Modul

SRF - Strahlung, Radiometrie, Fotometrie

Bachelor Optometrie 2021


PDF Studiengangsverzeichnis Studienverlaufspläne Bachelor Optometrie

Version: 1 | Letzte Änderung: 01.11.2020 15:54 | Entwurf: 0 | Status: vom Modulverantwortlichen freigegeben | Verantwortlich: Gartz

Anerkannte Lehrveran­staltungen SRF_Gartz
Fachsemester 2
Dauer 1 Semester
ECTS 5
Zeugnistext (de) Strahlung, Radiometrie, Fotometrie
Zeugnistext (en) Radiation, Radiometry, Photometry
Unterrichtssprache deutsch oder englisch
abschließende Modulprüfung Ja
Inhaltliche Voraussetzungen
Handlungsfelder
Auslegung, Entwicklung und Anwendung optischer Komponenten und Systeme
Verständnis der physiologischen und anatomischen am Sehprozesse beteiligten biologischen Bereiche, Einordnen und Bewerten klinischer Studien
Untersuchung optischer Wahrnehmungsprozesse und -veränderungen
Modulprüfung
Benotet Ja
Frequenz Jedes Semester
Prüfungskonzept

Klausuren mit differenzierten Aufgabentypen der Taxonomiestufen Verstehen, Anwenden, Analysieren und Synthetisieren.
D.h., in den Aufgaben müssen die Begriffe, wie die Radiometrischen- und die Fotometrischen Grundgrößen, der Begriff des Raumwinkels, verstanden und angewendet werden. Die spezielle Empfindlichkeitskurve des Auges muss verstanden und beachtet werden.
Die optischen Zusammenhänge, wie z.B. das Strahlungsübertragungsgesetz, müssen zur Lösung von zu analysierenden optometrischen, optischen Fragestellungen verstanden und angewendet werden.
Verstandene und erinnerte Formeln und Prinzipien müssen zur Lösung neuer Aufgabentypen umgestellt und kombiniert (synthetisiert) werden.

Learning Outcomes
LO1 - Was: Die Studierenden können Licht- und Strahlungsquellen ausmessen, charakterisieren, analysieren, vergleichen und bewerten. Sie können die Spektren von Strahlungsquellen berechnen und beurteilen und Licht und optische Strahlung differenzieren. Sie können Radiometrische Größen in Fotometrische Größen, also vom Auge wahrgenommene Größen, umrechnen.
Womit: indem sie in Vorträgen die Radiometrischen- und Fotometrischen Grundgrößen sowie die Strahlungsübertragungsgesetze kennen gelernt haben, sowie die physikalischen Grundprinzipien zur Strahlungserzeugung und die Theorie zur Berechnung der Spektren von Hohlraumstrahlern. \nIndem sie in Übungen die Theorie und Berechnungen selbstständig vertiefen und in Praktikumsversuchen die Theorien und eigenen Berechnungen durch Experimente verifizieren,
Wozu: um später eigene Strahlungs- oder Lichtquellen und Messsystem zur Beurteilung von Strahlungsquellen zu entwerfen und mittels mathematischer Formeln relevante optische charakterisierende Größen der Quellen zu berechnen. Um später bestehende Licht- und Strahlungsquellen für verschiedenste Beleuchtungs-Applikation auszuwählen und zu bewerten.Um die Unterschiede zwischen radiometrischen Größen und denen vom Auge wahrgenommen Größen bewerten und berücksichtigen zu können.
Kompetenzen
Voraussetzungen für diese Kompetenz (Wissen,...) werden vermittelt
Augenoptische Systeme simulieren
Augenoptische Systeme prüfen
Informationen beschaffen und auswerten

diese Kompetenz wird vermittelt
Finden sinnvoller Grenzen innerhalb des Sehprozesses
Abstrahieren
Optische Vorgänge in Realweltproblemen erkennen und erklären
Erkennen, Verstehen und analysieren technischer und medizinischer Zusammenhänge
MINT Modelle nutzen
Augenoptische Systeme analysieren
Optometrische Zusammenhänge darstellen und erläutern
Arbeitsergebnisse bewerten
Sich selbst organisieren und reflektieren
Sprachliche und interkulturelle Fähigkeiten anwenden

Inhaltliche Voraussetzungen
Handlungsfelder
Auslegung, Entwicklung und Anwendung optischer Komponenten und Systeme
Verständnis der physiologischen und anatomischen am Sehprozesse beteiligten biologischen Bereiche, Einordnen und Bewerten klinischer Studien
Untersuchung optischer Wahrnehmungsprozesse und -veränderungen
Learning Outcomes
LO1 - Was: Die Studierenden können Licht- und Strahlungsquellen ausmessen, charakterisieren, analysieren, vergleichen und bewerten. Sie können die Spektren von Strahlungsquellen berechnen und beurteilen und Licht und optische Strahlung differenzieren. Sie können Radiometrische Größen in Fotometrische Größen, also vom Auge wahrgenommene Größen, umrechnen.
Womit: indem sie in Vorträgen die Radiometrischen- und Fotometrischen Grundgrößen sowie die Strahlungsübertragungsgesetze kennen gelernt haben, sowie die physikalischen Grundprinzipien zur Strahlungserzeugung und die Theorie zur Berechnung der Spektren von Hohlraumstrahlern. \nIndem sie in Übungen die Theorie und Berechnungen selbstständig vertiefen und in Praktikumsversuchen die Theorien und eigenen Berechnungen durch Experimente verifizieren,
Wozu: um später eigene Strahlungs- oder Lichtquellen und Messsystem zur Beurteilung von Strahlungsquellen zu entwerfen und mittels mathematischer Formeln relevante optische charakterisierende Größen der Quellen zu berechnen. Um später bestehende Licht- und Strahlungsquellen für verschiedenste Beleuchtungs-Applikation auszuwählen und zu bewerten.Um die Unterschiede zwischen radiometrischen Größen und denen vom Auge wahrgenommen Größen bewerten und berücksichtigen zu können.
Kompetenzen
Kompetenz Ausprägung
Finden sinnvoller Grenzen innerhalb des Sehprozesses diese Kompetenz wird vermittelt
Abstrahieren diese Kompetenz wird vermittelt
Optische Vorgänge in Realweltproblemen erkennen und erklären diese Kompetenz wird vermittelt
Erkennen, Verstehen und analysieren technischer und medizinischer Zusammenhänge diese Kompetenz wird vermittelt
MINT Modelle nutzen diese Kompetenz wird vermittelt
Augenoptische Systeme simulieren Voraussetzungen für diese Kompetenz (Wissen,...) werden vermittelt
Augenoptische Systeme analysieren diese Kompetenz wird vermittelt
Augenoptische Systeme prüfen Voraussetzungen für diese Kompetenz (Wissen,...) werden vermittelt
Informationen beschaffen und auswerten Voraussetzungen für diese Kompetenz (Wissen,...) werden vermittelt
Optometrische Zusammenhänge darstellen und erläutern diese Kompetenz wird vermittelt
Arbeitsergebnisse bewerten diese Kompetenz wird vermittelt
Sich selbst organisieren und reflektieren diese Kompetenz wird vermittelt
Sprachliche und interkulturelle Fähigkeiten anwenden diese Kompetenz wird vermittelt

Exempla­rische inhaltliche Operatio­nalisierung

Anwendung der prinzipieller Umrechnung von Strahlungsphysikalischen, Radiometrischen Größen in Fotometrische Größen für alle relevanten Grundgrößen mittels der Augenhellempfimdlichkeitskurven.Umrechnung der Wellenlänge der Strahlung von z.B. Leuchtdioden in Photonenenergie, Wellenzahl und Frequenz;
Beschreiben der verschiedenen in der Natur vorkommenden Streuarten, die auch im Auge die Sehleistung verringern können. Überprüfen der Strahlungsausbeute verschiedenartiger Strahlungsquellen;
Berechnung der Hohlraumstrahler Spektren und deren Maximumlage sowohl in der Frequenzdarstellung als auch in der Wellenlängendarstellung.
Anwenden der Strahlungsgesetz für verschiedene thermische Strahler bei verschiedenen Strahlertemperaturen.

Separate Prüfung
Benotet Nein
Frequenz Einmal im Jahr
Voraussetzung für Teilnahme an Modulprüfung Nein
Prüfungskonzept

In Präsenzübungen und Selbstlernaufgaben werden z.B. radiometrischen Grundgrößen und die charakteristischen Größen des Hohlraumstrahlers analysiert und die relevanten physikalischen Größen dieser Systeme basierend auf den verstandenen optischen Grundprinzipien und Begriffen berechnet. Die Radiometrischen Größen werden in die fürs Auge relevanten Fotometrischen Größen umgerechnet.
Es wird überprüft, ob die Grundbegriffe und optischen Prinzipien verstanden wurden und angewendet werden können.
Neue Aufgabentypen werden vorgestellt, die analysiert und gelöst werden müssen, basierend auf den verstanden Prinzipien und Formeln, die dazu umgestellt und kombiniert werden müssen.

Exempla­rische inhaltliche Operatio­nalisierung

Aufbau einer Messanordnung und Vermessung des Emissionsvermögens, des Absorptionsvermögens, Messungen mit dem Bolometer;
Aufbau einer Messanordnung und Vermessung von Strahlungsphysikalischen und Fotometrischen Größen;
Spektrale Vermessung von Leuchtdioden;
Aufbau einer Messanordnung zum Vermessen des  Zeitverhaltens von verschiedenen Lichtquellen;
Aufbau einer Messanordnung und Durchführung von Absorptionspektroskopie.

Separate Prüfung
Benotet Nein
Frequenz Einmal im Jahr
Voraussetzung für Teilnahme an Modulprüfung Ja
Prüfungskonzept

In der Vorbesprechung zum Praktikum, dass möglichst in Teamarbeit durchgeführt wird, werden die notwendigen Grundbegriffe abgefragt und das Verständnis der verschieden Versuchsabläufe.
In den Praktikumsprotokollen und den dazugehörigen Besprechungen wird die korrekte Anwendung der optischen Grundbegriffe, Formeln, Verfahren und das Analysieren und Darstellen des Lösungswegs überprüft.


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