МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского
Физический факультет
УТВЕРЖДАЮ
Проректор СГУ по учебно-методической работе
________________Е.Г. Елина
"__" ________________2011 г.
Рабочая программа дисциплины
Оптическая анизотропия биологических сред
Направление подготовки
011200 Физика
Профиль подготовки
Биофизика
Квалификация (степень) выпускника
Магистр
Форма обучения
Очная
Саратов 2011 год
Цели освоения дисциплины Оптическая анизотропия биологических сред
Целью дисциплины Оптическая анизотропия биологических сред, как и магистратуры в целом, является развитие у студентов личностных качеств, а также формирование универсальных и профессиональных компетенций в соответствии с требованиями ФГОС ВЛО по направлению Физика профили Биофизика.
Целями модуля «Оптическая анизотропия биологических сред» являются:
Закрепление знаний, навыков и умений у студентов, полученных при изучении курсов «Молекулярная физика», «Оптика» и «Электродинамика»;
Приобретение фундаментальных знаний в области оптических свойств биологических сред, которые в дальнейшем позволят освоить современные методы диагностики биотканей.
2. Место модуля Оптическая анизотропия биологических сред в структуре ООП магистратуры.
Современные методы диагностики биотканей подразумевают глубокое знание основных физических (оптических) свойств биологических объектов. Поэтому знания и умения, приобретенные студентами в этой области физики, являются определяющими для бакалавров, обучающихся по профилям Биофизика.
Дисциплина Оптическая анизотропия биологических сред относится к профессиональному циклу обучения в магистратуре к его базовой части. Для нормального освоения знаний по данной дисциплине необходимо чтобы студент имел подготовку по базовым курсам математического и естественнонаучного циклам модулей Математика и Общая физика по дисциплинам:
Математический анализ,
Аналитическая геометрия и линейная алгебра,
Векторный и тензорный анализ,
Теория и функция комплексного переменного,
Оптика,
Молекулярная физика.
в рамках подготовки магистра по профилю Биофизика.
3 Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины (модуля) Оптическая анизотропия биологических сред.
В результате освоения указанной магистерской программы выпускник должен обладать в определенной части следующими общекультурными (ОК) и профессиональными (ПК) компетенциями:
способностью демонстрировать углубленные знания в области математики и естественных наук (ОК-1);
способностью использовать знания современных проблем физики, новейших достижений физики в своей научно-исследовательской деятельности (ПК-2);
способностью свободно владеть разделами физики, необходимыми для решения научно-инновационных задач (в соответствии с профилем подготовки) (ПК-6).
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
• Знать основные типы анизотропии биологических объектов и природу их возникновения;
• Уметь самостоятельно выбрать и аргументировано обосновать физический принцип диагностики биологического образца.
4. Структура и содержание дисциплины (модуля) Оптическая анизотропия биологических сред.
Общая трудоемкость дисциплины составляет 1 зачетная единица 36 часов (в том числе 12 лекционных часов, 24 часа лабораторных занятий и 36 часов самостоятельной работы студентов).
№
п/п
|
Раздел дисциплины
|
Семестр
|
Неделя семестра
|
Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах)
|
Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра)
Формы промежуточной аттестации (по семестрам)
|
|
|
|
|
Лекции
|
Лаб.
|
Ауд.
|
СРС
|
|
1
|
Раздел 1. Введение. Понятие об оптической анизотропии.
|
7
|
1
|
2
|
0
|
2
|
2
|
|
2
|
Раздел 2. Лиотропные жидкие кристаллы –представители анизотропных биологических объектов.
|
7
|
3
|
4
|
8
|
12
|
12
|
Реферат
|
3
|
Раздел 3. Оптическая анизотропия показателей преломления биологических объектов, обусловленная анизотропией формы.
|
7
|
5
|
4
|
8
|
12
|
12
|
Реферат
|
4
|
Раздел 4. Анизотропия рассеяния биологических объектов.
|
7
|
7
|
2
|
8
|
10
|
10
|
Реферат
|
Раздел 1. Введение. Понятие об анизотропии оптических свойств среды. Анизотропия показателей преломления. Анизотропия рассеяния света. Естественная и искусственная оптическая анизотропия.
Раздел 2. Строение клеточной мембраны. Амфифильные системы Лиотропная жидкокристаллическая фаза. Последовательность фаз при изменении концентрации амфифильных веществ. Структурные элементы лиомезофаз. Параметры порядка для мицелярной лиотропной фазы. Физические свойства лиотропных жидких кристаллов. Образование мезофаз в растворах белков.
Раздел 3. Строение биологической ткани. Оптическая анизотропия макромолекул. Роль надмолекулярных структур в оптическом поведении биологического образца. Эффекты микроформы и макроформы. Концентрационная зависимость анизотропии микроформы. Анизотропия показателей преломления основных типов биотканей.
Раздел 4. Рассеяние света на флуктуациях плотности и ориентации. Анизотропия рассеяния света на флуктуациях ориентации. Рассеяние света на флуктуациях плотности: рассеяние Ми и Рэлея. Анизотропия рассеяния на флуктуациях плотности.
5. Образовательные технологии
Занятия по дисциплине Оптическая анизотропия биологических сред проходят в виде лекции. Лекционные занятия проходят с применением современных средств обучения (мультивидео проектора, интерактивной доски).
При проведении занятий реализуются следующие образовательные технологии:
- технология обучения специалистов – физиков, основанная на взаимосвязи мировоззренческой, социогуманитарной и инженерной подготовки выпускника университета;
- технология единства социогуманитарного и специального физического образования;
- технология модульного обучения в системе подготовки физика;
- личностно ориентированные технологии профессиональной подготовки специалистов в вузе.
6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.
Раздел 1.
Контрольные вопросы:
Что такое анизотропия физических свойств среды?
Какие виды оптической анизотропии известны?
Как отличить оптическими методами изотропную среду от анизотропной?
Раздел 2.
Контрольные вопросы:
Что такое лиотропная жидкокристаллическая фаза?
Какова последовательность фаз при изменении концентрации амфифильных веществ?
Какие структурные элементы лиомезофаз существуют?
Раздел 3.
Контрольные вопросы:
Назвать основные структурные элементы биоткани.
Чем обусловлена анизотропия биологических объектов?
Какова концентрационная зависимость анизотропии микроформы?
Раздел 4.
Контрольные вопросы:
Чем отличается рассеяние света на флуктуациях плотности от рассеяния света на флуктуациях ориентации?
Как проявляется анизотропия рассеяния света на флуктуациях ориентации?
Назвать различия между рассеянием света Ми и Рэлея.
Конечным видом аттестации студента по модулю Оптическая анизотропия биологических сред является экзамен.
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля)
а) основная литература:
1. Г. Симоненко, В. Тучин, Д. Зимняков Оптические характеристики жидкокристаллических и биологических сред. Gamburg, LAMBERT Academic Publishing. 2010. 216c
2. Е.И. Бутиков Оптика. С.-Петербург: Невский диалект. 2003. -480 с.
3. А.Г. Петрова Анизотропные жидкости. Биологические структуры. М.: Физический факультет МГУ. 2005. – 112 с.
б) дополнительная литература:
Л.М. Блинов Электро- и магнитооптика жидких кристаллов. М.: Наука. 1978. – 384 с.
А.Е. Грищенко Механооптика полмеров. С.-Петербург: Из-во С.- Петербургского университета. 1996. – 196 с.
в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля) Оптика жидких кристаллов.
При необходимости проведения занятий с использованием компьютерной техники кафедра имеет в своем распоряжении компьютерный класс, оснащенный 10 персональными компьютерами на базе процессора Intel Celeron D 2.4, который обеспечивает устойчивый выход в интернет.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и Примерной ООП ВПО по направлению Физика и профилю подготовки Биофизика.
Автор к.ф.-м.н., доцент Г.В. Симоненко
Программа одобрена на заседании кафедры оптики и биофотоники
(указать наименование кафедры)
от 14 января 2011 года, протокол № 1/11.
Подписи:
Зав. кафедрой
профессор В.В. Тучин
Декан физического факультета
профессор В.М. Аникин
Декан факультета/Директор Института (факультет/Институт, где реализуется программа) профессор В.М. Аникин
|
