Спиральные пучки света.

 Самарский филиал Физического института им. П. Н. Лебедева Российской Академии Наук предлагает Учебно-лабораторный комплекс по оптике для средних и высших учебных заведений.
 Учебно-лабораторный комплекс (УЛК) предназначен для поддержки раздела "Оптика" в курсе общей физики. Понимание оптических явлений исключительно важно для каждого человека. Большую часть информации мы воспринимаем глазами, то есть посредством света. Лупа, фотоаппарат, микроскоп - инструменты, которыми человечество пользуется сотни лет. Волоконно-оптическая связь, лазерные проигрыватели и принтеры не так давно вошли в нашу жизнь, но без них уже практически невозможно обойтись. Оптические технологии постоянно развиваются, расширяя свои возможности. Уже сегодня сфокусированный лазерный луч можно использовать в качестве пинцета: захватывать, перемещать и раскручивать им частицы микроскопических размеров. Оптические вычислительные машины - дело недалекого будущего. Всерьез изучается проблема оптической квантовой телепортации. Ясно, что для правильного понимания оптических явлений, грамотного владения современными оптическими технологиями и их дальнейшего развития необходима продуманная комплексная система процесса обучения оптике. И важнейшей её частью является лабораторный практикум.
 Разработанный нами комплекс позволяет ставить демонстрационные опыты и лабораторные эксперименты на уровне, отвечающем потребностям современного образования.

Главная его особенность - это продуманность и широкий охват явлений и опытов: от законов геометрической оптики до основ оптоэлектроники. Путем тщательной проработки нами были подобраны или придуманы опыты, которые следует поставить при изучении оптики. Наряду с традиционными, мы предлагаем оригинальные, показывающие оптические явления либо в необычном ракурсе (например, интерференция по схеме Ллойда), либо в более наглядной и понятной форме (например, модель глаза). Были придуманы опыты, основанные на использовании лазерных источников света, что позволило существенно изменить и расширить набор демонстрируемых явлений. Приборная и элементная база комплекса подбирались таким образом, чтобы можно было реализовать предложенные идеи.
 Универсальность, высокий уровень наглядности и технической эстетики, компактность, удобство в работе - качества, к которым мы стремились при создании комплекса.
 Универсальность комплекса обеспечивает тщательный и продуманный состав оборудования. С его помощью можно выполнить упражнения и демонстрации различной сложности практически по всем разделам оптики. Комплекс построен на современной элементной базе. В его составе более 200 оптических, механических и опто-механических узлов и элементов, 7 различных источников излучения, набор контрольно-измерительных приборов.
 "Лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать" - один из основных принципов в обучении. И не просто дать увидеть, а впечатлить и удивить, чтобы запомнить и понять явление - этого мы пытались достичь.

За счет подбора источников излучения удалось сделать более наглядными проявления волновой природы света и явления люминесценции. К примеру, дифракционные картины на щели переменной ширины, малых отверстиях различной формы - удивительно красивы в свете гелий-неонового лазера. Или другой пример. Для визуализации световых пучков вдоль направления распространения сконструировано специальное устройство - сосуд с жидкостью, рассеивающей свет. Устройство очень простое по сути, а достигаемый эффект (например, наблюдение каустики светового пучка вблизи фокуса) впечатляет даже опытных специалистов.
 Качество оборудования, уровень технической эстетики во многом определяют результат обучения и последующей работы. Механические элементы комплекса обеспечивают точность юстировки, достаточную как для демонстрации довольно тонких оптических экспериментов (интерферометр Майкельсона, ввод излучения в одномодовое волокно), так и для проведения научных исследований. Дизайн оптико-механических элементов, рельсов, плиты выдержан в одном стиле и отвечает требованиям современной технической эстетики.
 Комплекс компактен. Он располагается на оптической плите размером 110 на 40 см. В тех случаях, когда это необходимо, для увеличения оптического пути используются поворотные зеркала. Для хранения оптических элементов и масок сконструированы и изготовлены специальные ящички и коробки. Удобство работы обеспечивается тем, что комплекс построен на принципе конструктора. Из одних и тех же элементов можно собрать схемы для различных опытов.