| Tantárgy neve (magyarul, angolul) | Optika alapjai | |||
|
Fundamentals of optics
|
||||
| Tantárgykód | BMEGEMIBGOP | |||
| Tantárgyjelleg | kontaktórás tanegység | |||
| Kurzustípusok és óraszámok (heti/féléves) | kurzustípus: | előadás (elmélet) | gyakorlat | laboratóriumi gyakorlat |
| óraszám (heti): | 2 | 1 | 0 | |
| jelleg (kapcsolt/önálló): | - | kapcsolt | - | |
| Tanulmányi teljesítményértékelés (minőségi értékelés) típusa | félévközi érdemjegy | |||
| Tantárgy kreditértéke | 4 | |||
| Tantárgyfelelős | neve: | Nagy Balázs Vince | ||
| beosztása: | egyetemi docens | |||
| elérhetősége: | nagyb@mogi.bme.hu | |||
| Tantárgyat gondozó oktatási szervezeti egység | Mechatronika, Optika és Gépészeti Informatika Tanszék | |||
| https://www.mogi.bme.hu | ||||
| Tantárgy weblapja | https://www.mogi.bme.hu/tantargyak/BMEGEMIBGOP | |||
| Tantárgy oktatásának nyelve | magyar | |||
| Tantárgy elsődleges mintatantervi jellege | kötelezően választható | |||
| Közvetlen előkövetelmények | Erős előkövetelmény | BMETE93BG01 | ||
| Gyenge előkövetelmény | ||||
| Párhuzamos előkövetelmény | ||||
| Mérföldkő előkövetelmény | legalább 0 megszerzett kredit | |||
| Kizáró feltétel | BMEGEFOAMG3, BMEGEMIBMMO | |||
Célkitűzés
A tantárgy célja, hogy bemutassa az optika műszaki alkalmazási lehetőségeit, alapelveit és alapműszereit. Bemutatja a fény kettős természetét, a geometriai, a hullámoptikai és a kvantummechanikai magyarázatát, a Fermat-elvet, a Snellius-Descartes törvényt, annak alkalmazását, sugárátvezetéssel végzett lencsetervezésre, a totálreflexió alkalmazását konstrukciójára, a képfelvevők és megjelenítők optikai rendszereinek tervezésére, valamint az optikai rendszerek minősítésére. A tárgy célja az emberi látással kapcsolatos ismereteknek az optikai eszközökkel együttes rendszerszerű jellemzőinek megismertetése, a látás alkalmazásának határai a műszaki gyakorlatban, eszközökkel való mérési és korrekciós lehetőségeinek megtanítása.
Tanulási eredmények
A tantárgy teljesítésével elsajátítható kompetenciák
Tudás
Ismeri az optika geometriai-, hullámoptikai és kvantum mechanikai tárgyalás módjait és tudja, hogy a mechatronikai rendszerekben mikor- melyiket kell használni, a Fermat elvet, a Snellius – Descartes törvényt és az optikai úthossz fogalmát. Ismeri a totálreflexió jelenségét az optikai szálak, kamera-prizmák és a refraktométerek eseteire. Ismeri a fény sebességének változását a különböző közegekben, illetve a különböző optikai anyagokban, a törésmutató fogalmát, a törésmutató hullámhossz függését, az ABBE számot. Meghatározza a geometriai optika alaptörvényeit és érvényességi határait, a lézer fény eltérő viselkedését, az optikában használatos előjel szabályokat és egyetlen gömbfelület esetén a képalkotás jelenségét, a fókusz és a dioptria fogalmát. Rendszerezi a fősík, a főpont és a csomópont fogalmát video kamerák optikai rendszerének esetére is. Érti a Newton formulát, a vékony lencse fogalmát, a vékony és a vastag lencse alapegyenleteit. Leírja, hogyan kell eredő lencsét számítani két összetevő lencséből, tetszőlegesen sok felületből álló lencserendszerek fókusztávolság számító összefüggését, a felületről – felületre történő sugárátvezetések módszerét objektívek esetére is. Meghatározza a képalkotási hibák fajtáit és megjelenési formáit optikai rendszerekben. Rendszerezi az optikában használatos lineáris, szög- és longitudinális nagyítások fogalmait és egymással való összefüggéseit, valamint azt, hogy melyiket - mikor kell alkalmazni. Megkülönbözteti az apertura- és a mezőrekesz fogalmát, rendeltetését, a belépő és kilépő pupillák alkalmazását digitális fotó objektívek és távcsövek eseteire.
Képesség
Képes felismerni, hogy a geometriai, hullámoptika, vagy a kvantummechanika modellje alkalmas az adott feladat megoldására. Képes optikai sugárátvezetéssel kiszámítani egy összetett optikai rendszer jellemzőit. Képes minősíteni a képalkotó optikai rendszereket felbontóképesség és képminőség szempontjából. Használja adott feladatra és céleszközben az optikai elemeket.. Megtervezi ipari környezetben egyszerű, képfelvevőből és megjelenítőből álló optikai rendszer összeállítását. Működteti az egyszerű optikai műszerek alaptípusait. Vázolja az emberi szem optikai rendszerét és az emberi látás jellemzőit. Felhasználja az optikai rendszereket a gyakorlati megoldásokban. Kiszámítja a képalkotási hibákat egyszerű optikai rendszerekben. Alkalmazza a totálreflexió elvén működő optikai rendszereket.
Attitűd
Törekszik optikai ismereteinek további bővítésére, a technika legújabb eredményeit megismerve. Fejleszti és egyszerűsíti a bonyolult képfeldolgozási-informatikai feladatokat. Fogékony a környezetében a nem megfelelő megvilágítás, a látás ergonómiájának nem megfelelő monitor-alkalmazási hibák iránt. Folyamatos ismeretszerzéssel bővíti az optikai rendszerekkel kapcsolatos tudását. Munkáját, eredményeit és következtetéseit folyamatosan ellenőrzi. Nyitott az információtechnológiai eszközök használatára.
Önállóság és felelősség
Együttműködik az ismeretek bővítése során az oktatóival és hallgatótársaival. Lényeglátással különbözteti meg az egyes hibaokozókat, az elhanyagolásokat felelősséggel és ellenőrizve végzi. Elfogadja a megalapozott szakmai és egyéb kritikai észrevételeket. Egyes helyzetekben – csapat részeként – együttműködik hallgatótársaival a feladatok megoldásában. Ismeretei birtokában, elemzései alapján felelős, megalapozott döntést hoz.
Oktatási módszertan
A tantárgy oktatása során tematikájában nem, módszertanában elválik egymástól az előadás és laboratóriumi gyakorlat. Az előadások alapvetően a frontális oktatás technikáját alkalmazva ismertetik meg a hallgatókkal a tudás kompetenciaelemek által meghatározott információkkal. Az előadások és a főbb (on-line) elérhető írásos tananyagok egymást kiegészítik, külön-külön nem elegendőek a megfelelő felkészültség eléréséhez.
Tanulástámogató anyagok
Tankönyv
Hecht, E. (2017) Optics. Pearson Ltd. ISBN-13: 978-0133977226
Smith, W.J. (2013) Modern Optical Engineering. The Design of Optical Systems. McGraw-Hill Co. ISBN-13: 978-0071476874
Ábrahám: Optika. Panem- McGraw.Hill 1998. Budapest ISBN: 963545144X
Jegyzet
Ábrahám György, Wenzelné Gerőfy Klára, Antal Ákos, Kovács Gábor: Műszaki optika. tankönyvtár.hu, 2014.
Online elérhető tanulástámogató anyag
http://www.mogi.bme.hu/tantargyak/BMEGEMIBGOP
A tantárgyleírás hatályossága
| Hatályosság kezdete: | 2022. szeptember 2. |
| Hatályosság vége: | 2027. július 15. |
Általános szabályok
A tanulási eredmények értékelése 3 db évközi írásbeli teljesítménymérés (2 db összegző tanulmányi teljesítményértékelés és a laboratóriumi jegyzőkönyvekből álló részteljesítmény-értékelés) alapján történik. Az összegző tanulmányi teljesítményértékelés: a tantárgy és tudás, képesség típusú kompetenciaelemeinek komplex, írásos értékelési módja zárthelyi dolgozat formájában. A dolgozatok egyrészt a megszerzett ismeretek alkalmazására fókuszálnak, így a problémafelismerést és megoldást helyezik a középpontba, azaz gyakorlati (számítási) feladatokat is meg kell oldani, másrészt a szükséges lexikális ismereteket kérik számon.
Teljesítményértékelési módszerek
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása
| 1. Évközi teljesítményértékelés | ||
| Típusa: | összegző (szummatív) értékelés | |
| Darabszáma: | 2 | |
| Célja, leírása: | A tantárgy és tudás, képesség típusú kompetenciaelemeinek komplex, írásos értékelése zárthelyi dolgozatok (2 darab) formájában, a dolgozatok alapvetően a megszerzett ismeretek alkalmazására fókuszál, így a probléma felismerést és megoldást helyezi a középpontba. Az értékelés alapjául szolgáló tananyagrészt a tantárgy előadója határozza meg, a rendelkezésre álló munkaidő általánosan 45-45 perc, amelytől eltérés lehetséges. | |
| 2. Évközi teljesítményértékelés | ||
| Típusa: | részteljesítmény (formatív) értékelés, egyszerű | |
| Darabszáma: | 1 | |
| Célja, leírása: | A részteljesítmény értékelés alapvető célja a tudás, képesség, attitűd, valamint önállóság és felelősség kompetenciacsoportba tartozó tanulási eredmények meglétének vizsgálata. Ennek módja laboratóriumi mérések elvégzése és mérési jegyzőkönvek leadása. Az elvégzendő mérési feladatokat, valamint a jegyzőkönyv tartalmi és formai követelményeit a mérési leírások tartalmazzák. A mérések és a jegyzőkönyvek 2-3 fős csoportban készítendők. A feladat értékelése a szemeszter során folyamatos, összesen legfeljebb 20 pont szerezhető. | |
Vizsgaidőszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása
A tárgyhoz nem tartozik vizsgaidőszakban végzett teljesítményértékelés.
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részaránya a minősítésben, aláírás megadásában
| Azonosítója | Részarány |
|---|---|
| 1. Évközi teljesítményértékelés | 80 % |
| 2. Évközi teljesítményértékelés | 20 % |
Vizsgaelemek részaránya a minősítésben
A tárgyhoz nem tartozik vizsgaelem.
Érdemjegy megállapítása
| Érdemjegy | ECTS minősítés | Teljesítmény %-ban kifejezve |
|---|---|---|
| jeles (5) | Excellent [A] | 95 % felett |
| jeles (5) | Very Good [B] | 85 % - 95 % |
| jó (4) | Good [C] | 70 % - 85 % |
| közepes (3) | Satisfactory [D] | 55 % - 70 % |
| elégséges (2) | Pass [E] | 40 % - 55 % |
| elégtelen (1) | Fail [F] | 40 % alatt |
Az egyes érdemjegyeknél megadott alsó határérték már az adott érdemjegyhez tartozik.
Jelenléti és részvételi követelmények
Az érték hiánya az előadások esetében azt jelenti, hogy nincs jelenléti követelmény.
A gyakorlatok legalább 85 %-án (lefelé kerekítve) tevőlegesen részt kell venni.
Javítás, ismétlés és pótlás különös szabályai
A javításra, ismétlésre és pótlásra vonatkozó különös szabályokat a TVSz általános szabályaival együttesen kell értelmezni és alkalmazni.
| Évközi összegző teljesítményértékelések egyenként eredményesen teljesítendők-e? | ||
| igen | ||
| Beadott és elfogadott részteljesítmény értékelés a jobb eredmény elérése érdekében a pótlási időszak végéig ismételten benyújtható-e? | ||
| igen | ||
| Összegző teljesítményértékelés javítási, illetve ismétlési módja első alkalommal: | ||
| az összegző (szummatív) teljesítményértékelések egyenként javíthatók, illetve ismételhetők | ||
| Összegző teljesítményértékelés ismétlő-javítási lehetősége engedélyezett-e, ha igen, milyen formában: | ||
| az ismétlő-javítás lehetősége kizárt | ||
| Korábbi eredmény figyelembevétele javítás, ismétlés-javítás esetén: | ||
| az időben újabb eredmény felülírja a korábbit | ||
| Részteljesítmény értékelés javítási, illetve ismétlési módja első alkalommal: | ||
| a részteljesítmény értékelés egy alkalommal javítható, illetve ismételhető (ide értve a késedelmes benyújtást is) a pótlási időszak végéig | ||
A tantárgy elvégzéséhez szükséges tanulmányi munka
| Tevékenység | óra / félév |
|---|---|
| részvétel a kontakt tanórákon | 42 |
| félévközi készülés a gyakorlatokra | 7 |
| felkészülés az összegző teljesítményértékelésekre | 32 |
| részteljesítmény értékelés feladatának kidolgozása | 4 |
| további, a teljesítéshez szükséges munkaidő ráfordítás | 32 |
| összesen | 117 |
Tantárgykövetelmények hatályossága
| Tantárgykövetelmények hatályosságának kezdete: | 2022. szeptember 2. |
| Tantárgykövetelmények hatályosságának vége: | 2027. július 15. |
Elsődleges szak
A tantárgy elsődleges (fő) szakja, amelyen meghirdetésre kerül és amelyhez a kompetenciák kapcsolódnak:
Gépészmérnöki
Kapcsolódás a KKK rendelet céljához és (szakos) kompenetciáihoz
Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:
Tudás
- Ismeri a műszaki szakterület műveléséhez szükséges általános és specifikus matematikai, természet- és társadalomtudományi elveket, szabályokat, összefüggéseket, eljárásokat.
Képesség
- Műszaki szakterületen felmerülő problémák megoldásában képes alkalmazni a megszerzett általános és specifikus matematikai, természet- és társadalomtudományi elveket, szabályokat, összefüggéseket, eljárásokat.
Attitűd
- Nyitott és fogékony a műszaki szakterületen zajló szakmai, technológiai fejlesztés és innováció megismerésére és elfogadására, hiteles közvetítésére.
Önállóság és felelősség
- Megszerzett tudását és tapasztalatait formális, nem formális és informális információátadási formákban megosztja szakterülete művelőivel.
A tantárgy teljesítéséhez ajánlott előzetes ismeretek
|
Tudás típusú kompetenciák
(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti) |
nincs |
|
Képesség típusú kompetenciák
(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti) |
nincs |