54 час.

работы по учебному плану

- 330 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью дисциплины является Изучение основных законов теории поля, свойств различных сред, закономерностей распространения электромагнитных волн в различных средах, методов расчета электромагнитных полей.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

владеть культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения (ОК-1);

использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-10);

выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлекать для их решения соответствующий физико-математический аппарат (ПК-2);

осуществлять сбор и анализ исходных данных для расчета и проектирования электронных приборов, схем и устройств различного функционального назначения способностью строить простейшие физические и математические модели приборов, схем, устройств и установок электроники и наноэлектроники различного функционального назначения, а также использовать стандартные программные средства их компьютерного моделирования (ПК-19).

Задачами дисциплины являются:

изучить основные законы, теоремы, принципы теории электромагнитного поля;

научить использовать аналитические и численные методы расчета статических, стационарных и динамических электромагнитных полей;

дать слушателям представление о моделях систем излучения, приема и передачи энергии электромагнитного поля;

научить использовать профессиональное программное обеспечение, предназначенное для моделирования электромагнитных полей;

изучить способы математического описания электромагнитных полей во временной и частотной области.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к базовой части профессионального цикла Б.3 основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилям «Электронные приборы и устройства», «Промышленная электроника», «Светотехника и источники света», «Квантовая и оптическая электроника» и «Микроэлектроника и твердотельная электроника»

направления 210100 «Электроника и наноэлектроника».

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: «Математика», «Физика», «Теоретические основы электротехники».

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении бакалаврской выпускной квалификационной работы и изучении дисциплин «Основы проектирования электронной компонентной базы», «Техника СВЧ», «Полупроводниковые приборы СВЧ», «Наноэлектроника».

- 331 РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

основные уравнения классической электродинамики, законы распространения электромагнитных волн в различных средах, законы излучения и дифракции электромагнитных волн (ОК-10, ПК-2) математические методы аналитического расчета электромагнитных полей (ОК-10, ПКПК-19) численные методы расчета электромагнитных полей (ПК-19) основные принципы использования электромагнитных полей в электротехнических и электрофизических устройствах и установках (ОК-1, ПК-9) Уметь:

применять полученные знания для расчета электромагнитных полей аналитическими и численными методами (ПК-2, ПК-19) рассчитывать параметры линий передачи электрических сигналов (ОК-10, ПК-9) Владеть:

методами математического и компьютерного моделирования электромагнитных полей иметь представление о тенденциях развития электродинамики и ее приложений в современных системах телекоммуникаций и в микроволновых технологических и энергетических системах (ОК-1, ОК-10, ПК-9)

- 332 СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы, 108 часов.

Форма промежуточной Основные понятия, уравнения классической материальные уравнения Электромагнитные явления, поля в реальных средах, поверхностный эффект, распространение электромагнитных волн мощность, электромагнитного поля Математические методы аналитического электромагнитных Электрическая емкость, передачи Электромагнитные поля высокой частоты – распространение, 4.2.1. Лекции 1. Основные понятия, уравнения классической электродинамики, материальные Понятие электромагнитного поля (ЭМП) и его описание с помощью дифференциальных уравнений Максвелла. Уравнения Максвелла в интегральной форме. Взаимодействие электромагнитного поля с материальной средой и ее электрофизические характеристики.

Граничные условия ЭМП, классификация полей.

2. Электромагнитные явления, поля в реальных средах, поверхностный эффект, Электромагнитные явления. Статические и стационарные поля. Поля в несовершенных средах. Высокочастотные поля в проводящей среде. Поверхностный эффект. Эффект близости. Вихревые токи. Электромагнитные волны в диэлектриках. Отражение и преломление электромагнитных волн.

3. Силы, энергия и мощность, квадратурные формы в теории электромагнитного поля Силы электромагнитного поля. Взаимодействие поля и заряженных тел, диэлектриков, проводящих тел. Лемма Лоренца. Энергия и мощность электромагнитного поля. Вектор Пойнитинга, теорема Умова-Пойнтинга. Передача мощности в двухпроводных системах.

4. Математические методы аналитического и численного расчета электромагнитных Теорема единственности. Скалярный и векторный потенциал поля. Метод зеркальных изображений, неполные отражения. Метод конформных преобразований, метод разделения переменных, метод интегральных уравнений. Формальная аналогия полей. Примеры расчетов. Численные методы расчета электромагнитных полей: метод конечных разностей, метод конечных элементов, метод граничных элементов. Составление систем уравнений, особенности расчета статических, стационарных и электродинамических полей.

5. Электрическая емкость, формулы Максвелла, индуктивность, расчет параметров Электрическая емкость. Формулы Максвелла, потенциальные, емкостные коэффициенты, частичные емкости. Рабочая емкость. Пример расчета. Индуктивность. Расчет индуктивности проводника, контура, взаимной индуктивности контуров. Расчет первичных параметров линий связи (коаксиальный кабель, микрополосковая линия, воздушная линия).

6. Электромагнитные поля высокой частоты – излучение, распространение, прием Электромагнитные волны в диэлектриках, электродинамический потенциал. Вибратор Герца, магнитный диполь. Поле в ближней, дальней зоне, зоне Френеля. Волноводы, волновое число, фазовая скорость, типы волн. Объемные резонаторы. Элементарные антенные элементы.

4.2.2 Практические занятия 1. Анализ полей, дифференциальные операторы, системы координат, применение интегральной формы уравнений Максвелла. Граничные условия.

2. Различные формы представления поля. Применение уравнений Максвелла в дифференциальной форме и граничных условий для расчета полей.

3. Расчет сил поля. Энергия и мощность поля. Передача мощности.

4. Применение метода зеркальных изображений и теоремы единственности. Задача Сирла.

Применение метода разделения переменных.

6. Расчет потенциальных и емкостных коэффициентов. Расчет индуктивностей.

7. Расчет первичных параметров многопроводных воздушных и кабельных линий передачи электрических сигналов.

8. Расчет высокочастотных полей в проводящих средах. Вихревые токи.

9. Преломление и отражение электромагнитных волн. Простейшие антенны.

4.3. Лабораторные работы Планом не предусмотрены 4.4. Расчетные задания Расчет рабочей емкости. Расчет поля 4.5. Курсовые проекты и курсовые работы Планом не предусмотрены

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия проводятся в форме лекций с использованием презентаций.

Самостоятельная работа включает подготовку к тестам и контрольным работам, выполнение расчетного задания, выполнение домашних работ, подготовку к экзамену.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ,

ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Для текущего контроля успеваемости используются: устные опросы и письменные тесты в процессе проведения практических занятий, защита расчетного задания.

Аттестация по дисциплине – экзамен.

Оценка за освоение дисциплины, определяется как оценка на экзамене.

В приложение к диплому вносится оценка за 5 семестр.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Демирчян К.С., Нейман Л.Р., Коровкин Н.В., Чечурин В.Л. Теоретические основы электротехники: в 3-х т. СПб.: Питер,2003.

2. Задачник по теоретическим основам электротехники. Часть 2/ под ред. Бутырина П.А.

Электронный образовательный ресурс, МЭИ, 3. Миронов В.Г., Казанцев Ю.А., Кузовкин В.А. Методы расчета потенциальных электромагнитных полей. -М.: Издательство МЭИ, 1994. 169 с.

4. Миронов В.Г., Казанцев Ю.А., Кузовкин В.А. Переменные электромагнитные поля. -М.:

Издательство МЭИ, 1996. 126 с.

1. Вишняков С.В., Гордюхина Н.М., Федорова Е.М. Расчет электромагнитного поля с помощью программного комплекса ANSYS –М.: Издательство МЭИ, 2003.

2. Вишняков С.В., Федорова Е.М. Моделирование электромагнитных полей с помощью программного комплекса ANSYS / Электронный образовательный ресурс, МЭИ, 7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

www.ansys.com, elf.mpei.ac.ru

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций.

Практические занятия выполняются студентами индивидуально, каждое рабочее место оснащено персональным компьютером.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 210100 «Электроника и наноэлектроника» и профилям «Электронные приборы и устройства», «Промышленная электроника», «Светотехника и источники света», «Квантовая и оптическая электроника» и «Микроэлектроника и твердотельная электроника».

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛИ:

"СОГЛАСОВАНО":

Директор ИРЭ "УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой ЭФИС

- 336 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ (ИРЭ)

Направление подготовки: 210100 Электроника и наноэлектроника Профиль подготовки: Светотехника и источники света Квалификация (степень) выпускника: бакалавр Форма обучения: очная

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

№ дисциплины по учебному плану:

Часов (всего) по учебному плану:

Трудоемкость в зачетных Практические занятия Лабораторные работы 51 час Расчетные задания, 36 час. самост. 6 семестр – 18 часов Объем самостоятельной работы по учебному плану

- 338 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью дисциплины является освоение теоретических основ и приобретение практических навыков измерения основных световых, редуцированных и энергетических величин, характеризующих источники оптического излучения, световые приборы и светотехнические установки, спектральных и колориметрических характеристик самосветящихся и несамосветящихся объектов, овладение методами оценки точности результатов измерений.

После освоения данной дисциплины студент должен обладать:

способностью к восприятию и анализу информации, к постановке цели и выбору путей её достижения (ОК-1);

способностью использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-10);

способностью понимать и анализировать мировоззренческие, социально и личностно значимые философские проблемы (ОК-19);

способностью представлять адекватную современному уровню знаний научную картину мира на основе знания основных положений, законов и методов естественных наук (прежде всего физики, оптики и физиологии зрения) и математики (ПК-1);

способностью выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлекать для их решения соответствующий физико-математический аппарат (ПК-2);

основными приёмами обработки и представления экспериментальных данных (ПКпредставлением о возможностях и способах применения в метрологии, в частности, в фотометрии современных информационных технологий;

способностью собирать, обрабатывать, анализировать и систематизировать научнотехническую информацию по тематике исследований, использовать достижения отечественной и зарубежной науки, техники и технологии (ПК-6).

Задачами дисциплины являются:

освоение студентами основных положений теоретической фотометрии;

овладение методами измерений световых, энергетических и эффективных величин в светотехнике;

приобретение обучающимися навыков работы с основными фотометрическими, спектральными и колориметрическими приборами;

освоение студентами методов обработки и оценки достоверности результатов

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла Б.3 основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилю "Светотехника и источники света» направления 210100 Электроника и наноэлектроника.

светотехники», «Физиологическая оптика», «Приёмники излучения и фотоприемные устройства». Обучающиеся должны знать основные законы геометрической и физической оптики, систему величин, применяемых в светотехнике и связь между ними, оптические и фотометрические характеристики материалов, характеристики органа зрения, основные параметры приёмников оптического излучения.

Знания, полученные при освоении дисциплины, необходимы при выполнении бакалаврской выпускной квалификационной работы, изучении других профессиональных дисциплин программы подготовки бакалавров, прежде всего «Цветовые измерения и пирометрия излучения», «Осветительные установки», а также дисциплин программы магистерской подготовки «Теоретическая и прикладная светотехника ».

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате освоения дисциплины обучающиеся должны:

Знать:

основные отечественные и зарубежные источники научно-технической информации и нормативной документации по фотометрии, радиометрии и спектрорадиометрии;

основные положения и законы теоретической фотометрии;

методы измерения световых, энергетических и эффективных величин и спектральных характеристик источников света и материалов, применяемых в светотехнике;

принципы работы и построения основных фотометрических и спектральных приборов;

методы уменьшения погрешностей измерений в фотометрии;

методы обработки и представления результатов измерений.

Уметь:

использовать основные законы естественнонаучных дисциплин, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-10);

осуществлять поиск и анализировать научно-техническую информацию и выбирать необходимые материалы (ПК-6);

применять полученные знания для грамотного и оптимального выбора метода и средств измерений;

самостоятельно осваивать работу с основными фотометрическими и спектральными приборами, рабочими эталонами и средствами измерений;

(ПК-5);

Владеть:

терминологией в области светотехники, оптики, метрологии и фотометрии.

перечисленными выше знаниями и навыками.

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 8 зачетных единиц, 288 часов.

п/п Классификация измерений и их оценка.

Приемники излучения и Принципы измерений редуцированных и энергетических величин 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции 6 семестр 1. Классификация измерений. Погрешности измерений и их оценка.

Введение. Задачи фотометрии в светотехнике и смежных областях науки и техники.

Метрологические основы и методы фотометрии. Виды и методы измерений, применяемых в фотометрии. Виды и причины погрешностей, характерных для фотометрии. Способы их исключения и оценки.

2. Приемники излучения и элементы оптических схем фотометрических приборов Приемники оптического излучения, применяемые в фотометрии. Основные параметры и характеристики приемников. Функции оптических систем фотометрических приборов.

Основные элементы оптических систем. Ограничение пучков в оптических системах.

Освещенность изображения, создаваемого оптической системой. Оптические системы типовых приборов.

Принципы построения эталонов в фотометрии и радиометрии. Источники и приемники излучения, применяемые в качестве эталонных и рабочих средств измерений.

4. Принципы измерений редуцированных и энергетических величин Основы физической фотометрии. Принципы измерения редуцированных (эффективных) величин. Типы и расчет корригирующих светофильтров. Принципы измерения энергетических величин.

Оптические и электрические схемы современных люксметров. Коррекция спектральной и угловой характеристик люксметра. Калибровка люксметра. Измерение цилиндрической и сферической освещенности.

Прямые измерения светового потока с помощью шарового фотометра. Методы определения потока по кривым силы света и распределению освещенности.

7 семестр Методы, основанные на применении закона квадратов расстояний. Специфика измерения силы света светодиодов. Телецентрический метод и основанные на нем линзовые, зеркальные и растровые фотометры. Схемы гониофотометров для измерения кривых силы света. Определение яркости косвенными методами. Принципиальные схемы измерительных каналов и визирных устройств фотоэлектрических яркомеров. Яркомеры на базе матричных приемников излучения. Калибровка яркомеров.

Обобщенная схема и классификация спектральных приборов. Характеристики спектрального прибора: угловая и линейная дисперсия, разрешающая сила, аппаратная диспергирующих систем.

Градуировка монохроматора по длинам волн и линейной дисперсии. Измерение спектров излучения. Схемы освещения входной щели. Эталоны и рабочие средства спектрорадиометрических измерений. Принципы построения современных спектрометров и спектрографов. Измерение спектральной чувствительности приемников излучения.

Особенности измерения цвета самосветящих и несамосветящих объектов. Определение цвета по результатам спектральных измерений. Интегральные фотоэлектрические колориметры.

4.2.2. Практические занятия Практические занятия учебным планом не предусмотрены.

4.3 Лабораторные работы № 1. Измерение силы света № 2. Исследование характеристик и схем включения кремниевого фотодиода № 3. Исследование фотоэмиссионных приемников №1. Измерение светового потока №2. Измерение яркости №3. Визуальный колориметр №4. Фотоэлектрический колориметр №5. Градуировка призменного монохроматора №6. Градуировка дифракционного монохроматора №7. Измерение спектральных характеристик источников излучения 4.4. Расчетные задания Расчет погрешностей фотометрических измерений.

Расчет характеристик установки для спектральных измерений.

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия проводятся в основном в традиционной форме, а также в форме лекций-визуализаций с использованием презентаций и учебных видеороликов.

Лабораторные занятия проводятся в основном в традиционной форме, а также в виде экскурсий в фотометрическую лабораторию ООО ВНИСИ.

лабораторным работам и их защиту, выполнение и защиту расчётных заданий, а также подготовку к зачётам и экзамену.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ,

ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Для текущего контроля успеваемости используются контрольные вопросы для коллоквиума перед выполнением лабораторных работ и для их защиты, своевременность и правильность выполнения отдельных пунктов расчётных заданий.

Для промежуточной аттестации по итогам семестров используется дифференцированный зачёт, оценка рассчитывается как среднее арифметическое баллов, полученных за защиту лабораторных работ и расчётных заданий.

Аттестация по дисциплине – экзамен в 7 семестре. Экзаменационная оценка вносится в приложение к диплому.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Заказнов Н.П., Кирюшин С.И., Кузичев В.И. Теория оптических систем: Учебник для студентов приборостроительных специальностей вузов. Санкт-Петербург: Лань, 2008, 448 с.

2. Иванов В.С., Золотаревский Ю.М., Котюк А.Ф. и др. Основы оптико-электронных измерений в фотонике: Учеб.пособие.- М.: Логос, 2004.

3. Гуревич М.М. Фотометрия. Л.: Энергоатомиздат, 1983. 272 с.

4. Основы оптической радиометрии / Под ред. А.Ф.Котюка. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003.

5. Скоков И.В. Оптические спектральные приборы. М.: Машиностроение. 1984. 240 с.

6. В.М.Петров, И.П.Шестопалова, О.П.Меламед. Световые измерения. Лабораторные работы: метод. пособие. М.: Издательский дом МЭИ, 2007. 39 с.

7. Лабораторные работы по курсу “Фотометрия”. Спектральные измерения. Елисеев Н.П., Петров В.М. М.: Изд-во МЭИ, 1989. 36 с.

б) дополнительная литература:

1. Эпштейн М.И. Измерение оптического излучения. М.: Энергоатомиздат, 1990, 280 с..

2. Мешков В.В., Матвеев А.Б. Основы светотехники. – Ч.2. Физиологическая оптика и колориметрия. – М.: Энергоатомиздат, 1989. 450 с.

3. Кривошеев М.И., Кустарев А.К. Цветовые измерения. М.: Энергоатомиздат, 1989. 240 с.

4. Справочная книга по светотехнике / Под ред. Ю.Б. Айзенберга.3-е переработанное дополненное изд. – М.: Знак, 2007.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

www.vniiofi.ru/, www.vnisi.ru/, www.cie.co.at/, www.konicaminolta.ru/, www.lmt-berlin.de/, www.hamamatsu.com/, www.optronik.de/

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций (или показа учебных фильмов), и учебной лаборатории.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 210100 «Электроника и наноэлектроника» и профилю «Светотехника и источники света».

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой Светотехники

- 345 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ (ИРЭ)

Направление подготовки: 210100 «Электроника и наноэлектроника»

Профиль подготовки: «Светотехника и источники света»

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр Форма обучения: очная

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

№ дисциплины по учебному плану:

Часов (всего) по учебному плану:

Трудоемкость в зачетных единицах:

Объем самостоятельной работы по учебному плану Курсовые проекты (работы) - 346 Москва -

- 347 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью дисциплины является изучение основных элементов и характеристик световых приборов, оптической и светоперераспределяющей систем, принципов формирования светового пучка. Освоение основных методов расчета световых приборов: метода баланса потока и метода элементарных отображений. Изучение принципов построения кривых силы света и определения коэффициента полезного действия светового прибора.

В процессе освоения данной дисциплины студент должен обладать:

культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения (ОК-1);

способностью использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-10);

способностью понимать и анализировать мировоззренческие, социально и личностно значимые философские проблемы (ОК-19);

способностью представлять адекватную современному уровню знаний научную картину мира на основе знания основных положений, законов и методов естественных наук (прежде всего физики, оптики) и математики (ПК-1);

способностью выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлекать для их решения соответствующий физико-математический аппарат (ПК-2);

способностью владеть основными приёмами обработки и представления экспериментальных данных (ПК-5);

способностью собирать, обрабатывать, анализировать и систематизировать научнотехническую информацию по тематике исследований (прежде всего по физике и оптике), использовать достижения отечественной и зарубежной науки, техники и технологии (ПК-6).

Задачами дисциплины являются:

познакомить обучающихся с основными методами расчета оптических и светоперераспределяющих систем световых приборов;

дать информацию о материалах, применяемых при производстве световых приборов, и влиянию их на светораспределение и КПД световых приборов;

научить принимать и обосновывать конкретные технические решения при выборе источника света для конструирования определенных световых приборов.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла Б.3 основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилю "Светотехника и источники света» направления 210100 Электроника и наноэлектроника.

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Физика", "Математика" и «Источники оптического излучения».

теоретические и эмпирические положения физической оптики, источников света и проводить математические расчёты.

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении бакалаврской выпускной квалификационной работы и изучении большинства профессиональных дисциплин. Имеются в виду, прежде всего «Осветительные установки», «Эстетика освещения», «Технология светодизайна в архитектурностроительной практике» программы подготовки бакалавров, а также дисциплин программы магистерской подготовки «Теоретическая и прикладная светотехника ».

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате освоения дисциплины, обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

основные источники научно-технической информации по оптике и световым приборам некоторые приёмы обработки и представления экспериментальных данных (ПК-5);

основные законы оптики и характеристики световых приборов;

законы и определения источников излучения и пускорегулирующих аппаратов с точки зрения возможности их использования в световых приборах.

использовать основные законы естественнонаучных дисциплин, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-10);

использовать основные приёмы обработки и представления экспериментальных собирать, обрабатывать, анализировать и систематизировать научно-техническую информацию по источникам излучения, пускорегулирующим аппаратам и световым приборам, использовать достижения отечественной и зарубежной науки, техники и технологии (ПК-6);

применять на практике теоретические положения физической оптики и моделей источников излучения.

Владеть:

культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения (ОК-1);

информации, иметь навыки работы с компьютером как средством управления информацией (ОК-12);

основными приёмами обработки и представления экспериментальных данных (ПКматематическими методами расчётов характеристик световых приборов.

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 6 зачетных единиц, 216 часов.

п/п Стандарты. Каталоги производителей световых приборов.

светильников.

Расчет кривых силы отображений.

отражателями.

Светильники. Способы Световые приборы с 10.

оптическими системами 11. Светильники с отражателями 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции Световые приборы и их место в светотехнической триаде. Определение световых приборов. Осветительные и облучательные приборы. Классы световых приборов (по характеру преобразования потока излучения). Прожекторы дальнего действия и прожекторы заливающего света. Примеры оптических систем прожекторов с зеркальными отражателями и преломляющими системами. Проекторы. Световые и технологические проекторы. Светильники. Классификация светильников по способу монтажа.

Классификация светильников по светотехнической функции. Светотехническая классификация светильников.

2 Характеристики световых приборов. Стандарты. Каталоги производителей световых Стандарты. Фотометрическое тело и способы его сечения наборами плоскостей.

Представление кривых силы света светильников в стандартах и каталогах производителей световых приборов. Типы кривых силы света светильников. Коэффициент формы кривой силы света. Защитный угол осесимметричных и протяженных светильников. Яркостные характеристики. Коэффициент полезного действия. Оптический и эксплуатационный КПД.

Расчет КПД методом баланса потока. Возможности повышения КПД. Частные излучения. Коэффициент усиления. Коэффициент использования оптического устройства.

КПД оптического устройства. Современные оптические материалы, отражающие и пропускающие свет.

3. Расчет оптических систем световых приборов.

Общая характеристика методов расчета оптических систем световых приборов. Метод баланса потока. Метод элементарных отображений. Метод обратного хода лучей. Метод Монте-Карло. Расчет прожекторов методом баланса потока.

4. Форма зеркальных отражателей светильников.

Дифференциальное уравнение зеркальной поверхности в полярных координатах.

Решение уравнения в конечных приращениях. Погрешность решения. Трассировочная функция. Зависимость формы зеркального отражателя от выбора трассировочной функции.

Крутизна трассировочной функции и концентрация светового потока. Трассировочная функция для отражателей конической формы. Дифференциальное уравнение зеркальной поверхности в прямоугольных координатах. Прямая и обратная задачи расчета световых приборов. Уравнение баланса светового потока. Уравнение кривых конических сечений.

Использование кривых конических сечений в качестве профиля зеркального отражателя.

Прожекторы с параболоидными отражателями. Расчет параболоидных стеклянных отражателей. 3 компоненты отраженного светового потока. Копараболоидные отражатели.

Оптический расчет копараболоида. Двойной параболоидный отражатель. Расчетная и технологическая аберрация. Продольная и поперечная аберрация. Расфокусировка.

Действительный фокус отражателя.

Понятие элементарного отображения. Свойства и характеристики элементарных отображений. Форма и размеры элементарных отображений для зеркального оптического элемента. След элементарного отображения. Система отображений. Область следов осевых лучей. Понятие зоны отражателя. Зональное отображение. Понятие светлой точки оптического устройства. Фигура отображений светлых точек. Коэффициент заполнения зоны оптического устройства светлой частью.

7. Расчет кривых силы света методом элементарных отображений.

Закон Манжена. Вывод формулы для кривой силы света параболоидного прожектора при шаровом источнике света. Расчет кривых силы света с помощью коэффициента заполнения при светящих телах разных форм (шар, диск, цилиндр, прямоугольник) с учетом аберрации отражателя и неравномерной яркости источника света.

8. Прожекторы заливающего света с параболоцилиндрическими и фацетными отражателями.

Параболоцилиндрические и фацетные отражатели. Зональный и беззональный методы расчета силы света. Кривая силы света в продольной плоскости. Краевой и торцевой эффекты. Осевая сила света фацетного прожектора. Коэффициент усиления. Оптический и светотехнический расчет.

Светильники. Способы решения обратной задачи. Способ стыкования и способ наложения зональных кривых силы света. Гладкие и волнистые отражатели.

10. Световые приборы с преломляющими оптическими устройствами.

Дисковые и цилиндрические линзы Френеля. Расчет размеров элементарных отображений. Коэффициент преломляющего действия. Коэффициент, учитывающий аберрацию. Эквивалентное элементарное отображение. Расчет осевых сил света и кривых силы света по светлой части.

Расчет кривых силы света и коэффициента полезного действия. Полное свечение и яркость светового отверстия диффузного отражателя.

№1. Объяснение содержания каталогов производителей световых приборов.

№2. Расчёт КПД световых приборов по каталожным данным.

№3. Расчёт общих и частных характеристик световых приборов.

№4. Расчёт кривых силы света прожекторов с шаровой и дисковой моделью источника света с равномерной яркостью.

№5. Расчёт кривых силы света прожекторов с цилиндрической и прямоугольной моделью источника света с равномерной яркостью.

№6. Расчёт кривых силы света прожекторов при неравномерной яркости модели светящего тела источника излучения.

№7. Решение обратной задачи для светильников с зеркальными отражателями №8. Оптический расчет прожекторов заливающего света с параболоцилиндрическими отражателями.

№9. Оптический расчет прожекторов заливающего света с фацетными отражателями.

№10. Расчёт световых приборов с дисковыми и цилиндрическими линзами Френеля.

4.3 Лабораторные работы №1. Определение светотехнических характеристик светильников.

№2. Исследование элементарных отображений зеркального отражателя, работающего с цилиндрическим и прямоугольным светящими телами.

№3. Исследование прибора прожекторного класса с параболоидным отражателем.

№4. Исследование прибора прожекторного класса с параболоцилиндрическим отражателем.

№5. Исследование кривых силы света осесимметричной зеркальной зоны.

№6. Исследование элементарных отображений линзы Френеля.

№7. Исследование диффузного люминесцентного светильника.

№1. Расчет трассировочной функции, расчет светораспределения методом баланса потока для зеркальных и диффузных отражателей, определение КПД световых приборов.

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия проводятся в основном в традиционной форме, а также в форме лекций-визуализаций с использованием презентаций и обзорных лекций.

Практические занятия включают активные и интерактивные формы с разбором конкретных примеров и задач, деловых игр и т.п..

представляют разбор конкретных задач.

Самостоятельная работа включает подготовку к тестам и защитам лабораторных работ, оформление типового расчета и подготовку его презентации к защите, а также подготовку к экзамену.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ,

ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Для текущего контроля успеваемости используются различные виды тестов, контрольные работы, устный опрос, презентация расчётного задания.

Аттестация по дисциплине – экзамен.

Оценка за освоение дисциплины, которая выносится в приложение к диплому, определяется по итогам экзамена.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Справочная книга по светотехнике./ Под ред. Ю.Б. Айзенберга. – М.: ЗНАК, 2007.

2. Трембач В.В. Световые приборы. М.: Высш. шк., 1990. 382 с.

б) дополнительная литература:

1. Световые приборы с зеркальными отражателями. Трембач В.В., Рычков В.И. - М.: Моск.

энерг. ин-т, 1985. 24 с.

2. Светоперераспределяющие устройства световых приборов. Трембач В.В., Рычков В.И. М.: Моск. энерг. ин-т, 1986. 20с.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

www.svetotekhnika.com; www.svet-mpei.org; www.philips.com.

б) другие:

наборы слайдов по световым приборам.

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций (или показа учебных фильмов), или, в случае использования кафедрального компьютерного класса, разбиения аудитории лекций на две части.

рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 210100 «Электроника и наноэлектроника» и профилю «Светотехника и источники света».

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой Светотехники

- 355 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ (ИРЭ)

Направление подготовки: 210100 Электроника и наноэлектроника Профиль подготовки: Светотехника и источники света Квалификация (степень) выпускника: бакалавр Форма обучения: очная

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

“ИСТОЧНИКИ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ”

№ дисциплины по учебному плану:

Часов (всего) по учебному плану:

Трудоемкость в зачетных работы по учебному плану

- 357 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью дисциплины является научить студентов свободно ориентироваться в многообразии типов современных источников излучения, умению выбрать нужный источник света для решения той или иной светотехнической проблемы; дать необходимые представления об эффективности основных видов источников света на современном этапе развития техники и технологии, об особенностях их применения при конкретных условиях эксплуатации и о тенденциях их дальнейшего совершенствования.

В процессе освоения данной дисциплины студент способен и готов:

владеть культурой мышления, воспринимать, анализировать и обобщать информацию; к постановке цели и выбору путей ее достижения в своей профессиональной компетенции (ОК-1);

стремиться к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства (ОК-6);

самостоятельно работать, принимать решения в рамках своей профессиональной компетенции (ОК-7);

использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и материального исследования (ОК-10);

владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения и переработки информации, иметь навыки работы с компьютером как средством управления информацией (ОК-12);

выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлекать для их решения соответствующий физикоматематический аппарат (ПК-2);

учитывать современные тенденции развития электроники, измерительной и вычислительной техники, информационных технологий в своей профессиональной деятельности (ПК-3);

владеть основными приёмами обработки и представления экспериментальных данных (ПК-5);

собирать, обрабатывать, анализировать и систематизировать научно-техническую информацию по тематике исследования, использовать достижения отечественной и зарубежной науки, техники и технологии (ПК-6);

принимать и обосновывать конкретные технические решения при создании источников излучения различных типов и назначения (ПК-10);

строить простейшие физические и математические модели различных источников излучения, а также использовать стандартные программные средства их компьютерного моделирования (ПК-19);

аргументировано выбирать и реализовывать на практике эффективную методику экспериментального исследования параметров и характеристик источников света (ПК-20);

анализировать и систематизировать результаты исследований (ПК-21).

изучение истории развития и номенклатуры источников оптического излучения;

изучение устройства, принципов действия источников оптического излучения различных типов;

изучение свойств разрядной плазмы, особенностей генерации и переноса излучения в неоднородной плазме.

освоение методов расчета и проектирования ИОИ общего и специального назначения;

интенсивности, металлогалогенных ламп, ламп высокого давления в инертных газах, импульсных ламп;

изучение тенденций развития, особенностей конструкции, основных электрических, световых и эксплуатационных характеристик светоизлучающих диодов;

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла Б.3 основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилю "Светотехника и источники света» направления 210100 “Электроника и наноэлектроника”.

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Физика", "Математика", “Теоретические основы электротехники”, “Физические основы электроники”.

Обучающиеся должны знать принципы генерации оптического излучения, физические процессы, происходящие в источниках света, особенности электротехнических материалов, методы расчета в естественных науках и основы программирования.

Знания, полученные при изучении дисциплины, необходимы при выполнении квалификационной работы по программе бакалавра, для усвоения профессиональных дисциплин и выполнения курсовых проектов по ним, прежде всего, по курсу “Осветительные установки”, “Пускорегулирующие аппараты и системы управления освещением”, “Тенденции развития источников света и ПРА”, а также для изучения ряда дисциплин программы магистерской подготовки «Теоретическая и прикладная светотехника

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате освоения данной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

основные источники научно-технической информации по источникам оптического излучения, физическим процессам в них, методам их расчета и проектирования (ОК-1, ПК-6);

принципы генерации оптического излучения, физические процессы, происходящие в источниках света;

основные механизмы генерации оптического излучения, физические законы теплового излучения и люминесценции, особенности люминесценции твердых и газообразных сред, электрические и оптические свойства разрядной плазмы, способы ввода электрической энергии в плазму;

особенности конструкций ИОИ различных типов и используемых для их изготовления материалов, методы расчета и проектирования источников света различного назначения;

методы проведения экспериментальных исследований параметров и характеристик источников оптического излучения, методы обработки и представления экспериментальных данных (ПК-5).

Уметь:

использовать основные законы естественнонаучных дисциплин, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-10);

рассчитывать электрические и оптические характеристики плазмы разрядов низкого и высокого давления, находить условия наполнения плазменных источников излучения с целью получения заданного спектрального состава;

параметров и характеристик источников света;

выполнять измерения электрических, световых и спектральных характеристик источников света;

использовать основные приёмы обработки и представления экспериментальных данных (ПК-5).

находить оптимальный тип источника света для решения конкретной светотехнической задачи.

Владеть:

культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения (ОК-1);

основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, иметь навыки работы с компьютером как средством управления информацией (ОК-12);

приёмами обработки и представления экспериментальных данных (ПК-5);

методами инженерного расчета конструктивных параметров основных узлов современных тепловых и газоразрядных источников света, методами моделирования характеристик источников света.

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 6 зачетных единиц, 216 часов.

п/п определения оптического излучения низкого давления высокого давления Импульсные лампы 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции 6 семестр 1. Общие сведения об источниках оптического излучения. Основные термины, понятия Содержание дисциплины. Основная и дополнительная литература. Механизмы генерации света. Классификация источников света. Основные этапы и тенденции развития электрических источников оптического излучения.

Световые, электрические и эксплуатационные характеристики источников оптического излучения.

Лампы накаливания. Отличительные свойства вольфрама как материала для тела накала. Особенности излучения вольфрама.

Основные элементы конструкции ламп накаливания. Особенности вакуумно-плотных вводов. Преимущества спирального тела накала. Конструктивные параметры спирали.

Особенности излучения спирального тела накала. Соотношение световой отдачи спирали и прямой нити.

Работа тела накала в среде инертного газа. Физические процессы, определяющие срок службы ламп накаливания. Перегорание тела накала и роль дефектных участков. Факторы, влияющие на срок службы.

Классификация ламп накаливания. Применение галогенного цикла для усовершенствования ламп накаливания. Особенности конструкции и основные типы галогенных ламп накаливания.

Зеркальные галогенные лампы накаливания. Лампы с селективно отражающим покрытием на оболочке. Перспективы создания ламп с селективно излучающим телом накала.

Разрядные источники света. Достоинства и отличительные особенности.

Электрические, световые и эксплуатационные характеристики. Конструкции и основные параметры.

Баланс мощности разрядной плазмы. Диаграмма Клярфельда.

Люминесцентные лампы низкого давления. Принцип действия. Особенности конструкции. Стартерная схема включения. Влияние условий разряда на электрические характеристики.

Излучение положительного столба люминесцентных ламп. Условия возбуждения резонансных линий. Влияние условий разряда на световые характеристики.

Яркость слоя люминофора.

Основные типы люминофоров, их спектральные и эксплуатационные характеристики.

Качество цветопередачи и методы её оценки. Электроды люминесцентных ламп. Влияние электродов на пусковые и рабочие характеристики люминесцентных ламп. Общие представления о катодных процессах. Механизм переноса частиц катодного вещества в прикатодной плазме. Расчет конструкции катода. Об использовании полого катода в люминесцентной лампе.

Основные типы люминесцентных ламп. Энергоэкономичные и компактные люминесцентные лампы. Тенденции в развитии люминесцентных ламп и схем их питания.

Безэлектродные люминесцентные лампы. Физические основы индукционных разрядов и методы их моделирования. Элементы конструкции индукционных ламп. Влияние используемых материалов и условий питания на коэффициент полезного действия индукционной лампы. Основные типы индукционных ламп. Особенности конструкции, электрические, световые и эксплуатационные параметры.

Натриевые лампы низкого давления. Газосветные лампы тлеющего разряда.

Эксимерные и катодолюминесцентные источники излучения.

7 семестр Ртутные лампы высокого давления. Основные направления развития и классификация.

Давление паров и дозировка ртути. Пусковые характеристики ламп с парами металлов и инертным газом. Электрические характеристики ртутного разряда высокого давления.

Спектр излучения ртутного разряда высокого давления. Влияние удельной мощности на выход излучения спектральных линий и на распределение излучения в различных спектральных интервалах. Баланс мощности положительного столба.

Ртутные лампы типа ДРЛ. Конструкция и схема включения. Особенности разгорания и повторного включения ламп, коэффициенты нестабильности электрических и световых параметров. Люминофоры, применяемые в лампах ДРЛ. Выбор люминофоров для ламп различного типа. Основные типы ламп ДРЛ. Метод расчета и выбор параметров элементов конструкции ламп ДРЛ.

Лампы ДРТ, основные типы, особенности спектральных характеристик, области применения и схемы включения. Ртутные лампы высокого и сверхвысокого давления.

Особенности разрядов высокого давления с излучающими добавками в виде простейших химических соединений. Принцип действия металлогалогенных ламп. Роль буферного газа. Проблемы, присущие металлогалогенным лампам: убыль натрия, сужение и нестабильность канала разряда, расслоение излучающих добавок и неоднородность цветности вертикального столба плазмы.

Влияние условий разряда на характеристики металлогалогенных ламп. Особенности конструирования МГЛ. Выбор материала эмиссионного вещества для электродов ламп с галогенными добавками.

Достоинства применения высокотемпературной светопропускающей керамики для изготовления горелок металлогалогенных ламп. Основные типы МГЛ.

Принцип действия и устройство натриевых ламп высокого давления. Характеристика разрядов в парах натрия и других щелочных металлов высокого давления.

Натриевые лампы высокого давления. Конструкция лампы, материал для изготовления горелки, варианты конструкции металло-керамического узла. Использование амальгамы для дозирования натрия и буферного газа в горелку.

Влияние условий разряда на характеристики натриевых ламп высокого давления.

Расчет конструкции горелки. Основные типы натриевых ламп высокого давления.

высокой интенсивности трубчатой формы. Ксеноновые лампы сверхвысокого давления с короткой дугой в колбах шаровой формы.

Импульсные лампы. Особенности конструкции, баланс энергии, световые и электрические характеристики ламп.

Твердотельные люминесцентные источники света. Эффекты Лосева и Дестрио.

Светоизлучающие диоды на основе гетероструктур. Основная конструкция светодиода.

Электрические и световые характеристики светодиодов.

Принципы создания белых светодиодов. Световая отдача и качество цветопередачи основных типов белых светодиодов. Схемы включения светодиодов. Влияние условий эксплуатации на характеристики светодиодов.

4.2.2. Практические занятия 6 семестр 1. Характеристические зависимости свойств вольфрамовой проволоки от температуры.

Определение конструктивных параметров прямолинейного тела накала в вакууме.

Коэффициенты нестабильности электрических, световых и эксплуатационных характеристик.

2. Расчет удельных тепловых потерь в газе и способы их снижения. Охлаждающее действие вводов и держателей. Особенности расчета для низковольтных и высоковольтных ламп.

3. Инженерный метод расчета ламп накаливания.

4. Ионизованный газ и плазма. Пространственный масштаб разделения зарядов и дебаевский радиус экранирования. Отклонения от идеальности. Характеристики плазмы при термодинамическом равновесии.

5. Неупругие столкновения тяжелых частиц. Принцип Месси. Виды столкновений тяжелых частиц, отличающиеся большой вероятностью и их роль в разрядных источниках света.

6. Элементарные процессы с участием фотонов. Спектры излучения и поглощения.

Спонтанное излучение. Время жизни возбужденного атома и сила осциллятора.

7. Эмиссионный профиль спектральной линии при естественном уширении. Энергетические характеристики объемного источника излучения.

8. Вынужденные оптические переходы и показатель поглощения. Профили спектральных линий для процессов излучения и поглощения. Связь между коэффициентами Эйнштейна для спонтанных и вынужденных оптических переходов. Функция источника и яркость плазменного объема при термодинамическом равновесии.

9. Форма и ширина спектральной линии. Уширение Доплера. Влияние давления газа на профиль и ширину спектральной линии.

10. Перенос излучения в плазме. Неприменимость диффузионных представлений. Вектор плотности потока излучения и его дивергенция. Местная эффективная вероятность спонтанного излучения. Учет сверхтонкой структуры резонансных линий.

11. Расчет светового потока люминофорного покрытия люминесцентных ламп. Световая отдача люминесцентных ламп.

12. Метод расчета конструкции люминесцентных ламп.

13. Плазма положительного столба разрядов высокого давления. Модель локального термодинамического равновесия и влияние переноса излучения на отступление от равновесия.

14. Механизмы и характеристики излучения непрерывного фона в разряде высокого давления.

7 семестр №1 Исследование влияния инертного газа на тепловые потери и энергетические характеристики ламп накаливания.

№2 Численное моделирование и выявление оптимальных вариантов ламп накаливания.

№3 Изучение влияния охлаждения тела накала электродами и крючками на параметры ламп накаливания.

№4 Исследования спектральных характеристик источников оптического излучения.

№5 Исследования электрических и светотехнических характеристик люминесцентных ламп.

№6 Исследования эксплуатационных характеристик люминесцентных ламп №7 Исследования и регулирование зажигания люминесцентных ламп.

№8 Зажигание ртутных и металлогалогенных ламп высокого давления.

№9 Измерение концентрации возбужденных атомов ртути в разряде низкого давления.

№10 Исследование характеристик ламп высокого давления.

№11 Исследование параметров и характеристик светоизлучающих диодов.

4.4. Расчетные задания 6 семестр Расчет параметров лампы накаливания.

Оптимизация параметров ламп накаливания.

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы 7 семестр Расчет конструкции и характеристик люминесцентной лампы низкого давления.

Расчет конструкции и характеристик типа ДРЛ (дуговая ртутная люминесцентная).

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия проводятся в основном в традиционной форме, а также в форме лекций-визуализаций с использованием презентаций и обзорных лекций.

Практические занятия включают активные и интерактивные формы с разбором конкретных примеров, деловые игры.

Лабораторные занятия проводятся в основном в традиционной форме, включают активные и интерактивные формы с обсуждением результатов исследований параметров и характеристик ИОИ и влияния на них как напряжения питающей сети, так и схем включения.

Самостоятельная работа включает подготовку к тестам, к практическим занятиям, выполнение расчетного задания, подготовку к лабораторным работам и их защитам, выполнение курсового проекта.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ,

ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ СЦИПЛИНЫ

Для текущего контроля успеваемости используются различные виды тестов, устный опрос во время лекции и практических занятий. Проводится контроль готовности к выполнению лабораторных работ.

Аттестация по дисциплине – экзамен – 6 семестр, рассчитывается из условия 0,3*оценка на экзамене в 6 семестре+0,3*оценка на зачете в семестре (среднеарифметическая оценка за защиты лабораторных работ)+0,4*оценка за защиту курсового проекта в 7 семестре.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Охонская Е.В., Федоренко А.С. Расчет и конструирование люминесцентных ламп.

Учебник. - Саранск: Изд-во Мордовского ГУ, 1997, 184 с.

2. Литвинов В.С., Жогина О.Д. Инженерные методы расчета и оценки ламп накаливания.

2004.

3. Литвинов В.С. Разрядные источники оптического излучения. Расчет и оптимизация параметров. - М.: МЭИ, 2000, 232 с 4.Решенов С.П. Генерация и перенос излучения в плазме. -М.: МЭИ. 1989, 118 с.

5.Решенов С.П. Катодные процессы в дуговых источниках излучения. М.: МЭИ 1991, 250 с.

6.Антошкин Н.Ф., Салкин А.В., Харитонов А.В. Ртутные лампы высокого давления типа ДРЛ. -Саранск: Изд-во МГУ, 1992, 140 с.

7.Рохлин Г.Н. Дуговым источникам света 200 лет. - М.:»ВИГМА», 2001.

8.Попов О.А. Индукционные источники света. -М.: МЭИ, 2010, 60 с.

9.Шуберт Ф.Е. Светодиоды. М.:Изд-во ФИЗМАТЛИТ. 2008.

б) дополнительная литература:

1. Литвинов В.С. Тепловые источники света. – М.: МЭИ. 1998, 132 с.

2. Рохлин Г.Н. Разрядные источники света. – М.: Энергоатомиздат, 1990, 621 с.

3. Гутцайт Э.М. Осветительные устройства с микроволновыми безэлектродными лампами. М.: МЭИ. 2000.

3. Справочная книга по светотехнике./ Под ред. Ю.Б.Айзенберга. – М.: Энергоатомиздат.

2006, 972 с.

4. Электротехнический справочник./ Под ред. А.И.Попова, т.4 - М.: МЭИ. 2002, 695 с 7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

Microsoft Office и Visual Basic for Application, MatLab 10.

www.GELighting.com; www.OSRAM.com; www.PHILIPS.com; www.sylvania-lamps.com б) другие:

Презентации источников излучения различных фирм.

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Для обеспечения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций, демонстрации слайдов, а также учебной лаборатории для проведения исследований параметров и характеристик различных источников света.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 210100 «Электроника и наноэлектроника» и профилю «Светотехника и источники света».

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

"УТВЕРЖДАЮ":

- 366 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ (ИРЭ)

Направление подготовки: 210100 Электроника и наноэлектроника Профиль подготовки: Светотехника и источники света Квалификация (степень) выпускника: бакалавр Форма обучения: очная

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ ОПТИКА »

№ дисциплины по учебному плану:

Часов (всего) по учебному плану:

Трудоемкость в зачетных единицах:

Лабораторные работы Объем самостоятельной работы по учебному плану Экзамены

- 368 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью дисциплины является изучение основных элементов и характеристик глаза, оптической и световоспринимающей систем глаза, стационарных и нестационарных функций зрения; освоение моделей пороговой чувствительности органа зрения; изучение основных законов и параметров цвета, колориметрических систем и расчётов.

В процессе освоения данной дисциплины студент должен обладать:

культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения (ОК-1);

способностью использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-10);

способностью понимать и анализировать мировоззренческие, социально и личностно значимые философские проблемы (ОК-19);

способностью представлять адекватную современному уровню знаний научную картину мира на основе знания основных положений, законов и методов естественных наук (прежде всего физики, оптики и физиологии зрения) и математики (ПК-1);

способностью выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлекать для их решения соответствующий физико-математический аппарат (ПК-2);

способностью владеть основными приёмами обработки и представления экспериментальных данных (ПК-5);

способностью собирать, обрабатывать, анализировать и систематизировать научнотехническую информацию по тематике исследований (прежде всего по физиологической оптике и цветоведению), использовать достижения отечественной и зарубежной науки, техники и технологии (ПК-6).

Задачами дисциплины являются:

познакомить студентов с характеристиками и, прежде всего пороговыми, органа зрения, определениями и законами цветоведения, колориметрическими и равноконтрастными системами;

дать информацию об основных положениях установившихся и неустановившихся зрительных процессов, классических и современных моделях чувствительности;

научить применять на практике теоретические и эмпирические положения физиологической оптики, моделей пороговой чувствительности, цветоведения;

научить рассчитывать параметры физиологической оптики, проводить цветовые

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к вариативной части (дисциплина по выбору студентов) профессионального цикла Б.3 основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилю "Светотехника и источники света» направления 210100 «Электроника и наноэлектроника».

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Физика", "Математика" и «Основы светотехники» ч.1.

эмпирические положения физики (в основном оптики), математики (прежде всего теории вероятностей) и светотехники.

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении бакалаврской выпускной квалификационной работы и при изучении большинства профессиональных дисциплин. Имеются в виду, прежде всего «Фотометрия», «Осветительные установки», «Эстетика освещения», «Цветовая среда установок совмещённого освещения» программы подготовки бакалавров, а также дисциплины программы магистерской подготовки «Теоретическая и прикладная светотехника» и, в первую очередь « Моделирование светоцветовой среды».

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате освоения дисциплины, студенты должны демонстрировать следующие результаты образования:

основные источники научно-технической информации по физиологической оптике и цветоведению (ОК-1, ПК-6);

некоторые приёмы обработки и представления экспериментальных данных (ПК-5);

основные законы физиологической оптики и характеристики органа зрения, особенности моделей пороговой чувствительности;

законы и определения цветоведения, колориметрические и равноконтрастные использовать основные законы естественнонаучных дисциплин, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-10);

использовать основные приёмы обработки и представления экспериментальных собирать, обрабатывать, анализировать и систематизировать научно-техническую информацию по физиологии зрения и цветоведению, использовать достижения отечественной и зарубежной науки, техники и технологии (ПК-6);

применять на практике теоретические положения физиологической оптики и моделей пороговой чувствительности.

Владеть:

культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения (ОК-1);

информации, иметь навыки работы с компьютером как средством управления информацией (ОК-12);

основными приёмами обработки и представления экспериментальных данных (ПКматематическими методами расчётов характеристик физиологической оптики и цветовых параметров объектов.

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единицы, 144 часов.

п/п Основные этапы зрительной информации чувствительности органа Цветовые системы и расчёты цвета 4.2.1. Лекции Орган зрения как приемник оптического излучения. Его структура. Строение глаза.

Параметры редуцированного глаза по Вербицкому. Механизмы аккомодации.

Конвергенция и дивергенция оптических осей. Зрачковый эффект. Уточнение Луизова по изменению оптической преломляющей силы. Аномальный глаз. Движения глаз.

Освещённость на сетчатке.

2.Основные этапы восприятия и преобразования зрительной информации.

Световоспринимающая система глаза. Строение сетчатки. Структура и стадии преобразования информации органа зрения. Механизм цветового зрения.

3. Классические и современные модели пороговой чувствительности органа зрения.

Модели пороговой чувствительности органа зрения. Понятие порога. Высокопороговая модель обнаружения Блэкуэлла. Статистическая модель Светса и других. Низкопороговая модель Люса. Функциональные модели на примере статистической теории восприятия изображения Григорьева. Сравнительная оценка моделей. Методы измерения порогов.

Взаимосвязь чувствительности и пороговой величины.

Контрастная чувствительность. Эмпирические исследования и их аппроксимации для расчётов. Спектральная чувствительность глаза. Стандартная функция относительной спектральной световой эффективности среднего глаза. Абсолютная световая чувствительность. Закон Рикко.

Острота зрения. Угловой предел разрешения, обусловленный дифракцией, острота зрения.

Зрительная адаптация - темновая и световая. Зрительная инерция. Понятие эффективной яркости и эффективного контраста.

Критическая частота мелькания. Закон Талбота. Уравнение Айвса-Портера.

Последовательные образы. Зрительная индукция.

. Теория Ломоносова-Юнга-Гельмгольца. Цветовое уравнение. Колориметрическая система. Аддитивное сложение цветов. Законы Грассмана. Цветовое пространство.

Диаграмма цветности. Яркостные коэффициенты цвета. Уравнение алихны.

Практические колориметрические системы: RGB, система МКО 1931 XYZ.

Физиологическая система КЗС. Система L,, p. Понятие цветового тона и чистоты цвета.

Стандартные источники света. Цветовые расчёты. Равноконтрастные системы МКО 1976 г.

4.2.2. Практические занятия №1. Оптическая система глаза.

№2. Расчёт освещённости сетчатки и на зрачке.

№3. Определение объёма аккомодации.

№4. Расчёт пороговых яркости и разности яркости.

№5. Расчёт порогового контраста и видимости объектов методами пределов и постоянных стимулов.

№6. Колориметрические системы XYZ и «яркость – цветовой тон – чистота», цветовые расчёты.

4.3 Лабораторные работы Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены.

4.4. Расчетные задания Часть 1. Расчёт параметров редуцированного глаза по Вербицкому; расчёт пороговых Часть 2. Расчёт координат цвета, цветности и яркости смешиваемых излучений в разных цветовых и равноконтрастных системах.

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия проводятся в основном в традиционной форме, а также в форме лекций-визуализаций с использованием презентаций и обзорных лекций.

Практические занятия включают активные и интерактивные формы с разбором конкретных примеров и задач, деловых игр и т.п.

Самостоятельная работа включает подготовку к тестам и контрольным работам, оформление реферата и подготовку его презентации к защите, а также подготовку к зачету.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ,

ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Для текущего контроля успеваемости используются различные виды тестов, контрольные работы, устный опрос, презентация расчётного задания.

Аттестация по дисциплине – зачёт.

Оценка за освоение дисциплины, которая выносится в приложение к диплому, определяется по итогам зачёта. Эта оценка является среднеарифметическим баллов за контрольные работы и расчётное задание.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Справочная книга по светотехнике./ Под ред. Ю.Б. Айзенберга. – М.: ЗНАК, 2007.

2. Мешков В.В., Матвеев А.Б. Основы светотехники. Ч.2. – М.: Энергоатомиздат, 1989.

3. Мешков В.В. Основы светотехники. Ч.1. – М.: Энергия, 1979.

4. Григорьев А.А. Статистическая теория восприятия изображения в светотехнике.

(Обнаружение объектов наблюдателем). – М.: МЭИ,2003.

5. Григорьев А.А. Статистическая теория восприятия изображения в светотехнике.

(Опознавание объектов наблюдателем). – М.: МЭИ,2010.

5. Луизов А.В. Глаз и цвет. – Л. Энергоиздат, 1983.

1. Методические указания к типовому расчету по курсу основы светотехники «Фотометрические расчеты». Елисеев Н.П., Снетков В.Ю. / Под ред. А.Б.Матвеева. М.:

МЭИ, 1987.

2. Лабораторные работы по курсу «Фотометрия», Световые измерения, МЭИ, 2007.

3. Лабораторные работы по курсу «Фотометрия», Колориметрия, МЭИ, 1995.

4. Ишанин Г.Г, Козлов М.Г., Томский К.А. Основы светотехники. С-П.: ООО «БЕРЕСТА», 2004.

7.2. Электронные образовательные ресурсы: а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

www.svetotekhnika.com; www.svet-mpei.org; www.ncscolour/ru/creation/;

www.mironovacolor.org.

б) другие:

наборы слайдов по строению сетчатки, механизму светового и цветового зрения, стандартным цветовым и равноконтрастным системам.

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций или, в случае использования кафедрального компьютерного класса, разбиения студенческой группы для лекций на две части.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 210100 «Электроника и наноэлектроника» и профилю «Светотехника и источники света».

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой Светотехники

- 374 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ (ИРЭ)

Направление подготовки: 210100 Электроника и наноэлектроника Профиль подготовки: Светотехника и источники света Квалификация (степень) выпускника: бакалавр Форма обучения: очная

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«СИСТЕМЫ ОЦЕНКИ ЦВЕТА И ОЩУЩЕНИЙ»

№ дисциплины по учебному плану:

Часов (всего) по учебному плану:

Трудоемкость в зачетных единицах:

Лабораторные работы Объем самостоятельной работы по учебному плану Экзамены

- 376 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью дисциплины является изучение основных элементов и характеристик глаза, оптической и световоспринимающей систем глаза, практических колориметрических и равноконтрастных систем и расчётов, аддитивного и субтрактивного воспроизведения цвета, оценок качества воспроизведения цвета.

В процессе освоения данной дисциплины студент должен обладать:

культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения (ОК-1);

способностью использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-10);

способностью понимать и анализировать мировоззренческие, социально и личностно значимые философские проблемы (ОК-19);

способностью представлять адекватную современному уровню знаний научную картину мира на основе знания основных положений, законов и методов естественных наук (прежде всего физики, физиологии зрения и учения о цвете) и математики (ПК-1);

способностью выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлекать для их решения соответствующий физико-математический аппарат (ПК-2);

способностью владеть основными приёмами обработки и представления экспериментальных данных (ПК-5);

способностью собирать, обрабатывать, анализировать и систематизировать научнотехническую информацию по тематике исследований (прежде всего по физиологии зрения и цветоведению), использовать достижения отечественной и зарубежной науки, техники и технологии (ПК-6).

Задачами дисциплины являются:

познакомить студентов с механизмом цветового зрения, определениями и законами цветоведения, колориметрическими и равноконтрастными системами;

научить применять на практике практические цветовые и равноконтрастные системы, основные положения теории цвета;

научить использовать теоретические и эмпирические классические и современные

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к вариативной части (дисциплина по выбору студентов) профессионального цикла Б.3 основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилю «Светотехника и источники света» направления 210100 «Электроника и наноэлектроника».

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Физика", "Математика" и «Основы светотехники» ч.1.

Обучающиеся должны знать характеристики органа зрения, классическую модель цветового зрения, основные теоретические и эмпирические положения физики, математики и светотехники.

бакалаврской выпускной квалификационной работы и изучении большинства профессиональных дисциплин. Имеются в виду, прежде всего «Фотометрия», «Осветительные установки», «Эстетика освещения», «Цветовая среда установок совмещённого освещения» программы подготовки бакалавров, а также дисциплины программы магистерской подготовки «Теоретическая и прикладная светотехника» и, прежде всего « Моделирование светоцветовой среды».

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате освоения дисциплины, студенты должны демонстрировать следующие результаты образования:

основные источники научно-технической информации по механизму цветового зрения и цветоведению (ОК-1, ПК-6);

некоторые приёмы обработки и представления экспериментальных данных (ПК-5);

основные законы теории цвета и характеристики органа зрения;

законы и определения цветоведения, колориметрические и равноконтрастные использовать основные законы естественнонаучных дисциплин, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-10);

использовать основные приёмы обработки и представления экспериментальных собирать, обрабатывать, анализировать и систематизировать научно-техническую информацию по физиологии зрения и цветоведению, использовать достижения отечественной и зарубежной науки, техники и технологии (ПК-6);

применять на практике теоретические положения физиологии зрения и теории цвета.

Владеть:

культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения (ОК-1);

основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, иметь навыки работы с компьютером как средством управления информацией (ОК-12);

основными приёмами обработки и представления экспериментальных данных (ПКматематическими методами расчётов характеристик физиологии зрения и цветовых параметров объектов.

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единицы, 144 часов.

п/п Основные этапы зрительной информации чувствительность.

Основные понятия и определения теории колориметрические системы. Система RGB.

Система XYZ, основная Равноконтрастные оценки качества цвета.

4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции Аномальный глаз. Освещённость на сетчатке.

2.Основные этапы восприятия и преобразования зрительной информации.

Световоспринимающая система глаза. Строение сетчатки. Структура и стадии преобразования информации органа зрения.

Теории цветового зрения. Современное представление о стадиях преобразования информации. Открытие новых ганглиозных клеток. Цветовая чувствительность.