Informazioni sul corso | Storia degli Strumenti Ottici

Syllabus del corso

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Esporta

Obiettivi

Gli obiettivi si inquadrano nell'area "Formazione professionalizzante" e fanno riferimento ai seguenti descrittori di Dublino:

1- Conoscenza e capacità di comprensione (knowledge and understanding)

acquisire conoscenze dei passaggi fondamentali dell’evoluzione storica dell’ottica e dell’optometria
acquisire conoscenze dei fondamenti dell’ottica fisica a partire da interferenza e diffrazione introdotte nell’Ottocento fino alla teoria dei quanti di inizio Novecento
acquisire conoscenze degli sviluppi storici della strumentazione in uso in campo optometrico a partire dall’Ottocento

2- Capacità di applicare conoscenza e comprensione (applying knowledge and understanding)

acquisire competenze nell'uso di alcuni strumenti in uso nella pratica optometrica
acquisire competenze nell'uso della statistica di base per il trattamento di dati sperimentali
acquisire competenze nell’applicazione del metodo scientifico indispensabile sia alla comprensione delle tematiche affrontate sia alla sua applicazione alle tematiche professionalizzanti
acquisire la capacità di comprendere i principi di ottica fisica su cui si basano strumenti e dispositivi utilizzati nella pratica optometrica e i principi di ottica fisica su cui si basa il sistema visivo

3- Autonomia di giudizio (making judgements)

sviluppare capacità di riflessione autonoma sui contenuti del programma con lo scopo di acquisire autonomia di giudizio

4- abilità comunicative (communication skills)

acquisire abilità comunicative nell’ambito dei contenuti del corso sia per quanto riguarda gli aspetti storici e l’evoluzione storica del settore sia per quando riguarda i concetti di ottica fisica sviluppata dall’Ottocento in avanti

5- Capacità di apprendimento (learning skills)

sviluppare capacità di riflessione autonoma sui contenuti del programma con lo scopo di acquisire capacità di apprendimento in vista degli sviluppi futuri del settore

L’insegnamento ripercorre la storia dell’ottica e i concetti via via introdotti nei secoli, dalle prime lenti ritrovate fino all’invenzione degli occhiali, dalla Rivoluzione Scientifica dei Seicento fino alla teoria dei quanti di inizio Novecento, senza tralasciare l’introduzione di strumenti impiegati nel campo dell’ottica e dell’optometria.

Programma esteso

Esercitazioni e-learning:
 introduzione alla statistica
 l’approccio evidence-based all’esame optometrico
 esercizi

Lezioni in presenza e e-learning con programma suddiviso in quattro parti:

PARTE 1

Lente di Layard
Storia del vetro
Storia dell’invenzione degli occhiali
Storia delle lenti a contatto
Alhazen, Rucellai, Mauròlico, Della Porta: tra Medioevo e Rinascimento

PARTE 2

Galileo, Keplero, Newton e il telescopio: Seicento, il secolo della Rivoluzione Scientifica
Snell, Cartesio, Fermat: legge della rifrazione
Roemer: misura della velocità della luce
Grimaldi, Huygens e Newton: teorie ondulatoria e corpuscolare

PARTE 3

Malus, Fresnel, Arago, Rayleigh: la polarizzazione
Young e Fresnel: interferenza e diffrazione
Gauss, Brewster, Maxwell, Hertz, Michelson, Planck, Einstein, De Broglie: l’ottica dell’Ottocento fino alla teoria dei quanti di inizio Novecento
Fraunhofer, Planck, Stefan, Boltzmann, Wien, Edison, Volta, Davy, Einstein, Maiman: righe spettrali, radiazione termica, emissione spontanea e stimolata, varie sorgenti di luce e loro spettri di emissione

PARTE 4

Hooke, Donders, Snellen: misura del visus, del potere delle lenti e refrazione
Weber, Michelson: la sensibilità al contrasto
Scheiner, Porterfield, Paremt, Burow, Badal, Young: l’optometro
von Helmholtz, Placido, Stokes, Donders, Scheimpflug: dal cheratometro, al topografo, alle moderne tomografie
Galileo, Rayleigh, Strehl, Donders, Gullstrand: microscopio, potere risolutivo, lampada a fessura
Hartmann-Shack, Tscherning: aberrometria oculare

Laboratorio:
Attività di laboratorio sulle tecniche di imaging dell'occhio e di misurazione di parametri oculari utilizzate in optometria, esercizi sull'analisi dei dati

Prerequisiti

Nozioni di matematica e fisica acquisite nel primo anno del corso di laurea

Modalità didattica

L'insegnamento prevede compessivamente 6 cfu, di cui 4 cfu dedicati agli argomenti suddivisi in quattro parti riportati nel programma dettagliato, 1 cfu di esercitazione in modalità e-learning e 1 cfu di attività di laboratorio (le attività di laboratorio con frequenza obbligatoria).
In particolare, le ore previste sono le seguenti:

24 ore di lezioni di tipo eragoativo in presenza;
8 ore di tipo erogativo e-learning;
12 ore di esercitazioni e-learning;
12 ore di attività di laboratorio di tipo interattivo in presenza con frequenza obbligatoria.

Materiale didattico

appunti forniti dal docente tramite la piattaforma e-learning (capitoli pdf + slides delle lezioni)
F.W. Sears, Ottica, CEA, capitoli da 7 a 12 inclusi
tracce di laboratorio fornite dal docente tramite la piattaforma e-learning

Periodo di erogazione dell'insegnamento

primo semestre

Modalità di verifica del profitto e valutazione

L’esame consiste in due prove: (i) scritto, (ii) orale.

Lo scopo della prova scritta è la verifica estensiva della preparazione sul programma d'esame.

Lo scopo della prova orale è la verifica della capacità di riflessione autonoma sugli argomenti del programma.

Durante il semestre, saranno proposti cinque test scritti in itinere (domande a scelta multipla, brevi esercizi, costruzioni grafiche o richieste simili), ognuno su una parte del programma (quattro parti del programma delle lezioni frontali e introduzine alla statistica), in date comunicate dal docente tramite la piattaforma e-learning.

In alternativa, gli studenti potranno affrontare la prova scritta nel giorno dell’appello ufficiale d’esame. Il test scritto nel giorno dell’appello ufficiale sarà suddiviso in cinque parti affinché chi abbia superato solo una, due, tre oppure quattro test parziali in itinere o in appelli precedenti possa limitarsi a svolgere la/e parte/i mancante/i o parti in cui abbia ottenuto esito negativo in prove precedenti.

Per accedere all’orale sarà necessario:

· essere in regola con le ore di frequenza obbligatoria al laboratorio (sono ammesse, al massimo, tre ore di assenza compresi ingressi posticipati o uscite anticipate); gli studenti che non frequenteranno il minimo di ore di laboratorio non potranno sostenere l’esame, se non frequentando le ore di laboratorio in un anno accademico successivo.

· ottenere la sufficienza negli scritti di tutte le cinque parti del programma (nelle prove in itinere o durante gli scritti degli appelli ufficiali).

La prova orale consisterà in un colloquio e riguarderà il programma svolto.

L'esame potrà essere eventualmente svolto in inglese. Per la prova scritta, lo studente dovrà richiederlo espressamente al docente con almeno una settimana di anticipo rispetto alla data dell'esame.

Orario di ricevimento

su appuntamento da concordare via email

Sustainable Development Goals

SALUTE E BENESSERE

Esporta

Aims

The objectives fall within the area of "Professional training" and refer to the following Dublin Descriptors:

1 – Knowledge and understanding

Acquire knowledge of the key stages in the historical development of optics and optometry
Acquire knowledge of the foundations of physical optics, starting from interference and diffraction introduced in the 19th century up to quantum theory in the early 20th century
Acquire knowledge of the historical development of the instruments used in the optometric field since the 19th century

2 – Applying knowledge and understanding

Acquire skills in the use of certain instruments commonly used in optometric practice
Acquire basic statistical skills for processing experimental data
Acquire skills in applying the scientific method, which is essential both for understanding the topics covered and for applying them to professional practice
Acquire the ability to understand the principles of physical optics underlying instruments and devices used in optometric practice, as well as those underlying the visual system

3 – Making judgements

Develop the ability to reflect independently on the course content in order to acquire autonomous judgement

4 – Communication skills

Acquire communication skills related to the course content, both in terms of historical aspects and the historical evolution of the field, as well as the concepts of physical optics developed from the 19th century onwards

5 – Learning skills

Develop the ability to reflect independently on the course content in order to acquire learning skills with a view to future developments in the field

The course concerns the history of optics and the concepts of physical optics developed in the last centuries, from the first lenses to spectacles, from the optics of the Seventeenth century to quantum optics, including the evolution of the main instrumentation applied in the field of optics and optometry.

Detailed program

E-learning activities:
• Introduction to statistics
• The evidence-based approach to the optometric examination
• Exercises

In-person and e-learning lectures concerning the following four parts of the program:

PART 1
• The Layard lens
• History of glass
• History of the invention of spectacles
• History of contact lenses
• Alhazen, Rucellai, Maurolico, and Della Porta: from the Middle Ages to the Renaissance

PART 2
• Galileo, Kepler, Newton, and the telescope: the seventeenth century and the Scientific Revolution
• Snell, Descartes, and Fermat: the law of refraction
• Rømer: measurement of the speed of light
• Grimaldi, Huygens, and Newton: wave and corpuscular theories of light

PART 3
• Malus, Fresnel, Arago, and Rayleigh: polarization
• Young and Fresnel: interference and diffraction
• Gauss, Brewster, Maxwell, Hertz, Michelson, Planck, Einstein, and de Broglie: nineteenth-century optics up to the quantum theory of the early twentieth century
• Fraunhofer, Planck, Stefan, Boltzmann, Wien, Edison, Volta, Davy, Einstein, and Maiman: spectral lines, thermal radiation, spontaneous and stimulated emission, different light sources, and their emission spectra

PART 4
• Hooke, Donders, and Snellen: measurement of visual acuity, lens power, and refraction
• Weber and Michelson: contrast sensitivity
• Scheiner, Porterfield, Paremt, Burow, Badal, and Young: the optometer
• von Helmholtz, Placido, Stokes, Donders, and Scheimpflug: from the keratometer and corneal topographer to modern ocular tomography
• Galileo, Rayleigh, Strehl, Donders, and Gullstrand: the microscope, resolving power, and the slit lamp
• Hartmann–Shack and Tscherning: ocular aberrometry

Laboratory:
Laboratory activities on eye-imaging techniques and the measurement of ocular parameters used in optometry, together with data-analysis exercises.
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Prerequisites

Concepts of mathematics and physics of the first year of the Degree in Optics and optometry

Teaching form

The course corresponds to a total of 6 ECTS credits, of which 4 ECTS credits are devoted to the topics divided into the four parts listed in the detailed syllabus, 1 ECTS credit to e-learning exercises, and 1 ECTS credit to laboratory activities. Attendance at the laboratory activities is compulsory.
More specifically, the course includes the following:
• 24 hours of in-person lectures;
• 8 hours of online lectures;
• 12 hours of e-learning exercises;
• 12 hours of in-person interactive laboratory activities, with compulsory attendance.

Textbook and teaching resource

notes on the e-learning page of the University
F.W. Sears, Ottica, CEA, chapters 7-12
notes on the laboratory activities on the e-learning page of the University

Semester

first semester

Assessment method

The test consists of a written test and an oral test.

The purpose of the written test is the extensive verification of the preparation on the exam program.

The purpose of the oral exam is to verify the ability to autonomously thinking and discussion on the topics of the program.

During the semester, five in-itinere written tests (multiple choice questions, brief exercises, graphic constructions or similar requests) will be proposed, each one part of the program (four parts of the program and introduction on statistics), on dates communicated by the lecturer through the e-learning platform.
Alternatively, students will be able to carry out the written exam on the day of the official exam sessions. The written part of the exam on the day of the official exam will be divided into five parts so that those who have passed only one, two, three, or four partial tests in itinere or in previous exams can carry out only the part(s) missing or with previous negative result.

To access the oral, students will need to:

· Be in compliance with the mandatory attendance hours of the laboratory activities (at most, three hours of absence, including late arrivals or early exits); students who do not attend the minimum of laboratory hours will not be able to take the exam, if not attending the laboratory hours in another academic year.

· Obtain the sufficiency in the written exams of all the five parts of the program (in the in-itinere exams or during the written official exams).

The oral exam will cover the program of the course.

The exam can be done in English. For the written exam, the student must expressly request it to the lecturer at least one week in advance of the exam date.