Ôèçè÷åñêîå îáðàçîâàíèå â âóçàõ, Ò. 7, ¹ 1, 2001
107
Ëàáîðàòîðíî-êîìïüþòåðíûé ïðàêòèêóì ïî Ôóðüå-îïòèêå Á.Í. Ãðóäèí, Í.À. Êëåùåâà, Â.Ñ. Ïëîòíèêîâ, Â.Ê. Ôèùåíêî Äàëüíåâîñòî÷íûé ãîñóäàðñòâåííûé óíèâåðñèòåò 690600, Âëàäèâîñòîê, Ñóõàíîâà, 8 e-mail:
[email protected]  ñòàòüå ðàññìàòðèâàþòñÿ âîïðîñû îðãàíèçàöèè ñîâìåùåííîãî ëàáîðàòîðíîêîìïüþòåðíîãî ïðàêòèêóìà ïî Ôóðüå-îïòèêå íà áàçå Èíòðàíåò-ñåòè ó÷åáíîãî çàâåäåíèÿ è óíèâåðñàëüíîé ïðîãðàììû èìèòàöèîííîãî ìîäåëèðîâàíèÿ êîãåðåíòíûõ îïòè÷åñêèõ ñèñòåì. Êàê ïðàâèëî, â õîäå çàíÿòèÿ êàæäûì ñòóäåíòîì âûïîëíÿåòñÿ ñåðèÿ ýêñïåðèìåíòîâ, êàê íà ðåàëüíîì îáîðóäîâàíèè, òàê è ñ ïîìîùüþ ïðîãðàììû èìèòàöèîííîãî ìîäåëèðîâàíèÿ. Ïðè ýòîì, íà îäíîì çàíÿòèè âîçìîæíî îðãàíèçîâàòü ìåòîäè÷åñêè áîëåå ïîëíîå è ñèñòåìíîå ðàññìîòðåíèå âîïðîñîâ ó÷åáíîé òåìû.
Ââåäåíèå Âàæíûì ðàçäåëîì ñîâðåìåííîé ôèçè÷åñêîé îïòèêè ÿâëÿåòñÿ Ôóðüå-îïòèêà, îñíîâíûå ïîíÿòèÿ êîòîðîé ïîçâîëÿþò åäèíîîáðàçíî ðàññìàòðèâàòü âîïðîñû äèôðàêöèè è èíòåðôåðåíöèè ñâåòà, òåîðèè ôîðìèðîâàíèÿ èçîáðàæåíèé, ïðîñòðàíñòâåííî-÷àñòîòíîé ôèëüòðàöèè, ãîëîãðàôèè. Ïîñòàíîâêà â ðàìêàõ êóðñîâ ôèçèêè, äëÿ ñïåöèàëüíûõ äèñöèïëèí îïòè÷åñêîãî ïðîôèëÿ ïîëíîöåííîãî ëàáîðàòîðíîãî ïðàêòèêóìà ïî Ôóðüå-îïòèêå òðåáóåò ïðèìåíåíèÿ äîðîãîñòîÿùåãî îáîðóäîâàíèÿ: ëàçåðîâ, âûñîêîòî÷íîé îïòèêè, îïòè÷åñêèõ ñêàìåé, ãîëîãðàôè÷åñêèõ óñòàíîâîê. Î÷åâèäíî, â íàñòîÿùåå âðåìÿ áîëüøèíñòâî âóçîâ íå ðàñïîëàãàåò â ïîëíîé ìåðå ñîîòâåòñòâóþùåé òåõíè÷åñêîé áàçîé äëÿ ïðîâåäåíèÿ îïòè÷åñêèõ ýêñïåðèìåíòîâ. Âìåñòå ñ òåì, â ïîñëåäíèå ãîäû ïðîèçîøåë çíà÷èòåëüíûé êîëè÷åñòâåííûé è êà÷åñòâåííûé ñêà÷îê â îñíàùåíèè âóçîâ âûñîêîïðîèçâîäèòåëüíîé êîìïüþòåðíîé òåõíèêîé è ñðåäñòâàìè òåëåêîììóíèêàöèé. Âû÷èñëèòåëüíûå âîçìîæíîñòè ñîâðåìåííûõ ó÷åáíûõ êîìïüþòåðîâ â ñîòíè è òûñÿ÷è ðàç ïðåâîñõîäÿò âîçìîæíîñòè êîìïüþòåðîâ âñåãî ëèøü äåñÿòèëåòíåé äàâíîñòè, ñîâðåìåííûå äèñïëåè ïîçâîëÿþò îòîáðàæàòü ñ ñóùåñòâåííî áîëåå âûñîêèì êà÷åñòâîì ðàçíîîáðàçíóþ òåêñòîâóþ è ãðàôè÷åñêóþ èíôîðìàöèþ. Ïðàêòè÷åñêè â êàæäîì âóçå ñòðàíû â òîì èëè èíîì âèäå ñóùåñòâóåò âíóòðåííÿÿ êîìïüþòåðíàÿ ñåòü (Èíòðàíåò-ñåòü), îáúåäèíÿþùàÿ êîìïüþòåðû ó÷åáíûõ êîìïüþòåðíûõ êëàññîâ, êàôåäð, äðóãèõ ó÷åáíî-íàó÷íûõ ïîäðàçäåëåíèé. Ýòî îòêðûâàåò íîâûå âîçìîæíîñòè â îðãàíèçàöèè ó÷åáíîãî ïðîöåññà â âóçå, â ÷àñòíîñòè, ïðè ïðîâåäåíèè ëàáîðàòîðíûõ ïðàêòèêóìîâ. Íàìè ðàçðàáîòàí ñîâìåùåííûé ëàáîðàòîðíî-êîìïüþòåðíûé ïðàêòèêóì, âêëþ÷àþùèé íåñêîëüêî ðàáîò ïî îñíîâíûì ðàçäåëàì Ôóðüå-îïòèêè. Îñíîâíàÿ èäåÿ çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî ó÷àùèéñÿ íà êàæäîì ëàáîðàòîðíîì çàíÿòèè äîëæåí ïðîâåñòè êàê ðåàëüíûå ýêñïåðèìåíòû íà ëàáîðàòîðíûõ îïòè÷åñêèõ óñòàíîâêàõ, òàê è êîìïüþòåðíûå èìèòàöèîííûå ýêñïåðèìåíòû.  ðåçóëüòàòå ñòàíîâèòñÿ âîçìîæíûì íå òîëüêî ïðåîäîëåòü îãðàíè÷åííîñòü ìàòåðèàëüíîé áàçû ó÷åáíîãî ýêñïåðèìåíòà, íî è îðãàíèçîâàòü íà ïðàêòè÷åñêîì çàíÿòèè ìåòîäè÷åñêè áîëåå ïîëíîå è ñèñòåìíîå ðàññìîòðåíèå ñòóäåíòàìè èññëåäóåìîãî ïðîöåññà èëè ÿâëåíèÿ.
108
Á.Í. Ãðóäèí, Í.À. Êëåùåâà, Â.Ñ. Ïëîòíèêîâ, Â.Ê. Ôèùåíêî
Ïðè âûïîëíåíèè êîìïüþòåðíîé ÷àñòè êàæäîé ðàáîòû ó÷àùèéñÿ, êàê ïðàâèëî, ïîñëåäîâàòåëüíî ïðîõîäèò ñëåäóþùèå îñíîâíûå ýòàïû. 1. Âîñïðîèçâåäåíèå ïðîâåäåííûõ íà ðåàëüíîì îáîðóäîâàíèè ëàáîðàòîðíûõ ýêñïåðèìåíòîâ. Íà ýòîì ýòàïå ñòóäåíò äîëæåí: à) óäîñòîâåðèòüñÿ â ñïðàâåäëèâîñòè ìàòåìàòè÷åñêîé ìîäåëè ðàññìàòðèâàåìîãî ÿâëåíèÿ, ëåæàùåé â îñíîâå ïðîãðàììû èìèòàöèîííîãî ìîäåëèðîâàíèÿ; á) îöåíèòü òèïîâûå èñêàæåíèÿ, îáóñëîâëåííûå íåñîâåðøåíñòâîì ðåàëüíûõ îïòè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ è íåòî÷íîñòüþ ñáîðêè îïòè÷åñêîé ñõåìû â öåëîì; â) ïîëó÷èòü ïðåäñòàâëåíèå î ñïåöèôè÷åñêèõ àðòåôàêòàõ öèôðîâûõ àëãîðèòìîâ èìèòàöèîííîãî ìîäåëèðîâàíèÿ, îñîáåííîñòÿõ èõ ïðîÿâëåíèÿ â ðàçëè÷íûõ ýêñïåðèìåíòàõ è âîçìîæíûõ ñïîñîáàõ íåéòðàëèçàöèè èõ âëèÿíèÿ. 2. Âîñïðîèçâåäåíèå ðåàëüíûõ ëàáîðàòîðíûõ ýêñïåðèìåíòîâ ïðè êðèòè÷åñêèõ çíà÷åíèÿõ ïàðàìåòðîâ, êîòîðûå ñëîæíî ðåàëèçîâàòü íà èìåþùåìñÿ ëàáîðàòîðíîì îáîðóäîâàíèè. 3. Ïðîâåäåíèå äèäàêòè÷åñêè âàæíûõ èìèòàöèîííûõ ýêñïåðèìåíòîâ, êîòîðûå ïðèíöèïèàëüíî íåâîçìîæíî âûïîëíèòü íà èìåþùåìñÿ ëàáîðàòîðíîì îáîðóäîâàíèè. 4. Ïðîâåäåíèå èìèòàöèîííûõ ýêñïåðèìåíòîâ, ñàìîñòîÿòåëüíî êîíñòðóèðóåìûõ ó÷àùèìñÿ ñ öåëüþ ïîëó÷åíèÿ òåõ èëè èíûõ òðåáóåìûõ â çàäàíèè îïòè÷åñêèõ ýôôåêòîâ. ×èñëî ëàáîðàòîðíûõ ýêñïåðèìåíòîâ, âûïîëíÿåìûõ â õîäå ó÷åáíîãî çàíÿòèÿ íà ðåàëüíîì îáîðóäîâàíèè, ìîæåò âàðüèðîâàòüñÿ â çàâèñèìîñòè îò èìåþùèõñÿ òåõíè÷åñêèõ âîçìîæíîñòåé.  ïðèíöèïå âîçìîæåí âàðèàíò òîëüêî êîìïüþòåðíîãî ïðàêòèêóìà. Çàíÿòèÿ ìîãóò ïðîâîäèòüñÿ â ëþáûõ ëàáîðàòîðèÿõ âóçà, èìåþùèõ êîìïüþòåðû, ïîäêëþ÷åííûå ê Èíòðàíåò-ñåòè èíñòèòóòà. Ñòóäåíò ñ ëþáîãî êîìïüþòåðà ñ ïîìîùüþ îáû÷íîãî Èíòåðíåò-íàâèãàòîðà çàõîäèò íà ñîîòâåòñòâóþùóþ ïðàêòèêóìó HTML-ñòðàíèöó èíñòèòóòñêîãî ñåðâåðà, ðåãèñòðèðóåòñÿ, ïðîõîäèò òåñòîâûé îïðîñ è ïîëó÷àåò èíäèâèäóàëüíûå çàäàíèÿ. Ïî èòîãàì èõ âûïîëíåíèÿ ãîòîâèòñÿ îò÷åò â ýëåêòðîííîì âèäå (ôàéë ôîðìàòà Word). Îêîí÷àòåëüíàÿ çàùèòà ðàáîòû ïðîâîäèòñÿ ïî òðàäèöèîííîé ñõåìå - â ñîáåñåäîâàíèè ñ ïðåïîäàâàòåëåì.  íàñòîÿùåå âðåìÿ ñóùåñòâóþò äâå âåðñèè Èíòðàíåò-ïðàêòèêóìà ïî Ôóðüå-îïòèêå: äëÿ ñòóäåíòîâ Äàëüíåâîñòî÷íîãî ãîñóäàðñòâåííîãî óíèâåðñèòåòà â ðàìêàõ ñïåöêóðñà «Ðàäèîîïòèêà» (àäðåñ â Èíòåðíåòå: http://www.dvgu.ru/lemoi/fuopt/site/index.htm) è äëÿ ñòóäåíòîâ Âëàäèâîñòîêñêîãî ãîñóäàðñòâåííîãî óíèâåðñèòåòà ýêîíîìèêè è ñåðâèñà (àäðåñ â Èíòåðíåòå: http://www.vvsu.ru/cts/study/r_opt/index.htm) â ðàìêàõ ñïåöêóðñà «Îïòèêîýëåêòðîííàÿ îáðàáîòêà èçîáðàæåíèé». Ïðåäïîëàãàåòñÿ ðåàëèçàöèÿ íà îñíîâå ðàçðàáîòàííîé òåõíîëîãèè öèêëà êîìïüþòåðíûõ ðàáîò ïî âîëíîâîé îïòèêå â ñîñòàâå ôèçè÷åñêîãî ïðàêòèêóìà. Íèæå ðàññìîòðèì ïîäðîáíåå îðãàíèçàöèîííî-òåõíè÷åñêèå àñïåêòû ïîñòàíîâêè ëàáîðàòîðíî-êîìïüþòåðíîãî ïðàêòèêóìà ïî Ôóðüå-îïòèêå. Òåõíîëîãèÿ ïðîâåäåíèÿ ëàáîðàòîðíûõ çàíÿòèé ñ èñïîëüçîâàíèåì Èíòðàíåò-ñåòè Ïðåäâàðèòåëüíî ñäåëàåì íåñêîëüêî çàìå÷àíèé ïî ïîâîäó èñïîëüçóåìîãî â ñòàòüå òåðìèíà - Èíòðàíåò-ñåòü. Ýòîò òåðìèí ìû óïîòðåáëÿåì äëÿ îáîçíà÷åíèÿ ñîâîêóïíîñòè
Ëàáîðàòîðíî-êîìïüþòåðíûé ïðàêòèêóì ïî Ôóðüå-îïòèêå...
109
êîìïüþòåðîâ âóçà, êîòîðûì íàïðÿìóþ (áåç âûõîäà â ãëîáàëüíóþ ñåòü) äîñòóïíû Èíòåðíåòñåðâèñû, ðàçìåùåííûå íà ñåðâåðàõ ó÷åáíîãî çàâåäåíèÿ. Êàê ïðàâèëî, âñå êîìïüþòåðû ó÷åáíîãî çàâåäåíèÿ ïîäêëþ÷àþòñÿ ê ãëîáàëüíîé ìèðîâîé ñåòè Èíòåðíåò ÷åðåç íåêîòîðûé åäèíûé öåíòðàëèçîâàííûé êàíàë äîñòóïà. Ýòîò öåíòðàëèçîâàííûé êàíàë ìîæåò áûòü íåäîñòóïåí â êàêèå-òî ìîìåíòû âðåìåíè, ëèáî èìåòü î÷åíü îãðàíè÷åííóþ ïðîïóñêíóþ ñïîñîáíîñòü äëÿ ïîëíîöåííîé ðàáîòû ïîëüçîâàòåëåé â Èíòåðíåòå. Òåì íå ìåíåå, ïîñêîëüêó âñå êîìïüþòåðû âóçà îêàçûâàþòñÿ ôèçè÷åñêè ñâÿçàíû ìåñòíûìè òåëåêîììóíèêàöèîííûìè êàíàëàìè, Èíòåðíåò-ñåðâèñû, ðàçìåùåííûå íà ñåðâåðàõ îðãàíèçàöèè, áóäóò êðóãëîñóòî÷íî äîñòóïíû êîìïüþòåðàì âíóòðåííåé ñåòè, è ïðè ýòîì ãàðàíòèðîâàíà î÷åíü âûñîêàÿ ïî ñðàâíåíèþ ñ Èíòåðíåòîì ñêîðîñòü îáìåíà èíôîðìàöèåé ìåæäó ñåðâåðàìè è ðàáî÷èìè ìåñòàìè. Òàêèì îáðàçîì, â âóçàõ, èìåþùèõ öåíòðàëèçîâàííûé âûõîä â Èíòåðíåò, äå-ôàêòî, ñóùåñòâóåò ãîòîâàÿ ê èñïîëüçîâàíèþ âûñîêîýôôåêòèâíàÿ, íàäåæíàÿ, óäîáíàÿ è ïðèâû÷íàÿ ïîëüçîâàòåëÿì, èìåþùèì îïûò ðàáîòû â Èíòåðíåòå, âíóòðåííÿÿ Èíòðàíåò-ñåòü.  ïîñëåäíèå ãîäû â ìèðå â ñàìûõ ðàçëè÷íûõ îáëàñòÿõ äåÿòåëüíîñòè îáîçíà÷èëàñü òåíäåíöèÿ ê âñå áîëåå øèðîêîìó èñïîëüçîâàíèþ ñåòåâûõ àðõèòåêòóð, îñíîâàííûõ íà ïåðåíåñåíèè òåõíîëîãèé ãëîáàëüíîé Èíòåðíåò-ñåòè â ìàñøòàá ïðåäïðèÿòèÿ. Èìåííî çäåñü, à íå ñîáñòâåííî â Èíòåðíåòå, îæèäàþòñÿ íàèáîëåå ýôôåêòèâíûå ðåçóëüòàòû ïðèìåíåíèÿ ñåòåâûõ òåõíîëîãèé, è èìåííî ñþäà, à íå â Èíòåðíåò, èäóò ðåàëüíûå ôèíàíñîâûå âëîæåíèÿ. Ïðåäñòàâëÿåòñÿ, ÷òî è â ñèñòåìå âûñøåãî îáðàçîâàíèÿ, íåñìîòðÿ íà ðåçêî âîçðîñøèé èíòåðåñ ê òåõíîëîãèÿì äèñòàíöèîííîãî îáðàçîâàíèÿ íà îñíîâå Èíòåðíåòà, áëèæàéøèå ðåàëüíûå ïðîäâèæåíèÿ â ïëàíå îðãàíèçàöèîííîãî è ìåòîäè÷åñêîãî ñîâåðøåíñòâîâàíèÿ ïðîöåññà îáó÷åíèÿ ñëåäóåò îæèäàòü èìåííî íà ïóòè èñïîëüçîâàíèÿ òåõíîëîãèé Èíòðàíåò, êàê ñóùåñòâåííî áîëåå íàäåæíûõ è ïðîèçâîäèòåëüíûõ ïî ñðàâíåíèþ ñ Èíòåðíåòîì. Ê òîìó æå, ïîñêîëüêó ôàêòè÷åñêè â îáîèõ ñëó÷àÿõ èñïîëüçóåòñÿ îäíè è òå æå ïðîãðàììíûå ñåðâèñû, ïî ìåðå äîñòèæåíèÿ íàäëåæàùåé ñòåïåíè íàäåæíîñòè è ïðîèçâîäèòåëüíîñòè Èíòåðíåò-êàíàëîâ, ðàçðàáîòàííûå è àïðîáèðîâàííûå â Èíòðàíåòå îáðàçîâàòåëüíûå òåõíîëîãèè áóäóò ïðàêòè÷åñêè áåç èçìåíåíèÿ ïåðåíîñèòüñÿ â Èíòåðíåò.  ðàìêàõ ðàçðàáîòàííîãî íàìè Èíòðàíåò-ïðàêòèêóìà ïî Ôóðüå-îïòèêå ó÷åáíûå çàíÿòèÿ ïðîâîäÿòñÿ â ëàáîðàòîðèÿõ, îáîðóäîâàííûõ îïòè÷åñêèìè ñêàìüÿìè, ëèíçàìè, òðàíñïàðàíòàìè, èñòî÷íèêàìè êîãåðåíòíîãî èçëó÷åíèÿ, ñèñòåìàìè ôîòî- è âèäåîðåãèñòðàöèè èçîáðàæåíèé, à òàêæå íåñêîëüêèìè êîìïüþòåðàìè êëàññà Pentium, ïîäêëþ÷åííûìè ê ëîêàëüíîé ñåòè âóçà. Îðãàíèçàöèîííîå ðóêîâîäñòâî âûïîëíåíèåì ðàáîò îñóùåñòâëÿåòñÿ ñ Èíòåðíåò-ñåðâåðà ó÷åáíîé êàôåäðû, îáåñïå÷èâàþùåé ïðàêòèêóì. Ñòóäåíò, íàõîäÿñü çà ëþáûì êîìïüþòåðîì ó÷åáíîé ëàáîðàòîðèè, èñïîëüçóåò ñòàíäàðòíóþ ïðîãðàììó-íàâèãàòîð, îáû÷íî ýòî Internet Explorer ëèáî Netscape Navigator, è îáðàùàåòñÿ ê ñòðàíèöå ïðàêòèêóìà íà ñåðâåðå êàôåäðû (Ðèñóíîê 1). Çäåñü ðàçìåùåíà âñÿ íåîáõîäèìàÿ ó÷àùåìóñÿ èíôîðìàöèÿ, âêëþ÷àÿ ïîäðîáíîå îïèñàíèå ïðîãðàììû èìèòàöèîííîãî ìîäåëèðîâàíèÿ ñèñòåì Ôóðüå-îïòèêè, ýëåêòðîííûå âåðñèè ìåòîäè÷åñêèõ îïèñàíèé ðàáîò ïðàêòèêóìà è ò.ä. Ýòà èíôîðìàöèÿ ìîæåò
110
Á.Í. Ãðóäèí, Í.À. Êëåùåâà, Â.Ñ. Ïëîòíèêîâ, Â.Ê. Ôèùåíêî
áûòü ïðî÷èòàíà íåïîñðåäñòâåííî çà ðàáî÷èì êîìïüþòåðîì, ëèáî ïðåäâàðèòåëüíî ñêîïèðîâàíà íà äèñêîâûå íîñèòåëè. Ìîäåëèðóþùàÿ ïðîãðàììà òàêæå ìîæåò áûòü áûñòðî ñêîïèðîâàíà ñ ñåðâåðà è çàãðóæåíà íà âûïîëíåíèå íà ðàáî÷åì êîìïüþòåðå.
Ðèñóíîê 1. Îáùèé âèä íà÷àëüíîé HTML-ñòðàíèöû ïðàêòèêóìà â îêíå ïðîãðàììû Internet Explorer.
Íà òåêóùåì çàíÿòèè êàæäîìó ñòóäåíòó íåîáõîäèìî âûïîëíèòü îäíó êîíêðåòíóþ ðàáîòó ïðàêòèêóìà. ×òîáû ïîëó÷èòü çàäàíèÿ ê ýòîé ðàáîòå, ó÷àùèéñÿ äîëæåí ñíà÷àëà ïðîéòè ðåãèñòðàöèþ (çàïîëíÿþòñÿ ïîëÿ ñïåöèàëüíîé ðåãèñòðàöèîííîé ôîðìû), óêàçàòü íîìåð äàííîé ëàáîðàòîðíîé ðàáîòû â îáùåì ñïèñêå ðàáîò è çàòåì óñïåøíî îòâåòèòü íà ïðåäëîæåííûå åìó êîìïüþòåðîì êîíòðîëüíûå âîïðîñû ïî ñîîòâåòñòâóþùåé ó÷åáíîé òåìå. Ïîñëå ýòîãî ïðîãðàììà ñîîáùàåò ó÷àùåìóñÿ ÷èñëîâûå çíà÷åíèÿ ïàðàìåòðîâ ëàáîðàòîðíûõ è ìîäåëüíûõ óñòàíîâîê, êîòîðûå óòî÷íÿþò îïèñàííóþ â ìåòîäè÷åñêèõ óêàçàíèÿõ îáùóþ ñõåìó âûïîëíåíèÿ äàííîé ðàáîòû. Ýòè ïàðàìåòðû «ðàçûãðûâàþòñÿ» ïðîãðàììîé ñëó÷àéíûì îáðàçîì äëÿ êàæäîãî ñòóäåíòà, òåì ñàìûì, õîòü è íà âåñüìà ïðèìèòèâíîì óðîâíå, ðåàëèçóåòñÿ âàæíûé â òåîðèè îáó÷åíèÿ ïðèíöèï èíäèâèäóàëèçàöèè. Ïðè çàùèòå ñòóäåíòîì èòîãîâîãî îò÷åòà ïðåïîäàâàòåëü èìååò âîçìîæíîñòü óñòàíîâèòü, ñîîòâåòñòâóþò ëè èñïîëüçîâàííûå
Ëàáîðàòîðíî-êîìïüþòåðíûé ïðàêòèêóì ïî Ôóðüå-îïòèêå...
111
ïàðàìåòðû ëàáîðàòîðíûõ ýêñïåðèìåíòîâ òåì, êîòîðûå äåéñòâèòåëüíî áûëè ïðåäëîæåíû óïðàâëÿþùåé ïðîãðàììîé äàííîìó ñòóäåíòó âî âðåìÿ âûïîëíåíèÿ ðàáîòû. Äàëåå ñòóäåíò âûïîëíÿåò ïðåäëîæåííûå åìó çàäàíèÿ. Íåêîòîðûå èç íèõ ñâÿçàíû ñ ïðîâåäåíèåì ëàáîðàòîðíûõ ýêñïåðèìåíòîâ íà ðåàëüíîì îáîðóäîâàíèè, äðóãèå âûïîëíÿþòñÿ ñ ïîìîùüþ ïðîãðàììû èìèòàöèîííîãî ìîäåëèðîâàíèÿ. Îò÷åò ïî ðàáîòå îôîðìëÿåòñÿ â âèäå ôàéëà ôîðìàòà Microsoft Word, âêëþ÷àþùåãî îïèñàíèå ïîñòàíîâî÷íîé ÷àñòè ðàáîòû è îïèñàíèå ïîëó÷åííûõ ðåçóëüòàòîâ. Îáû÷íî òàêèå ýëåêòðîííûå îò÷åòû âåñüìà îáúåìíû, ïîñêîëüêó ñîäåðæàò áîëüøîå ÷èñëî èëëþñòðàòèâíûõ ãðàôè÷åñêèõ ìàòåðèàëîâ, ïðåæäå âñåãî èçîáðàæåíèé. Ïîýòîìó, êàê ïðàâèëî, îò÷åòû íå ðàñïå÷àòûâàþòñÿ, à çàùèùàþòñÿ â õîäå äèàëîãà ñ ïðåïîäàâàòåëåì íåïîñðåäñòâåííî çà äèñïëååì êîìïüþòåðà, ãäå îíè ìîãóò áûòü äåòàëüíî ïðîñìîòðåíû è îöåíåíû.  öåëîì, êàê âèäíî èç âûøåîïèñàííîãî, ðåàëèçîâàííàÿ íàìè îðãàíèçàöèîííàÿ ñõåìà ïðîâåäåíèÿ çàíÿòèé â çíà÷èòåëüíîé ìåðå ïîâòîðÿåò òðàäèöèîííûå, äàâíî ïðèìåíÿåìûå â ïåäàãîãè÷åñêîé ïðàêòèêå îðãàíèçàöèîííî-ìåòîäè÷åñêèå ñõåìû ïðîâåäåíèÿ ëàáîðàòîðíûõ ðàáîò, íî ïðè ñóùåñòâåííîì èñïîëüçîâàíèè ñðåäñòâ àâòîìàòèçàöèè. Ïðè ýòîì ñòàíîâèòñÿ âîçìîæíûì â õîäå îäíîãî çàíÿòèÿ ðàññìîòðåòü â ñîâîêóïíîñòè ñóùåñòâåííî áîëåå øèðîêèé êðóã ýêñïåðèìåíòîâ, ÷òî ïðè ìåòîäè÷åñêè îáîñíîâàííîì ïîäáîðå è ðàññòàíîâêå òàêèõ ýêñïåðèìåíòîâ äîëæíî ñîäåéñòâîâàòü ôîðìèðîâàíèþ ó ñòóäåíòîâ áîëåå ãëóáîêèõ è ñèñòåìíûõ ïðåäñòàâëåíèé îá èçó÷àåìîì ó÷åáíîì ìàòåðèàëå. Ïðîãðàììà èìèòàöèîííîãî ìîäåëèðîâàíèÿ êîãåðåíòíûõ îïòè÷åñêèõ ñèñòåì Êîìïüþòåðíûì ÿäðîì äàííîãî ïðàêòèêóìà ÿâëÿåòñÿ ìîäåëèðóþùàÿ ïðîãðàììà, êîòîðàÿ ïðåäîñòàâëÿåò ñòóäåíòó âîçìîæíîñòè âèðòóàëüíîé ñáîðêè òèïîâûõ ñèñòåì Ôóðüå-îïòèêè.  ïðîöåññå ðàáîòû ñ ïðîãðàììîé ñòóäåíò âûáèðàåò íà ñïåöèàëüíîé ïàíåëè âèðòóàëüíûå îïòè÷åñêèå ýëåìåíòû è «óñòàíàâëèâàåò» íà îïòè÷åñêóþ ñêàìüþ ëàçåð, äèàôðàãìû, òðàíñïàðàíòû ñ ïðîèçâîëüíî êîíñòðóèðóåìûìè àìïëèòóäíûìè è ôàçîâûìè ôóíêöèÿìè ïðîïóñêàíèÿ, ëèíçû, ðàçëè÷íûå ôîòîðåãèñòðàòîðû (Ðèñóíîê 2).
Ðèñóíîê 2. Ïàíåëü äëÿ âûáîðà ïîëüçîâàòåëåì âèðòóàëüíûõ îïòè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ è òèïè÷íàÿ êîíôèãóðàöèÿ îêíà “ñáîðêè” îïòè÷åñêîé ñõåìû èìèòàöèîííîãî ýêñïåðèìåíòà.
112
Á.Í. Ãðóäèí, Í.À. Êëåùåâà, Â.Ñ. Ïëîòíèêîâ, Â.Ê. Ôèùåíêî
Äàëåå ïðîãðàììíî èìèòèðóåòñÿ ïðîõîæäåíèå ñâåòîâîãî ïîòîêà îò ëàçåðà ïîñëåäîâàòåëüíî ÷åðåç âñå ýëåìåíòû ñèñòåìû âïëîòü äî ïëîñêîñòè ðåãèñòðàöèè. Ïðîãðàììíîòåõíè÷åñêèå äåòàëè ðåàëèçîâàííûõ â ïðîãðàììå àëãîðèòìîâ ðàñ÷åòà îïòè÷åñêèõ ïîëåé äîñòàòî÷íî ïîäðîáíî îïèñàíû â ïåðâîé ÷àñòè íàøåãî ó÷åáíîãî ïîñîáèÿ [1]. Îòìåòèì çäåñü ëèøü òîò ôàêò, ÷òî âûñîêàÿ âû÷èñëèòåëüíàÿ ýôôåêòèâíîñòü ïðîãðàììû îñíîâàíà íà èñïîëüçîâàíèè ïðåäñòàâëåíèÿ òèïîâûõ ýëåìåíòàðíûõ îïòè÷åñêèõ êàñêàäîâ â âèäå ëèíåéíûõ ñèñòåì, âûõîä êîòîðûõ ïðè èçâåñòíîì âõîäå ìîæåò áûòü ýôôåêòèâíî ðàññ÷èòàí ñ ïðèìåíåíèåì àëãîðèòìà äâóìåðíîãî áûñòðîãî ïðåîáðàçîâàíèÿ Ôóðüå. Èòîãîâàÿ äâóìåðíàÿ êàðòèíà ìîæåò áûòü èññëåäîâàíà â ñàìîé ïðîãðàììå ñ ïîìîùüþ ðÿäà âñïîìîãàòåëüíûõ ïðîãðàììíûõ ñðåäñòâ, ëèáî ñîõðàíåíà â âèäå ôàéëà-èçîáðàæåíèÿ äëÿ ïîñëåäóþùåãî äåòàëüíîãî àíàëèçà èëè âêëþ÷åíèÿ â èòîãîâûé ýëåêòðîííûé îò÷åò ïî ëàáîðàòîðíîé ðàáîòå. Íà êîìïüþòåðàõ êëàññà Pentium-200 ïðîãðàììà ïîçâîëÿåò ïðîâîäèòü ðàñ÷åò òèïîâûõ îïòè÷åñêèõ ñõåì ïðè ïðåäñòàâëåíèè ïëîñêîãî ñå÷åíèÿ îïòè÷åñêîãî ïîòîêà â ïðåäåëàõ çàäàííîé ïîëüçîâàòåëåì âõîäíîé àïåðòóðû â ñåòêå 1024 õ 1024 äèñêðåòíûõ êîìïëåêñíûõ îòñ÷åòîâ çà âðåìÿ 20-30 ñåêóíä.  ðåçóëüòàòå â òå÷åíèå îäíîãî çàíÿòèÿ ñòàíîâèòñÿ âîçìîæíûì ïðîâîäèòü ðàçíîîáðàçíûå îïòè÷åñêèå ýêñïåðèìåíòû, ïðè÷åì â ðåæèìå, â çíà÷èòåëüíîé ìåðå âîñïðîèçâîäÿùåì óñëîâèÿ ðåàëüíîé îïòè÷åñêîé ëàáîðàòîðèè.  íàñòîÿùåå âðåìÿ ïðîãðàììà èìèòàöèîííîãî ìîäåëèðîâàíèÿ èñïîëüçóåòñÿ ïðè ïðîâåäåíèè âîñüìè êîìïüþòåðèçèðîâàííûõ ëàáîðàòîðíûõ ðàáîò. 1. “Äèôðàêöèîííûå ÿâëåíèÿ ”. 2. “Âèçóàëèçàöèÿ ïåðèîäè÷åñêèõ àìïëèòóäíûõ è ôàçîâûõ ñòðóêòóð â îáëàñòè äèôðàêöèè Ôðåíåëÿ”. 3. “Êîãåðåíòíûé îïòè÷åñêèé ñïåêòðàíàëèçàòîð”. 4. “Àáåððàöèè â êîãåðåíòíîé îïòè÷åñêîé ñèñòåìå”. 5. “Ñîãëàñîâàííàÿ ôèëüòðàöèÿ èçîáðàæåíèé ìåòîäàìè Ôóðüå-îïòèêè”. 6. “Óñòðàíåíèå ýôôåêòîâ ðàçìûòèÿ è ñìàçà èçîáðàæåíèé â êîãåðåíòíîé îïòè÷åñêîé ñèñòåìå”. 7. “Ìåòîäû âèçóàëèçàöèè ôàçîâîãî êîíòðàñòà”. 8. “Ãîëîãðàôèÿ”. Íà Ðèñóíêå 3 èëëþñòðèðóþòñÿ âîçìîæíîñòè ïðèìåíåíèÿ ñèñòåìû èìèòàöèîííîãî ìîäåëèðîâàíèÿ â ñîñòàâå ëàáîðàòîðíîé ðàáîòû ¹ 6, â êîòîðîé ñòóäåíòàìè èçó÷àþòñÿ îïòè÷åñêèå ìåòîäû óñòðàíåíèÿ èñêàæåíèé, âûçâàííûõ ðàñôîêóñèðîâêîé ëèáî ñìàçîì èçîáðàæåíèÿ. Íà ðèñ.3,à ïðåäñòàâëåíî èñõîäíîå îðèãèíàëüíîå èçîáðàæåíèå. Íà Ðèñóíêå 3,á ïðåäñòàâëåíî ýòî æå èçîáðàæåíèå, èñêàæåííîå ïðåîáðàçîâàíèåì, èìèòèðóþùèì ëèíåéíûé ñìàç. Äàííîå è ïîäîáíûå èñêàæåííûå èçîáðàæåíèÿ ïðåäâàðèòåëüíî ïîäãîòàâëèâàþòñÿ ïðåïîäàâàòåëåì ñ ïîìîùüþ ýòîé æå ñèñòåìû èìèòàöèîííîãî ìîäåëèðîâàíèÿ.  íåêîòîðûõ ñëó÷àÿõ èñïîëüçóþòñÿ ðåàëüíûå ôîòîãðàôè÷åñêèå èçîáðàæåíèÿ, ïîëó÷åííûå ïðè ðàâíîìåðíîì äâèæåíèè îáúåêòèâà ôîòîàïïàðàòà îòíîñèòåëüíî îáúåêòà ñúåìêè. Ó÷àùåìóñÿ
Ëàáîðàòîðíî-êîìïüþòåðíûé ïðàêòèêóì ïî Ôóðüå-îïòèêå...
113
íåîáõîäèìî îïðåäåëèòü òèï èñêàæåíèÿ è ðåàëèçîâàòü íà êîìïüþòåðå ñîîòâåòñòâóþùóþ ìåòîäèêó ðåñòàâðàöèè èñïîð÷åííîãî èçîáðàæåíèÿ.
Ðèñóíîê 3. Ïðèìåíåíèå ñèñòåìû èìèòàöèîííîãî ìîäåëèðîâàíèÿ â ëàáîðàòîðíîé çàäà÷å ðåñòàâðàöèè ñìàçàííîãî èçîáðàæåíèÿ: à – îðèãèíàëüíîå èçîáðàæåíèå; á – ýòî æå èçîáðàæåíèå, èñêàæåííîå ëèíåéíûì ñìàçîì; â – ðåçóëüòàò âîññòàíîâëåíèÿ.
Òèïè÷íàÿ ïîñëåäîâàòåëüíîñòü äåéñòâèé ñòóäåíòà, ïðèâîäÿùàÿ ê ðåøåíèþ çàäà÷è, âûãëÿäèò ñëåäóþùèì îáðàçîì. Ñíà÷àëà ñòóäåíò ñîáèðàåò âèðòóàëüíóþ ñõåìó Ôóðüåàíàëèçàòîðà, ïîìåùàåò âî âõîäíóþ ïëîñêîñòü èñïîð÷åííîå èçîáðàæåíèå, âêëþ÷àåò ðåæèì èìèòàöèîííîãî ìîäåëèðîâàíèÿ ïðîõîæäåíèÿ ñâåòîâîãî ïîòîêà ÷åðåç îïòè÷åñêóþ ñèñòåìó è, ñïóñòÿ íåêîòîðîå âðåìÿ (2-5 ñåêóíä), â âûõîäíîé ïëîñêîñòè îïòè÷åñêîé ñõåìû íàáëþäàåò Ôóðüå-ñïåêòð èçîáðàæåíèÿ.  äàííîì ñëó÷àå, âèçóàëüíî çàìåòíàÿ ïîëîñîâàÿ ìîäóëÿöèîííàÿ ñòðóêòóðà ñïåêòðà óêàçûâàåò íà òî, ÷òî, ïî âñåé âèäèìîñòè, ïðåäúÿâëåííîå èçîáðàæåíèå åñòü ðåçóëüòàò èñêàæåíèÿ íåêîòîðîãî «èñòèííîãî» èçîáðàæåíèÿ àðòåôàêòîì òèïà «ëèíåéíûé ñìàç». Íàïðàâëåíèå è îñíîâíîé ïåðèîä ñëåäîâàíèÿ ìîäóëÿöèîííûõ ïîëîñ ïîçâîëÿþò ïðèáëèçèòåëüíî îöåíèòü íàïðàâëåíèå è âåëè÷èíó ñìàçà. Äàëåå ñòóäåíòîì ñ ïîìîùüþ ïîäñèñòåìû àíàëèòè÷åñêîãî ìîäåëèðîâàíèÿ ôóíêöèé ïðîïóñêàíèÿ îïòè÷åñêèõ òðàíñïàðàíòîâ ôîðìèðóåòñÿ ïðîáíàÿ äâóìåðíàÿ èìïóëüñíàÿ õàðàêòåðèñòèêà ïðåîáðàçîâàíèÿ, îðèåíòèðîâî÷íî ïðèâåäøàÿ ê ñìàçó «èñòèííîãî» èçîáðàæåíèÿ, åå ìàñêà óñòàíàâëèâàåòñÿ â ñõåìó âèðòóàëüíîãî ñïåêòð-àíàëèçàòîðà, íà âûõîäå êîòîðîãî íàáëþäàåòñÿ ÷àñòîòíàÿ õàðàêòåðèñòèêà ýòîãî ïðåîáðàçîâàíèÿ. Îíà òàêæå èìååò ïîëîñîâóþ ñòðóêòóðó. Ñòóäåíò çðèòåëüíî è ñ ïîìîùüþ ñèñòåìû ñïåöèàëüíûõ èçìåðèòåëåé îöåíèâàåò ñòåïåíü ïîõîæåñòè ïîëîñîâîé ñòðóêòóðû ñïåêòðà ñìàçàííîãî èçîáðàæåíèÿ è ïîëîñîâîé ñòðóêòóðû ÷àñòîòíîé õàðàêòåðèñòèêè ñìàçà. Ïðè íåîáõîäèìîñòè ìîäèôèöèðóþòñÿ ïàðàìåòðû èìïóëüñíîé õàðàêòåðèñòèêè ñìàçà, è îïûò ïîâòîðÿåòñÿ. Äàëåå íà îñíîâå ïîëó÷åííîé ñòóäåíòîì îöåíêè ÷àñòîòíîé õàðàêòåðèñòèêè ñìàçà ïðèãîòîâëÿåòñÿ äâóìåðíàÿ ìàñêà ðåñòàâðèðóþùåãî èíâåðñíîãî ôèëüòðà. Çàòåì ñòóäåíò «ñîáèðàåò» îïòè÷åñêóþ ñõåìó ïðîñòðàíñòâåííî-÷àñòîòíîé ôèëüòðàöèè, â íà÷àëüíóþ ïëîñêîñòü êîòîðîé óñòàíàâëèâàåòñÿ èñïîð÷åííîå èçîáðàæåíèå, â ÷àñòîòíóþ ïëîñêîñòü – ðåñòàâðèðóþùèé ôèëüòð, à â âûõîäíîé ïëîñêîñòè íàáëþäàåòñÿ ðåçóëüòàò ðåñòàâðàöèè.  ñëó÷àå, åñëè èçîáðàæåíèå î÷åâèäíûì îáðàçîì íå óëó÷øèëîñü,
114
Á.Í. Ãðóäèí, Í.À. Êëåùåâà, Â.Ñ. Ïëîòíèêîâ, Â.Ê. Ôèùåíêî
åùå ðàç óòî÷íÿþòñÿ ïàðàìåòðû èìïóëüñíîé õàðàêòåðèñòèêè, è âñå âèðòóàëüíûå ýêñïåðèìåíòû ïîâòîðÿþòñÿ çàíîâî.  êîíå÷íîì èòîãå, ïîñëå íåñêîëüêèõ èòåðàöèé ñòóäåíò äîáèâàåòñÿ íåîáõîäèìîãî ðåçóëüòàòà – â âûõîäíîé ïëîñêîñòè âèðòóàëüíîé îïòè÷åñêîé ñèñòåìû íàáëþäàåòñÿ îïðåäåëåííî óëó÷øåííîå èçîáðàæåíèå, ñþæåò êîòîðîãî, ïî êðàéíåé ìåðå, ñòàíîâèòñÿ î÷åâèäíûì. Íà Ðèñóíêå 3,â ïðèâåäåíî ðåñòàâðèðîâàííîå ñ ïîìîùüþ ñèñòåìû èìèòàöèîííîãî ìîäåëèðîâàíèÿ èçîáðàæåíèå (Ðèñóíîê 3,á), â êîòîðîì î÷åâèäíûì îáðàçîì ðàçëè÷èìà ñöåíà - äâîå äåòåé â êàáèíå ìàøèíû ïàðêîâîãî àòòðàêöèîíà. Íåêîòîðîå îòëè÷èå âîññòàíîâëåííîãî èçîáðàæåíèÿ îò èñòèííîãî (Ðèñóíîê 3,à) îáóñëîâëåíî, âîçìîæíî, íåäîñòàòî÷íîé òî÷íîñòüþ èäåíòèôèêàöèè ïàðàìåòðîâ èìïóëüñíîé õàðàêòåðèñòèêè ñìàçà, à òàêæå âëèÿíèåì ïðàêòè÷åñêè âñåãäà ïðèñóòñòâóþùåãî íåíóëåâîãî óðîâíÿ îøèáîê ðåãèñòðàöèè «íàáëþäàåìîãî» èçîáðàæåíèÿ, â íàøåì ñëó÷àå âûçâàííîãî, ïðåæäå âñåãî, ýôôåêòàìè êîíå÷íîé ðàçðÿäíîñòè ïðåäñòàâëåíèÿ öèôðîâûõ èçîáðàæåíèé â êîìïüþòåðå.  íàñòîÿùåå âðåìÿ ïðîðàáàòûâàþòñÿ îðãàíèçàöèîííî-ìåòîäè÷åñêèå âîïðîñû âêëþ÷åíèÿ îïèñàííîé â ñòàòüå ïðîãðàììíîé òåõíîëîãèè èìèòàöèîííîãî ìîäåëèðîâàíèÿ â ñîñòàâ àâòîìàòèçèðîâàííîãî ëàáîðàòîðíîãî ïðàêòèêóìà ïî âîëíîâîé îïòèêå, íà ïðîòÿæåíèè ðÿäà ëåò âåäóùåãîñÿ íà êàôåäðå ôèçèêè Äàëüíåâîñòî÷íîãî ãîñóäàðñòâåííîãî òåõíè÷åñêîãî óíèâåðñèòåòà [2]. Íà Ðèñóíêå 4 â ïîðÿäêå èëëþñòðàöèè âîçìîæíîñòåé ïðèìåíåíèÿ ðàçðàáîòàííîé ñèñòåìû èìèòàöèîííîãî ìîäåëèðîâàíèÿ â ëàáîðàòîðíîì ïðàêòèêóìå ïî ôèçèêå ïðèâåäåíà ñåðèÿ ôîòîãðàôèé, ïîëó÷åííûõ â ðåàëüíûõ ýêñïåðèìåíòàõ ïî èññëåäîâàíèþ äèôðàêöèè ñâåòà íà íåïðîçðà÷íûõ äèñêàõ - (à) è ñåðèÿ èçîáðàæåíèé, ïîëó÷åííûõ ìåòîäîì èìèòàöèîííîãî ìîäåëèðîâàíèÿ ïðè âîñïðîèçâåäåíèè óñëîâèé ðåàëüíûõ îïûòîâ - (á). Ðåàëüíûå èçîáðàæåíèÿ íàìè áûëè ñêîïèðîâàíû èç Èíòåðíåòà ñ HTML-ñòðàíèöû ðàçðàáîòàííîãî ñïåöèàëèñòàìè ÑÏáÃÈÒÌÎ «Èíôîðìàöèîííîãî ñåðâåðà ÎÏÒÈÊÀ» (àäðåñ http://optics.ifmo.ru/difr/index.html), îäíîãî èç ëó÷øèõ îòå÷åñòâåííûõ ó÷åáíî-ìåòîäè÷åñêèõ ðåñóðñîâ ïî îïòèêå â Èíòåðíåòå.  äàííîé ñåðèè îïûòîâ ìåíÿëñÿ äèàìåòð äèñêîâ, ÷òî ïðèâîäèëî ê èçìåíåíèþ êàðòèíû äèôðàêöèè. Âî âñåõ ñëó÷àÿõ, â öåíòðå òåíè îò ïðåïÿòñòâèÿ çàìåòíî ñâåòëîå ïÿòíî - «ïÿòíî Ïóàññîíà», äèàìåòð è ÿðêîñòü êîòîðîãî âîçðàñòàþò ïî ìåðå óìåíüøåíèÿ ðàçìåðîâ äèñêà. Ïîìèìî ïðèìåíåíèÿ â ñîñòàâå ëàáîðàòîðíûõ ïðàêòèêóìîâ, îïèñàííàÿ ïðîãðàììíàÿ ñèñòåìà èìèòàöèîííîãî ìîäåëèðîâàíèÿ èñïîëüçîâàëàñü ñòóäåíòàìè Èíñòèòóòà ôèçèêè è èíôîðìàöèîííûõ òåõíîëîãèé ÄÂÃÓ ïðè ïîäãîòîâêå ðÿäà êóðñîâûõ è äèïëîìíûõ ïðîåêòîâ, ñâÿçàííûõ ñ ìîäåëèðîâàíèåì è àíàëèçîì ýëåêòðîííî-ìèêðîñêîïè÷åñêèõ èçîáðàæåíèé, ïîëó÷àåìûõ ïðè èññëåäîâàíèè ïåðñïåêòèâíûõ òâåðäîòåëüíûõ ìàòåðèàëîâ. Èìååòñÿ îïûò ðåàëüíîãî ïðèìåíåíèÿ ðàçðàáîòàííîé ïðîãðàììû â Òèõîîêåàíñêîì îêåàíîëîãè÷åñêîì èíñòèòóòå Äàëüíåâîñòî÷íîãî îòäåëåíèÿ ÐÀÍ ïðè ðåøåíèè çàäà÷è ìîäåëèðîâàíèÿ è àíàëèçà íàáëþäàåìîé ïðèáîðàìè ìîðñêîé ðåôðàêòîìåòðèè ìèêðîñòðóêòóðû ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ ñâåòà â ìîðñêîé âîäå â óñëîâèÿõ òóðáóëåíòíîãî ïåðåìåøèâàíèÿ, à òàêæå äëÿ îáðàáîòêè è
Ëàáîðàòîðíî-êîìïüþòåðíûé ïðàêòèêóì ïî Ôóðüå-îïòèêå...
115
àíàëèçà ìíîãîçîíàëüíûõ ñïóòíèêîâûõ èçîáðàæåíèé àêâàòîðèé Äàëüíåâîñòî÷íûõ ìîðåé.
à)
á)
Ðèñóíîê 4. Èññëåäîâàíèå ÿâëåíèÿ äèôðàêöèè ñâåòà íà íåïðîçðà÷íîì äèñêå: à – ðåàëüíûå ôîòîèçîáðàæåíèÿ êàðòèíû äèôðàêöèè; á – ðåçóëüòàò êîìïüþòåðíîé èìèòàöèè ñîîòâåòñòâóþùèõ ëàáîðàòîðíûõ îïûòîâ.
Çàêëþ÷åíèå  ñòàòüå îïèñàíû îðãàíèçàöèîííî-ìåòîäè÷åñêèå îñíîâû ðàçðàáîòàííîãî àâòîðàìè ñîâìåùåííîãî ëàáîðàòîðíî-êîìïüþòåðíîãî ïðàêòèêóìà ïî Ôóðüå-îïòèêå. Îïûò ïðîáíîé ýêñïëóàòàöèè ïðàêòèêóìà ïîçâîëÿåò ñäåëàòü ñëåäóþùèå îñíîâíûå âûâîäû. 1.  ðàìêàõ ïðåäëîæåííîé êîíöåïöèè ïðàêòèêóìà â çíà÷èòåëüíîé ìåðå ïðåîäîëåâàþòñÿ îðãàíèçàöèîííûå ïðîáëåìû, âûçâàííûå íåäîñòàòî÷íîé îñíàùåííîñòüþ ó÷åáíûõ ëàáîðàòîðèé âóçîâ îïòè÷åñêèìè ïðèáîðàìè. 2.  òå÷åíèå îäíîãî çàíÿòèÿ ñòàíîâèòñÿ âîçìîæíûì ðàññìîòðåíèå äèäàêòè÷åñêè áîëåå ïîëíîöåííîãî öèêëà ýêñïåðèìåíòîâ ïî èçó÷àåìîé ó÷åáíîé òåìå. 3. Áëàãîäàðÿ èñïîëüçîâàíèþ òåõíîëîãèé Èíòðàíåò è âîçìîæíîñòè ðåãóëèðîâàíèÿ êîëè÷åñòâà ðåàëüíî âûïîëíÿåìûõ ýêñïåðèìåíòîâ è êîëè÷åñòâà èìèòàöèîííûõ ýêñïåðèìåíòîâ îáåñïå÷èâàåòñÿ âûñîêàÿ îðãàíèçàöèîííàÿ ìîáèëüíîñòü ïðàêòèêóìà, àêòóàëüíàÿ äëÿ ìíîãîïðîôèëüíîãî âóçà ñ òåððèòîðèàëüíî ðàçíåñåííûìè ó÷åáíûìè êîðïóñàìè. Ïðåäñòàâëÿåòñÿ ïåðñïåêòèâíûì ðàñïðîñòðàíåíèå ðåàëèçîâàííîé â ðàìêàõ îïèñàííîãî ïðàêòèêóìà êîíöåïöèè ïðèâëå÷åíèÿ ñîâðåìåííûõ èíôîðìàöèîííûõ òåõíîëîãèé è íà äðóãèå ðàçäåëû ôèçè÷åñêîãî ïðàêòèêóìà â âóçå. Ïðè ýòîì ïîëàãàåì, ÷òî êîìïüþòåðíûå ýêñïåðèìåíòû äîëæíû âûáîðî÷íî ââîäèòüñÿ â ïðàêòèêóì: ÷àñòü ðàáîò âûïîëíÿåòñÿ ïî òðàäèöèîííîé ñõåìå,
116
Á.Í. Ãðóäèí, Í.À. Êëåùåâà, Â.Ñ. Ïëîòíèêîâ, Â.Ê. Ôèùåíêî
÷àñòü - ñ èñïîëüçîâàíèåì êîìïüþòåðíîãî ìîäåëèðîâàíèÿ. Îñíîâíûå êðèòåðèè äëÿ âûáîðà ïîäëåæàùèõ ïåðâîî÷åðåäíîé êîìïüþòåðèçàöèè ëàáîðàòîðíûõ ðàáîò: - íåîáõîäèìîñòü ðåàëèçàöèè ïðè ðàññìîòðåíèè äàííîé òåìû ó÷åáíîãî êóðñà äèäàêòè÷åñêè áîëåå ïîëíîöåííîãî êîìïëåêñà ôèçè÷åñêèõ ýêñïåðèìåíòîâ; - âîçìîæíîñòü ðàçðàáîòêè ïðîãðàììíûõ ñðåäñòâ èìèòàöèîííîãî ýêñïåðèìåíòà, c äîñòàòî÷íîé ñòåïåíüþ ïîäîáèÿ âîñïðîèçâîäÿùèõ óñëîâèÿ ðåàëüíîãî ýêñïåðèìåíòà è ñïîñîáíûõ âûïîëíÿòüñÿ ñ ïðèåìëåìûìè âðåìåííûìè çàòðàòàìè íà èìåþùèõñÿ â ó÷åáíîé ëàáîðàòîðèè ñðåäñòâàõ âû÷èñëèòåëüíîé òåõíèêè. Äàííàÿ ðàáîòà âûïîëíåíà ïðè ÷àñòè÷íîé ôèíàíñîâîé ïîääåðæêå ÔÖÏ «Èíòåãðàöèÿ», ïðîåêò ¹ À0026.
Ëèòåðàòóðà 1.
Ãðóäèí Á.Í, Äîëæèêîâ Ñ.Â., Ïëîòíèêîâ Â.Ñ., Ôèùåíêî Â.Ê. Êîìïüþòåðíîå ìîäåëèðîâàíèå ýëåìåíòîâ è ñèñòåì Ôóðüå-îïòèêè: Ó÷åá. ïîñîáèå. ×. I. – Âëàäèâîñòîê: Èçä-âî Äàëüíåâîñòî÷íîãî óí-òà, 1998.
2.
Êë åùåâà Í.À., Ôèùåíêî Â.Ê. Ðàçðàáîòêà ìåòîäè÷åñêîãî è ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ àâòîìàòèçèðîâàííûõ ëàáîðàòîðíûõ ðàáîò ïî ôèçèêå // Êîìïüþòåðíûå òåõíîëîãèè â âûñøåì îáðàçîâàíèè: ìàòåð. Âñåðîñ. íàó÷íî-ìåòîä. êîíô. - ÑÏá, 1994. – Ñ. 26-28.
