Оптика и ядерная физика - Учебно

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Филиал в г.Ишиме
УТВЕРЖДАЮ
Директор филиала
______________ /Шилов С.П./
20.11.2014
ОПТИКА И ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа
для студентов направления подготовки:
050100.62 (44.03.05) Педагогическое образование
профиля подготовки: Математика физика
очной формы обучения
ЛИСТ СОГЛАСОВАНИЯ
От 20.11.2014
Содержание: УМК по дисциплине «Оптика и ядерная физика» для студентов направления
подготовки 050100.62 (44.03.05) Педагогическое образование профиля подготовки Математика
физика очной формы обучения.
Автор(-ы): к.п.н., доцент Журавлева Н.С.
Объем 32 стр.
Должность
Заведующий
кафедрой физикоматематических
дисциплин и
профессиональнотехнологического
образования
Председатель УМС
филиала ТюмГУ в
г.Ишиме
Начальник ОИБО
ФИО
Мамонтова
Т.С.
Дата
согласования
Результат
согласования
Примечание
16.10.2014
Рекомендовано
к электронному
изданию
Протокол заседания
кафедры от 16.10.2014
№2
Протокол заседания
УМС от 11.11.2014
№3
Поливаев
А.Г.
11.11.2014
Согласовано
Гудилова
Л.Б.
20.11.2014
Согласовано
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Филиал в г. Ишиме
Кафедра физико-математических дисциплин и профессионально-технологического образования
Журавлева Н.С.
ОПТИКА И ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа
для студентов направления подготовки:
050100.62 (44.03.05) Педагогическое образование;
профиля подготовки: Математика физика
очной формы обучения
Тюменский государственный университет
2014
Журавлева Н.С. Оптика и ядерная физика. Учебно-методический комплекс. Рабочая
программа для студентов направления подготовки 050100.62 (44.03.05) Педагогическое
образование профиля подготовки Математика физика очной формы обучения, Тюмень, 2014, 32
стр.
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВО с учетом
рекомендаций и ПрОП ВО по направлению и профилю подготовки.
Рабочая программа дисциплины (модуля) опубликована на сайте ТюмГУ: Оптика и ядерная
физика [электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.utmn.ru, раздел «Образовательная
деятельность», свободный.
Рекомендовано
к
изданию
кафедрой
физико-математических
дисциплин
и
профессионально-технологического образования. Утверждено директором филиала ТюмГУ в
г. Ишиме.
ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: к.п.н., доцент Мамонтова Т.С.
Ф.И.О., ученая степень, звание заведующего кафедрой
© Тюменский государственный университет, филиал в г. Ишиме, 2014.
© Журавлева Н.С., 2014.
Ф.И.О. автора
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа включает следующие разделы:
1.
Пояснительная записка:
1.1.
Цели и задачи дисциплины (модуля)
Цели освоения дисциплины «Оптика и ядерная физика» являются формирование у
будущего учителя физики научного мировоззрения и умения пользоваться теоретическими
методами, добиваясь при этом усвоения студентами общей структуры физической науки и
конкретных физических явлений, и в целом формирование готовности использовать знания о
современной картине мира в образовательной и профессиональной деятельности.
Задачи освоения дисциплин
- ознакомление с основными направлениями развития физической науки в области оптики,
квантовой и ядерной физики;
- овладение понятийным аппаратом (экспериментальными фактами, понятиями, законами,
теориями, методами физической науки);
- развитие мышления и формирование умений самостоятельно приобретать и применять
знания, наблюдать и объяснять физические явления в области оптики, квантовой и ядерной
физики;
- формирование познавательного интереса к физике и технике, развитие творческих
способностей;
- раскрытие взаимосвязи физики и техники, показ ее применения в производстве и
человеческой деятельности, объяснение физических процессов, протекающих в природе;
- привитие умения самостоятельно пополнять свои знания в области оптики и ядерной
физики, ориентироваться в научно–информационном потоке.
1.2.Место дисциплины в структуре образовательной программы
Дисциплина «Оптика и ядерная физика» относится к вариативной части обязательные
дисциплины. Для освоения дисциплины «Оптика и ядерная физика» используются знания, умения,
виды деятельности и установки, сформированные в ходе изучения дисциплин «Геометрия»,
«Элементарная математика», «Механика», «Электродинамика». Знания, умения и личностные
качества будущего специалиста, формируемые в процессе изучения дисциплины «Оптика и
ядерная физика», будут использоваться в дальнейшем при освоении дисциплин «История
физики», «Методика обучения и воспитания физике», «Молекулярная физика».
Таблица 1
Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими)
дисциплинами
№
п/п
Наименование
обеспечиваемых
(последующих)
дисциплин
1
История физики
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
2
Методика обучения и
воспитания физике
Молекулярная физика
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
3
Темы дисциплины необходимые для изучения обеспечиваемых
(последующих) дисциплин
1.1 1.2. 1.3 1.4 2.1 2.2 2.3
3.1
3.2
3.3
3.4
1.3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения данной
образовательной программы.
В результате освоения ОП выпускник должен обладать следующими компетенциями:
- способен использовать знания о современной естественнонаучной картине мира в
образовательной и профессиональной деятельности, применять методы математической
обработки информации, теоретического и экспериментального исследования (ОК-4).
1.4. Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине (модулю):
В результате изучение дисциплины студент должен:
Знать:
 сущности физических явлений: интерференции, дифракции, поляризации, дисперсии,
отражения и преломления света, фотоэффекта, радиоактивного распада и т.д.;
 определения основных понятий: светового луча, световой волны, углов падения,
отражения и преломления, показателя преломления, когерентности, поляризованного света,
фотона, пси-функции, нуклонов и т.д.;
 основные законы и теоремы: закон отражения и преломления света, закон Малюса, закон
Бугера, закон Рэлея, закон радиоактивного распада и т.д.;
 расчетные формулы: максимума и минимума интерференции, дифракционной решетки,
тонкой линзы, Вульфа-Брега, Бальмера, де-Бройля, Эйнштейна для фотоэффектв и т.д.;
 единицы физических величин и их размерности в СИ: кандела, люкс, люмин, диоптрий,
электрон-вольта и т.д.
Уметь:
 планировать и осуществлять учебный эксперимент по исследованию оптических
явлений;
 решать задачи с соответствующим анализом результатов и полученных выводов по
следующим темам: фотометрия, интерференция и дифракция света, законы геометрической
оптики, фотоэффект, строения атома и атомного ядра, радиоактивность;
 оценивать результаты эксперимента, готовить отчетные материалы о проведенной
исследовательской работе;
 объяснить физическую сущность явлений и процессов в природе и технике связанных с
оптическими явлениями.
Владеть:
 методологией исследования в области оптики и ядерной физики;
 системой знаний о фундаментальных физических законах и теориях, физической
сущности явлений и процессов в природе и технике;
 системой знаний по организации и постановке физического эксперимента, обладает
способностью теоретического анализа результатов наблюдений и экспериментов;
 знанием
принципиальных
схем
проведения
конкретных
экспериментов,
экспериментальных устройств и установок, компьютерной обработки результатов измерений.
2. Структура и трудоемкость дисциплины.
Семестр 6. Форма промежуточной аттестации экзамен. Общая трудоемкость дисциплины
составляет 7 зачетных единиц, 252 академических часов, из них 138 часов, выделенных на
контактную работу с преподавателем, 114 часов, выделенных на самостоятельную работу.
Таблица 2
Вид учебной работы
Всего
Семестры
часов 1 2 3 4 5
6
7
8
9
10
138
Контактная работа:
138
102
Аудиторные занятия (всего)
104
В том числе:
Лекции
34
34
Практические занятия (ПЗ)
34
36
Семинары (С)
Лабораторные занятия (ЛЗ)
34
34
Иные виды работ:
Самостоятельная
(всего):
Общая трудоемкость
ед.
работа
112
114
зач.
7
252
7
252
Э
экзамен
час
Вид промежуточной аттестации
(зачет, экзамен)
3. Тематический план
2
Модуль 1
Введение в волновую
оптику
3
4
5
6
1
2
2
1.2.
Интерференция
света
2
2
1.3.
Дифракция света
3
1.4.
Поляризация света
Всего
Модуль 2
Взаимодействие света
с веществом
Геометрическая
оптика
Квантовые свойства
излучения
Всего
Модуль 3
Волновые свойства
микрочастиц
Строение атомов и
молекул
Физика атомного ядра
4
2.1.
2.2.
2.3.
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
Физика элементарных
частиц
Всего
Итого (часов,
баллов):
Курсовая работа *
Из них в интеракт.
Итого
часов по
теме
Из них в
интерактивной
форме, в
часах
Итого
количество
баллов
7
8
9
10
2
4
10
2
5
2
4
12
20
4
10
2
2
2
12
18
2
10
2
8
2
8
6
14
12
40
22
70
2
10
30
2
12
18
4
10
Самостоятельная
работа*
Лекции *
1
1.1.
Виды учебной работы и
самостоятельная работа,
в час.
Семинарские
(практические)
занятия*
Лабораторные
занятия*
Тема
недели семестра
Таблица 3
№
5
5
4
6-7
4
8
12
12
36
6
10
8-9
6
6
4
12
28
8
10
14
14
18
36
82
18
30
8
10
10
22
4
15
10
20
4
15
10
12
2
5
38
114
64
216(+36)
10
38
40
100
10
2
1112
1314
15
4
6
4
6
2
2
12
34
12
34
30
8
2
34
5
форме
*- если предусмотрены учебным планом ОП.
4. Виды и формы оценочных средств в период текущего контроля
Технические
формы
контроля
Информации
онные
системы и
технологии
2
2
1
10
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
2
1
1
10
5
Всего
4
4
4
2
4
4
6
2
30
2.1.Взаимодействие
света с веществом
2.2.Геометрическая
оптика
2.3.Квантовые
свойства излучения
1
1
1
1
2
2
2
1
1
1
1
1
2
2
1
1
1
1
2
2
2
Всего
3
3
3
3
5
6
6
3.1.Волновые
свойства
микрочастиц
3.2.Строение атомов
и молекул
3.3.Физика атомного
ядра
3.4.Физика
элементарных частиц
1
1
1
1
1
1
Всего
Итого
5
другие формы
1
электронные
практикумы
1
комплексные
ситуационные
задания
1
программы
компьютерного
тестирования
1
Решение задач
1
реферат
1
тест
1
контрольная
работа
1
лабораторная
работа
1.1. Введение в
волновую оптику
1.2. Интерференция
света
1.3. Дифракция света
1.4. Поляризация
света
коллоквиумы
ответ на семинаре
Письменные работы
собеседование
Устный опрос
Итого количество баллов
Таблица 4
№ Темы
Модуль 1
1
1
5
Модуль 2
10
1
10
10
1
30
Модуль 3
1
1
3
2
5
15
2
3
2
6
15
2
5
15
40
100
1
1
5
2
2
3
2
5
7
4
5. Содержание дисциплины.
Введение в волновую оптику
Предмет и методы оптики. Краткий исторический обзор развития учения о свете.
Фотометрия и ее законы.
Интерференция света
Явление интерференции. Временная и пространственная когерентность. Способы
наблюдения интерференции: схема Юнга, би-зеркало
и би-призма Френеля, би-линза.
Интерференция в тонких пленках. Кольца Ньютона. Интерферометры. Просветление линз.
Дифракция света
Явление дифракции. Принцип Гюйгенса–Френеля. Зоны Френеля. Дифракция Френеля и
дифракция Фраунгофера. Дифракция Френеля на круглом отверстии.
Дифракция Фраунгофера на щели. Дифракционная решетка. Дифракция рентгеновских
лучей. Формула Вульфа–Брегга.
Поляризация света
Явление поляризации света. Линейная, эллиптическая и круговая поляризация.
Поляризаторы и анализаторы. Закон Малюса. Поляризация света при двойном лучепреломлении.
Искусственная оптическая анизотропия. Вращение плоскости поляризации.
Взаимодействие света с веществом
Явление дисперсии света. Нормальная и аномальная дисперсии. Поглощение света в
веществе. Коэффициент поглощения. Электронная теория дисперсии и поглощения света
Рассеяние света. Закон Рэлея. Оптические явления в природе.
Геометрическая оптика
Понятие светового луча. Принцип Ферма. Законы отражения и преломления света. Полное
отражение. Призмы, зеркала, тонкие линзы. Аберрации линз.
Оптические приборы: лупа, микроскоп, телескоп, фотоаппарат, проекционные аппараты.
Глаз как оптическая система.
Введение в квантовую физику
Предмет и методы квантовой физики. Краткий исторический обзор квантовых
представлений.
Квантовые свойства излучения
Фотоны. Фотоэлектрический эффект. Уравнение Эйнштейна. Фотоэлементы и
фотоумножители. Давление света. Опыты Лебедева. Эффект Комптона. Тепловое излучение.
Закон Кирхгофа. Излучение абсолютно черного тела. Распределение энергии в спектре излучения
абсолютно твердого тела. Закон Стефана–Больцмана. Закон смещения Вина. Оптические
пирометры. Формула Планка.
Опыт Боде. Флуктуации светового потока. Опыты Вавилова–Черенкова. Двойственность
представлений о свете.
Волновые свойства микрочастиц
Дифракция электронов. Гипотеза Де–Бройля. Волны Де–Бройля.
Соотношение неопределенностей Гейзенберга. Волновая функция и ее физический смысл.
Уравнение Шредингера. Квантование энергии частицы в потенциальной яме и при прохождении
квантового барьера.
Строение атомов и молекул
Опыты Резерфорда. Постулаты Бора. Опыты Франка и Герца. Атом водорода по Бору.
Квантование момента импульса и его проекции для электрона в атоме. Опыты Штерна и
Герлаха. Спин Электрона. Магнетон Бора. Квантовые числа электронов в атоме. Принцип Паули.
Периодическая система элементов Менделеева.
Природа характеристических рентгеновских спектров. Закон Мозоли.
Физика атомного ядра
Состав ядра. Нуклоны. Заряд и массовое число. Изотопы и изобары. Оболочечная и
капельная модель ядра.
Естественная радиоактивность. Законы радиоактивных превращений. Теория –, –, – и
нейтронного распадов.
Деление ядер. Цепная реакция. Ядерные реакции.
Реакция синтеза, проблема управляемого термоядерного синтеза. Ядерная энергетика.
Проблема радиационной экологии. Защита от ядерных излучений.
Физика элементарных частиц
Фундаментальные взаимодействия и их классификация. Понятие об элементарных
частицах. Взаимодействие элементарных частиц и законы сохранения в микромире. Частицы и
античастицы.
Фундаментальные частицы. Частицы–участники и частицы –переносчики взаимодействия.
Кварковая модель адронов.
Устройства для фиксации элементарных частиц.
6. Планы семинарских занятий.
Элементы фотометрии
1. Повторение теоретического материала темы занятий.
2. Практическое применение теоретического материала при решении задач.
3. Контроль за самостоятельным изучением теоретического материала.
Рассматриваемые вопросы
1. Основные понятия фотометрии.
2. Законы фотометрии.
3. Фотометры.
I. Подготовка к занятию
1. Повторить теоретический материал:
Дать определение, ввести размерность:
 точечного источника
 светового потока
 силы света
 телесного угла
 освещенности
 яркости
 светимости
 интенсивности светового потока
Записать формулы:
 силы света
 освещенности
 яркости
 светимости
 закона освещенности
Цель:
2. Законспектировать материал, выносимый на самостоятельное изучение: «Фотометры».
3. Законспектировать решение задачи:
Экран расположен на расстоянии 2 м от точечного источника, сила света которого /„ = 50 кд. Как
изменится освещенность в центре экрана, если параллельно ему на расстоянии 1 м по другую сторону от
источника поставить плоское зеркало?
Р е ш е н и е . Без зеркала освещенность в точке А создается источником S (рис.1); она
равна Е 1 = I/ l 2 = 12, 5 лк.
S`
☼
+
☼
a
S
a
A
l
Зеркало
Экран
Рис. 1
Помещение зеркала аналогично появлению второго источника S` на расстоянии /' = / + 2а
= 4 м от экрана. В этом случае освещенность в центре экрана равна сумме освещенностей,
создаваемых двумя источниками S и S`:
E2= I/l2 + I/(l + 2a)2 = (50/4 + 50/16) лк=15,6 лк.
Установка зеркала позволяет более полно использовать световой поток от источника
для освещения поверхности экрана.
II. Работа в аудитории
1. Вопросы, выносимые на обсуждение:
а) Источник света представляет собой равномерно светящуюся сферическую поверхность.
Как будет изменяться яркость источника, если приближаться к нему? Удаляться от него?
б) С какой целью электрические лампы часто делают из матового стекла?
2. Практический блок.
1. Отчет по самостоятельному изучению материала
2. Решение задач в аудитории по сборникам
3.Решение задач домашнего задания:
Интерференция света
Цель: 1. Повторение теоретического материала темы занятий.
2. Практическое применение теоретического материала при решении задач.
3. Контроль за самостоятельным изучением теоретического материала.
Рассматриваемые вопросы
1. Когерентность световых волн и способы ее осуществления.
2. Оптическая длина пути, условия максимума и минимума интерференции.
3. Интерферометры.
4. Применение интерференции в технике.
I. Подготовка к занятию
1. Повторить теоретический материал:
1. Дать определение:
 интерференции
 когерентности
 временной когерентности
 пространственной когерентности
 оптической разности хода
2. Записать формулы:
 условия максимума для интерференции
 условия минимума для интерференции
 для определения радиуса колец Ньютона
2. Указать способы получения когерентных лучей и описать ход лучей в каждом способе.
3. Законспектировать материал, выносимый на самостоятельное изучение:
«Интерферометры»
II. Работа в аудитории
1. Вопросы, выносимые на обсуждение:
а) Как изменится интерференционная картина, если установку поместить в воду?
б) Почему не возникает интерференции от двух фар удаленной автомашины?
в) Почему по мере удаления от центра кольца Ньютона располагаются все более тесно?
г) Почему масляные пятна на поверхности воды имеют радужную окраску?
д) Почему цвет одного и того же места поверхности мыльного пузыря непрерывно
изменяется?
2. Практический блок.
1. Отчет по самостоятельному изучению материала
2. Решение задач в аудитории по сборникам
3. Решение задач домашнего задания.
Цель:
Дифракция света
1. Повторение теоретического материала темы занятий.
2. Практическое применение теоретического материала при решении задач.
3. Контроль за самостоятельным изучением теоретического материала.
Рассматриваемые вопросы
1. Принцип Гюйгенса-Френеля.
2. Дифракция Френеля.
3. Дифракция Фраунгофера.
4. Дифракционная решетка.
I. Подготовка к занятию
1. Повторить теоретический материал:
1. Дать определение:
 зоны Френеля
 дифракции
 дифракция Фраунгофера
 дифракция Френеля
 дифракционной решетки
 постоянной дифракционной решетки
2. Записать формулы:
 условия максимума для дифракционной решетки
 Вульфа-Брега
2. Ответить письменно на вопрос:
Как будет изменяться картина на экране при дифракции Френеля на малом отверстии при
приближении или удаления экрана наблюдения к (от) препятствию (я)? Почему?
3. Законспектировать материал, выносимый на самостоятельное изучение:
«Дифракционная решетка и ее характеристики»
II. Работа в аудитории
1. Вопросы, выносимые на обсуждение:
а) Почему дифракция звуковых волн более очевидна в повседневном опыте, чем дифракция
световых волн?
б) Каким способом можно изготовить дифракционную решетку?
в) Как изменится дифракционная картина, если экран удалять от дифракционной решетки?
Почему?
2. Практический блок.
1. Отчет по самостоятельному изучению материала
2. Решение задач в аудитории по сборникам
3. Решение задач домашнего задания
Основные законы геометрической оптики
Цель: 1. Повторение теоретического материала темы занятий.
2. Практическое применение теоретического материала при решении задач.
Рассматриваемые вопросы
1. Основные понятия геометрической оптики.
2. Основные законы геометрической оптики.
I. Подготовка к занятию
1. Повторить теоретический материал:
1. Дать определение:
 светового луча
 принципа Ферма
 закона отражения
 закона преломления
 угла падения
 угла преломления
 абсолютного показателя преломления
 относительного показателя преломления
 полного отражения
2. Записать формулы:
 закона отражения
 закона преломления
 предельного угла полного отражения
2. Законспектировать решение задачи:
На дне реки глубиной 2 м лежит предмет. Где будет видеть его изображение человек, луч
зрения которого составляет угол 30° с перпендикуляром к поверхности воды?
Дано
Н=2м
β =30°
Найти
h, f - ?
Решение
Изображение предмета будет находиться в т. А1 пересечения продолжение преломленных лучей.
Точка А1 смещена относительно точки А на расстоянии
(Н – h)
по вертикали и на расстояние f по горизонтали.
Из треугольников А1ОС и А1 OD имеем:
f1 – f = h tgβ
f2 – f = h tgβ1
1
Из треугольников АКС и АКD имеем:
f1 = H tgα
f2 = H tgα1
2
Углы α1 и β1 можно представить как
α1 = α + Δ α
β1 = β + Δ β
Очевидно, что Δ α и Δ β малы, так как они дают разницу в углах падения и преломления луча в
глазе наблюдателя.
Из уравнений 1 получаем
f = f1 – h tgβ = f2 - h tg(β + Δ β)
Подставим значение уравнений 2, получим
f = H tgα – h tgβ = H tg(α + Δ α) – h tg(β + Δ β)
или
hH
tg (   )  tg
sin  cos  cos(    )
H
tg (    )  tg
cos cos(   ) sin 
Учитывая малость углов Δ α и Δ β:
sin Δ β= Δ β; sin Δ α= Δ α; cos Δ α= 1; cos Δ β=1
получаем
соs2  • ∆
:
h = Н ———————
соs2  • ∆
Из законов преломления
sin / sin = 1/n
sin( +∆) / sin( + ∆) = 1/n
sin  sin(    ) sin  cos   cos sin 


sin  sin(    ) sin  cos   cos  sin 
sin sin +∆ sincos = sin sin +∆ sincos 
 sin  cos 
cos 


 sin  cos n cos
Окончательно
cos 
(
)
cos
3
H
h 
n
Из закона преломления, зная, что показатель преломления воды 1,33, находим h = 1,22 м f=0,104
м.
II. Работа в аудитории
1. Вопросы, выносимые на обсуждение:
а) В каких случаях можно пользоваться представлением о световом луче?
б) В какой среде лучи света могут быть криволинейными?
в) В каких случаях свет, переходя из одной среды в другую, не преломляется?
г) Почему сидя у костра, мы видим предметы по другую сторону костра колеблющимися?
д) Почему трудно попасть в камень, лежащий на глубине в несколько десятков сантиметров,
если вы стоите на берегу?
2. Практический блок.
1. Применить принцип Ферма для доказательства закона отражения.
2. Решение задач в аудитории по сборникам
3. Решение задач домашнего задания
Оптические системы
Цель: 1. Повторение теоретического материала темы занятий.
2. Практическое применение теоретического материала при решении задач.
3. Контроль за самостоятельным изучением теоретического материала.
4.Формирование умений студентов строить изображение в зеркалах и линзах.
Рассматриваемые вопросы
1. Основные элементы оптических систем.
2. Сложные оптические системы.
I. Подготовка к занятию
1. Повторить теоретический материал:
1.Дать определение:
 фокуса сферического зеркала
 фокусного расстояния зеркала
 оптического центра зеркала
 оптической силы зеркала
 преломляющего угла призмы
 линзы
 фокуса линзы
 оптического центра линзы
 фокусного расстояния линзы
 оптической силы линзы
 фокальной плоскости линзы
2. Записать формулы:
 оптической силы зеркала
 увеличения зеркала
 угла отклонения лучей призмы
 главного фокусного расстояния линзы
 тонкой линзы
 поперечного увеличения линзы
 углового увеличения линзы
 продольного увеличения линзы.
2. Законспектировать материал, выносимый на самостоятельное изучение: «Оптические
приборы: лупа, микроскоп, телескоп», «Глаз – как оптическая система»
II. Работа в аудитории
1. Вопросы, выносимые на обсуждение
а) Почему на автобусах с наружной стороны устанавливают выпуклые зеркала?
б) В каких случаях получается действительное изображение, а в каких – мнимое?
2. Практический блок
1. Отчет по самостоятельному изучению материала
2. Решение задач в аудитории по сборникам
3. Решение задач домашнего задания
Поляризация света
1. Повторение теоретического материала темы занятий.
2. Практическое применение теоретического материала при решении задач.
Рассматриваемые вопросы:
1. Явление поляризации света.
2. Способы поляризации света.
3. Вращение плоскости поляризации
I. Подготовка к занятию
1. Повторить теоретический материал:
1. Дать определение:
 естественного света
 поляризованного света
 линейно поляризованного света
Цель:
 частично поляризованного света
 плоскости поляризации
 поляризатора
 анализатора
 закона Малюса
2. Записать формулы:
 угла Брюстера
 закон Малюса.
2. Ответить письменно на вопрос:
Почему при повороте анализатора меняется окраска изображения, полученного с помощью
света, прошедшего поляризатор, кварцевую пластину и анализатор?
II. Работа в аудитории
1. Вопросы, выносимые на обсуждение
а) Что будет, если при получении эллиптический поляризационного света на
кристаллическую пластинку будет падать естественный свет?
б) Почему вращают плоскость поляризации оптический активные вещества?
2. Практический блок
1. Решение задач в аудитории по сборникам
2. Решение задач домашнего задания
Квантовые свойства света
Цель: 1. Повторение теоретического материала темы занятий.
2. Практическое применение теоретического материала при решении задач.
3. Контроль за самостоятельным изучением теоретического материала.
Рассматриваемые вопросы:
1. Тепловое излучение.
2. Фотоэффект.
3. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта
I. Подготовка к занятию
1. Повторить теоретический материал:
1. Дать определение, ввести понятие:
 кванта
 фотоэффекта
 тока насыщения
 1-3 закон фотоэффекта
 красной границы фотоэффекта
 теплового излучения
 энергетической светимости
 испускательной способности
 поглащательной способности
 абсолютно черного тела
 функции Кирхгофа
 закона Стефана – Больцмана
 закона смещения Вина
2. Записать формулы:
 энергия кванта
 уравнения Эйнштейна
 красной границы фотоэффекта
 функции Кирхгофа
 закона Стефана – Больцмана
 закона смещения Вина
 формулы Планка
2. Письменно ответить на вопрос: Как измерить постоянную Планка?
3. Законспектировать материал, выносимый на самостоятельное изучение: «Фотоэлементы и
их применение», «Оптические пирометры»
II. Работа в аудитории
1. Вопросы, выносимые на обсуждение
а) Через вакуумный фотоэлемент протекает фототок насыщения. Если заполнить этот
фотоэлемент инертным газом, то сила фототока при той же освещенности резко изменяется. Как и
почему?
б) Почему для изготовления газонаполненных фотоэлементов обычно используют
инертные газы?
в) Излучает ли электромагнитные волны книга, которую вы читаете?
г) Почему температура всех тел в не отапливаемом помещении одинакова?
д) Как можно измерить температуру тела на расстоянии?
2. Практический блок
1. Отчет по самостоятельному изучению материала
2. Решение задач в аудитории по сборникам
3. Решение задач домашнего задания
Планетарная модель атома.
Постулаты Бора
Цель: 1. Повторение теоретического материала темы занятий.
2. Практическое применение теоретического материала при решении задач.
Рассматриваемые вопросы
1. Опыты Резерфорда по рассеиванию α-частиц
2. Планетарная модель атома.
3. Постулаты Бора.
4. Спектр водорода по Бору.
5. Квантование энергии, момента импульса электрона.
6. Спин электрона.
I. Подготовка к занятию
1. Повторить теоретический материал.
1. Дать определение:
 планетарной модели атома
 первого постулата Бора
 второго постулата Бора
 спектральной серии
2. Записать формулы:
 постоянной Ридберга
 обобщенной формулы Бальмера
 радиуса стационарной орбиты электрона
 квантования энергии
 квантования момента импульса
 магнитома Бора
II. Работа в аудитории
1. Вопросы, выносимые на обсуждение.
а) Для какой цели в опыте Резерфорда применялся люминесцирующий экран?
б) В чем заключается противоречие между ядерной моделью атома Резерфорда и законами
классической физики?
в) Чем определяется частота излучения атома водорода по теории Бора?
г) Какое состояние атома называется возбужденным?
д) Какая величина, характеризующая физическое состояние атома, по теории Бора должна
быть квантованной?
2. Практический блок.
1. Решение задач в аудитории по сборникам
2. Решение задач домашнего задания
Радиоактивность
Цель: 1. Повторение теоретического материала темы занятий.
2. Практическое применение теоретического материала при решении задач.
Рассматриваемые вопросы
1. Опыты Резерфорда по рассеиванию α-частиц
2. Планетарная модель атома.
3. Постулаты Бора.
4. Спектр водорода по Бору.
5. Квантование энергии, момента импульса электрона.
6. Спин электрона.
I. Подготовка к занятию
1. Повторить теоретический материал.
1. Дать определение:
 радиоактивности
 естественной радиоактивности
 закона радиоактивности
 постоянной распада
 периода полураспада
 изотопа
 средней времени жизни изотопа
 закона сохранения зарядового числа
 закон сохранения массового числа
 материнского ядра
 дочернего ядра
  - излучения
2. Записать формулы:
 закона убывания радиоактивного вещества
 закона радиоактивного распада
 количества распавшихся ядер
 периода полураспада
 среднего времени жизни изотопа
  - распада
  - распада: электронный, позитронный, электронный захват
 спонтанного деления тяжелых ядер
II. Работа в аудитории
1. Вопросы, выносимые на обсуждение:
а) Чем сопровождается естественная радиоактивность?
б) Что означает знак «-»в законе убывания радиоактивности вещества?
в) Что происходит, если образовавшиеся ядра при радиоактивном распаде радиоактивны?
г) Какие крупные семейства естественно радиоактивных веществ вы знаете?
д) Какие существуют виды радиоактивного распада?
е) В чем заключен закон смещения при радиоактивных распадах?
2. Практический блок.
1. Решение задач в аудитории по сборникам
2. Решение задач домашнего задания
Ядерные реакции
Цель: 1. Повторение теоретического материала темы занятий.
2. Практическое применение теоретического материала при решении задач.
3. Контроль за самостоятельным изучением теоретического материала.
Рассматриваемые вопросы
1. Ядерные реакции.
2. Цепная ядерная реакция.
3. Термоядерная реакция.
I. Подготовка к занятию
1. Повторить теоретический материал.
1. Дать определение, формулировку:
 ядерной реакции
 экзоэнергетической реакции
 эндоэнергетической реакции
 цепной реакции
 термоядерной реакции
2. Записать формулы:
 схемы ядерной реакции
 энергии ядерной реакции
 ядерной реакции под действием -частиц
 ядерной реакции под действием протонов
 ядерной реакции под действием нейтронов
 термоядерной реакции
II. Работа в аудитории
1. Вопросы, выносимые на обсуждение:
а) Как можно осуществить цепную ядерную реакцию?
б) Имеется ли предел у мощности термоядерного взрыва?
в) Почему мощность атомного взрыва не может превзойти определенного предела?
2. Практический блок.
1. Решение задач в аудитории по сборникам
7. Темы лабораторных работ (Лабораторный практикум).
1. Определение длины световой волны лазерного излучения при помощи дифракционной
решетки.
2. Определение главного фокусного расстояния методом Бесселя.
3. Исследование оптической силы линзы.
4. Исследование силы света и удельной мощности лампы накаливания.
5. Определение показателя преломления различных веществ.
6. Исследование показателя преломления жидких веществ.
7. Определение длиной световой волны с помощью бипризмы Френеля.
8. Исследование спектров поглощения и пропускания.
9. Исследование спектра водорода.
10. Рефрактометры и работа с ними.
11. Исследование селенового фотоэлемента.
12. Определение постоянной Планка.
13. Изучение интерференции лазерного излучения (опыт Юнга).
14. Изучение поляризованного света, отраженного от поверхности диэлектрика.
15. Изучение закона Малюса.
16. Определение горизонтального и вертикального полей зрения глаза.
17. Определение разрешающей способности глаза.
8. Примерная тематика курсовых работ (если они предусмотрены учебным планом ОП).
Курсовые работы не предусмотрены
9. Учебно-методическое обеспечение и планирование самостоятельной работы студентов.
Таблица5
№
Модули и темы
Виды СРС
Неделя Объем
семестра
часов
дополнительные
обязательные
1
2
3
Кол-во
баллов
4
5
6
7
Решение задач
1
4
3
Решение задач
2
12
8
Решение задач
3
12
8
Решение задач
4
12
3
40
22
12
8
Модуль 1
1.1 Введение в
волновую оптику
1.2 Интерференция
света
1.3 Дифракция света
1.4 Поляризация света
Изучение теоретического
материала по конспектам
лекций. Подготовка к
практическим и
лабораторным занятиям
Написание реферата
Изучение теоретического
материала по конспектам
лекций. Подготовка к
практическим и
лабораторным занятиям
Написание реферата
Изучение теоретического
материала:
Интерферометры.
Изучение теоретического
материала по конспектам
лекций. Подготовка к
практическим и
лабораторным занятиям
Написание реферата
Изучение теоретического
материала:
Дифракционная решетка.
Дифракция
рентгеновских лучей.
Формула Вульфа–Брегга.
Изучение теоретического
материала по конспектам
лекций. Подготовка к
практическим и
лабораторным занятиям
Написание реферата
Изучение теоретического
материала:
Вращение плоскости
поляризации.
Всего
Модуль 2
2.1. Взаимодействие
света с веществом
Изучение теоретического
материала по конспектам
лекций. Подготовка к
практическим занятиям
Написание реферата
Изучение теоретического
материала:
Оптические явления в
природе.
Решение задач
5
2.2. Геометрическая
оптика
2.3. Квантовые свойства
излучения
Изучение теоретического
материала по конспектам
лекций. Подготовка к
практическим и
лабораторным занятиям
Написание реферата
Изучение теоретического
материала:
Аберрации линз.
Оптические приборы:
лупа, микроскоп,
телескоп, фотоаппарат,
проекционные аппараты.
Глаз как оптическая
система.
Изучение теоретического
материала по конспектам
лекций. Подготовка к
практическим и
лабораторным занятиям
Написание реферата
Изучение теоретического
материала:
Фотоэлементы и
фотоумножители.
Оптические пирометры.
Формула Планка.
Решение задач
6-7
12
8
Решение задач
8-9
12
8
36
24
Всего
Модуль 3
3.1. Волновые свойства
микрочастиц
3.2. Строение атомов и
молекул
3.3. Физика атомного
ядра
Изучение теоретического
материала по конспектам
лекций. Подготовка к
практическим и
лабораторным занятиям
Написание реферата
Изучение теоретического
материала по конспектам
лекций. Подготовка к
практическим и
лабораторным занятиям
Написание реферата
Изучение теоретического
материала:
Периодическая система
элементов Менделеева.
Природа
характеристических
рентгеновских спектров.
Закон Мозоли.
Изучение теоретического
материала по конспектам
лекций. Подготовка к
практическим и
лабораторным занятиям
Написание реферата
Изучение теоретического
материала:
Ядерная энергетика.
Проблема радиационной
экологии. Защита от
ядерных излучений.
Решение задач
10
8
3
Решение задач
11-12
10
13
Решение задач
13-14
10
13
3.4. Физика
элементарных
частиц
Изучение теоретического
материала по конспектам
лекций. Написание
реферата
Изучение теоретического
материала:
Устройства для
фиксации элементарных
частиц.
Решение задач
15
Всего
Итого
10
3
38
114
32
78
10.Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации по итогам освоения
дисциплины (модуля).
10.1 Перечень компетенций с указанием этапов их формирования в процессе освоения
образовательной программы (выдержка из матрицы компетенций):
Циклы, дисциплины (модули)
8 семестр
учебного плана ОП
Индекс компетенции
Оптика и ядерная физика
Общекультурные
Код
компетенции
компетенции
ОК-4
+
Виды аттестации
ФОС
УФ-1
+
ПФ-4
+
ПФ-5
+
Текущая (по
дисциплине)
ПФ-6
+
ПФ-10
+
ИС-4
+
Промежуточная
ПФ- 13
+
(по дисциплине)
УФ-13
Код
компетенции
10.2 Описание показателей и критериев оценивания компетенций на различных этапах их
формирования, описание шкал оценивания:
Таблица 6
Карта критериев оценивания компетенций
Критерии в соответствии с уровнем освоения ОП
пороговый
(удовл.)
61-75 баллов
базовый (хор.)
76-90 баллов
повышенный
(отл.)
91-100 баллов
Виды занятий
(лекции,
семинар
ские,
практические,
лабораторные)
Оценочные
средства
(тесты,
творческие
работы,
проекты и др.)
ОК-4
Знает:
Знает:
Знает:
- основные
понятия и
законы оптики и
ядерной физики
как основу
научного
мировоззрения;
- оптическое
объяснение ряда
природных
явлений.
- основные
понятия,
законы, основы
оптики и
ядерной
физики,
лежащие в
основе
современной
картины мира,
- элементы
научного
познания
оптических
явлений
- основные
оптические понятия,
законы, теории и
методы
исследований,
лежащие в основе
современной
физической науки;
- элементы научного
познания
оптических явлений.
Умеет:
Умеет:
- применять
законы и
закономерност
и оптики и
ядерной
физики к
решению
практических
задач;
- пользоваться
основными
оптическими
приборами
и
устройствами;
устанавливать
связь оптики и
ядерной
физики
с
естественнофилософскими
науками.
Умеет:
- применять теории,
лежащие в основе
оптики и ядерной
физики, к решению
практических задач;
- пользоваться
оптическими
устройствами при
наблюдении и
измерениях;
- пользоваться
электродинамическо
й , ядерной теориями
при объяснении
научного
мировоззрения.
Владеет:
- навыками
простейшего
физического
наблюдения и
его обработки.
Владеет:
- навыками
физического
наблюдения и
исследования, их
обработки и
прогнозирования.
- применять
законы оптики и
ядерной физики
к решению
простейших
задач;
- пользоваться
простейшими
оптическими
приборами;
- устанавливать
связь
оптических
законов с
философскими
воззрениями на
природные
явления.
Владеет:
- навыками
простейшего
физического
наблюдения
Лекции
Практические
занятия
Лабораторные
работы
Тест
Собеседование
Реферат
Контрольная
работа
Защита
лаб/работы
Решение задач
ОК-4
Знает:
Знает:
Знает:
- основные
понятия, законы
оптики и
ядерной физики.
- место оптики и
ядерной физики
в системе
естественных
наук
- элементы
научного
познания
- основные
понятия,
законы, теории
оптики и
ядерной
физики;
- место оптики
в системе
естественных,
технических
наук;
- элементы
научного
познания
природных
явлений
- основные понятия,
законы, теории и
методы
исследований оптики
и ядерной физики;
- место оптики и
ядерной физики в
системе
естественных,
технических наук и
ее основные отрасли
применения;
- элементы научного
познания природных
явлений и
технических
процессов.
Умеет:
Умеет:
Умеет:
- применять
законы оптики и
ядерной физики
к решению
простейших
задач;
- пользоваться
простейшими
оптическими
приборами;
- устанавливать
связь оптики и
ядерной физики
с математикой;
- объяснять
природные
явления с
оптической
точки зрения.
- умеет
применять
МПС оптики и
ядерной
физики с
естественными
науками при
решении
физических
задач;
- выбирать и
пользоваться
измерительным
и приборами
при
проведении
МП
экспериментов;
- объяснять
природные
явление на
основе связи
оптики и
естественных
наук
Владеет:
- навыками
простейшего
физического
эксперимента с
элементами
МПС и его
обработки.
- умеет применять
МПС оптики и
ядерной физики с
естественными и
математическими
дисциплинами при
решении
производственных и
технических задач;
- выбирать и
пользоваться
оборудованием при
проведении МП
экспериментов;
объяснять
природные явление и
технические
процессы на основе
связи
оптики
с
естественными
и
математическими
дисциплинами
Владеет:
- навыками
работы с
простейшим
оборудованием
при проведении
опытов и
наблюдений
Владеет:
- навыками
физического
эксперимента и
исследований с
элементами МПС
физики и других
естественных наук ,
их математической
обработки и
прогнозирования.
Лекции
Практические
занятия
Лабораторные
работы
Тест
Собеседование
Реферат
Контрольная
работа
Защита
лаб/работы
Решение задач
Выполнение
заданий
10.3 Типовые контрольные задания или иные материалы, необходимые для оценки знаний,
умений, навыков и (или) опыта деятельности, характеризующей этапы формирования
компетенций в процессе освоения образовательной программы.
Вариант входного контроля (ПФ-4)
Тест 1
1. Ход одной волны до места их наложения друг на друга 2 м, а другой – 5 м. Длина волны 1
м. В месте их наложения наблюдается
1) максимум вследствие явления дифракции
2) минимум вследствие явления интерференции
3) минимум вследствие явления дисперсии
4) максимум вследствие явления интерференции
2. При прохождении света сквозь стекло наибольшая скорость у лучей
1) синего цвета
2) оранжевого цвета
3) зеленого цвета 4) голубого цвета
3. Угол между падающим лучом и поверхностью жидкости 600, показатель преломления
жидкости 1,5. Синус угла преломления луча в этой жидкости равен
1) 0,33
2) 0,57
3) 0,47
4) 0,39
4. Синус предельного угла полного внутреннего отражения для воды 0,75. Угол падения луча
на поверхность воды от источника света, расположенного на глубине, равен 600. При этом луч
света от источника
1) не выйдет из воды в воздух
2) выйдет из воды в воздух
3) будет скользить по поверхности воды
4) выйдет или нет, зависит от его яркости
5. Расстояние от предмета до собирающей линзы 8 см, фокусное расстояние линзы 10 см.
Изображение, даваемое линзой, будет
1) мнимым, обратным и уменьшенным
2) мнимым, прямым и увеличенным
3) действительным, обратным и увеличенным
4) действительным, прямым и увеличенным
6. Высота предмета 60 см, расстояние от него до линзы 2 м, расстояние от
изображения до линзы 4 см. Высота изображения равна
1) 0,4 см
2) 1,2 см
3) 2,4 см
4) 2,8 см
7. Какая из точек (1, 2, 3 или 4 ), показанных на рисунке, является
изображением точки S в зеркале?
1) Точка 1 2) Точка 2 3) Точка 3 4) Точка 4
8. Какая из точек (1, 2, 3 или 4 ), показанных на рисунке, является
изображением точки S в собирающей линзе?
1) Точка 1
2) Точка 2
3) Точка 3 4) Точка 4
9. Изменяются ли частота и длина волны света при его переходе из
вакуума в воду? Выберите верное утверждение
1) длина волны уменьшается, частота увеличивается
2) длина волны увеличивается, частота уменьшается
3) длина волны уменьшается, частота не изменяется
4) длина волны увеличивается, частота не изменяется
10. Собирающая линза, используемая в качестве лупы, дает изображение
1) действительное увеличенное
2) мнимое уменьшенное
3) мнимое увеличенное
4) действительное уменьшенное
Вариант текущего контроля (ПФ-4)
Тест № 1
1. Энергия фотона определяется по формуле
1) hν
2) h / ν
3) ν / h 4) 1/ hν
2. Фотоэффект – это явление вырывания электронов из вещества под действием…
1) нагревания 2) пропускания тока 3) света
4) химической реакции
3. Явление фотоэффекта исследовал…
1) Ньютон 2) Фарадей
3) Эйнштейн
4) Максвелл
4. Фотон – это
1) элементарная частица, имеющая электрический заряд
2) элементарная частица, имеющая массу покоя
3) элементарная частица, имеющая энергию
4) элементарная частица, имеющая электрический заряд и энергию
5. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта имеет вид
1) hν= Ek
2) hν= Ab + Ek
3) hν= Ab - Ek 4) hν= Ek - Ab
6. Условие существования фотоэффекта
1) энергия фотона света меньше работы выхода или равна ей
2) энергия фотона света меньше работы выхода
3) энергия фотона света больше работы выхода или равна ей
4) нет правильного ответа
7. Масса движения фотона равна
1) hνс2 2) hν / с2
3) 1/ hνс2
4) с2 / hν
8. Импульс фотона равен
1) hν / с2
2) hν / с
3) 1/ hνс
4) с / hν
9. Ток насыщения при фотоэффекте наблюдается когда…
1) все фотоэлектроны достигают анода 2) половина фотоэлектронов достигают анода
3)
2/3 фотоэлектроны достигают анода
4) 3/4 фотоэлектроны достигают анода
10. Постоянная Планка равна…
1) 6,6 10 34 Дж с
2) 6,6 10 - 34 Дж с
3) 7,6 10 - 34 Дж с
4) 7,6 10 34 Дж с
11. Фотоэффект не применяется в…
1) вакуумном фотоэлементе
2)
селеновом
фотоэлементе
3)
фотоумножителях
4)термоэлементе
12. Кинетическая энергия фотоэлектронов …
1) зависит от энергии света и его интенсивности
2) зависит от интенсивности света и не зависит от его энергии
3) зависит от энергии света и не зависит от его интенсивности
5) не зависит от энергии света и его интенсивности
13. Красная граница фотоэффекта описывается
1) массой фотонов 2) частотой фотонов 3) временем жизни фотонов
4) массой и частотой фотонов
14. Красная граница фотоэффекта зависит от…
1) рода вещества
2) температуры
3) давления
4) массы
Тест № 2
1. Заряд атома…
1) положителен
2) отрицателен
3) заряд зависит от вида вещества
4) нейтрален
2. Заряд атомного ядра…
1) положителен
2) отрицателен
3) заряд зависит от вида вещества
4) нейтрален
3. Изотопы – это вещества, у которых…
1) одинаковый заряд, но разные массы ядер
2) одинаковые массы, но разные заряды ядер
3) одинаковые массы и заряды ядер
4) одинаковые химические свойства
4. Атомное ядро состоит из…
1) протонов и электронов
2) нейтронов и электронов 3) протонов и нейтронов
4) только протонов
5. В ядре атома гелия 24 He протонов …
1) один
2) два
3) шесть
4) восемь
6. В ядре атома водорода 11 H протонов …
1) один
2) два
3) не одного 4) три
7. В атоме гелия 24 He электронов …
1) один
2) два
3) шесть
4) восемь
8. В атоме водорода 11 H электронов …
1) один
2) два
3) не одного 4) три
9. В ядре атома водорода 11 H нейтронов …
1) один
2) два
3) не одного 4) три
10. В ядре атома гелия 24 He нейтронов …
1) один
2) два
3) шесть
4) восемь
11. Электрон заряжен ….
1) положительно
2) отрицательно
3) нейтрален 4) заряд зависит от вида вещества, в
котором присутствует данный электрон
12. Протон заряжен ….
1) положительно
2) отрицательно
3) нейтрален 4) заряд зависит от вида вещества, в
котором присутствует данный электрон
13. Нейтрон заряжен ….
1) положительно
2) отрицательно
3) нейтрален 4) заряд зависит от вида вещества, в
котором присутствует данный электрон
14. В ядре атома азота 714N
1) 7 протонов
2) 14 протонов
3) 21 протона
4) ни одного
9
15. В ядре атома бора 4 Ве
1) 4 нейтрона
2) 9 нейтронов
3) 2 нейтрона
4) 5 нейтронов
Контрольная работа (ПФ-6)
Вариант 1
1. Падая на две щели, расположенные на расстоянии 0,0026 мм друг от друга,
монохроматический свет образует полосу четвертого порядка под углом 60. Чему равна длина
волны падающего света?
2. В дно водоема глубиной 2 м вбита свая, на 1 м выступающая из воды. Определить длину
тени сваи на дне, если высота солнца над землей 700.
3. Какой длины световая волна должна падать на цезий (Ав=7,2 10-19 Дж), чтобы
максимальная скорость фотоэлектронов 2 Мм/с?
4. Построить изображение в линзе
Вариативный список возможных тем рефератов (ПФ-10)
1. Нелинейные явления в оптике.
2. «Ультрафиолетовая катастрофа»
3. Электронный микроскоп.
4. Дмитрий Иванович Менделеев и его вклад в физику атомного ядра.
5. Применение фотолюминесценции.
6. Ядерная энергетика и ее экологические проблемы.
7. Модели атомного ядра.
8. Движение частицы в потенциальной яме
9. Движение частицы сквозь потенциальный барьер
10. Туннельный эффект
11. Элементарная теория атома по Бору.
12. Гармонический осциллятор
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
35.
36.
37.
38.
39.
40.
Энергия молекул.
Молекулярные спектры
Комбинационное рассеивание света
Лазеры
Ядерные силы и их свойства
Реакция синтеза
Синтез гелия на Солнце
Радиоактивные изотопы в природе, и на службе человеку.
Радиоактивные элементы Земли.
Биологическое действие ионизирующий излучений.
Радиация и проблемы экологии
Лазеры, их применение.
Лазерное излучение, его свойства и применение
Термоядерные реакции.
Современные ускорители частиц.
Космические лучи.
Экологические проблемы энергопотребления.
Атомные электростанции.
Атомная энергия и ее применение.
Получение призматических спектров.
«Ультрафиолетовая катастрофа»
Дмитрий Иванович Менделеев и его вклад в физику атомного ядра.
Применение фотолюминесценции.
Ядерная энергетика и ее экологические проблемы.
Эффект Зеемана
Природа люминесцирующих веществ
Эффект Мессбауэра.
Теория ядерных оболочек
Реферат оформляется согласно общих требований, предъявляемых к данному виду работ,
на листах формата А4, с обязательным указанием библиографического списка. Объем реферата не
более 20 страниц.
Портфолио по лабораторным исследованиям (ПФ-5)
Рабочее портфолио по лабораторным работам должно содержать результаты всех
исследований, их
теоретическое и
экспериментальное обоснование, полную
обработку
экспериментальных данных с расчетом погрешностей и, при возможности, прогнозированием
дальнейших результатов.
Вопросы к экзамену (УФ-13, ПФ-13)
1. Интерференция света. Наблюдение интерференции: установка Юнга, бипризма Френеля,
бизеркало, билинза.
2. Интерференция в тонких пленках. Просветление оптических стёкол. Кольца Ньютона.
3. Дифракция света. Принцип Гюйгенса – Френеля. Зоны Френеля.
4. Дифракция Френеля, Фраунгофера.
5. Дифракционная решетка.
6. Дифракция рентгеновских лучей. Формула Вульфа – Брега.
7. Естественный, поляризованный свет. Поляризация света. Закон Брюстера. Закон
Малюса.
8. Дисперсия света.
9. Поглощение света.
10. Рассеяние света.
11. Опыты по измерению скорости света.
12. Фотоны. Фотоэффект. Законы фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта.
13. Давление света. Опыты Лебедева.
14. Тепловое излучение и его законы.
15. Излучение а.ч.т. и его законы.
16. Гипотеза де-Бройля.
17. Дуализм природы света.
18. Лазер и его применение.
19. Соотношение неопределенности.
20. Волновая функция, ее физический смысл.
21. Квантование энергии частиц в потенциальной яме.
22. Прохождение частицы сквозь потенциальный барьер.
23. Планетарная модель атома. Опыт Резерфорда.
24. Постулаты Бора.
25. Атом водорода по Бору. Спектральные серии.
26. Радиоактивность. Законы радиоактивного распада.
27. Атомное ядро. Ядерные силы.
28. Модели атома.
29. Ядерные реакции. Теория  - , - , - и нейтронного распада.
30. Цепная реакция, термоядерная реакция. Управление ими.
31. Элементарные частицы.
32. Кварковая модель адронов.
10.4 Методические материалы, определяющие процедуры оценивания знаний, умений,
навыков и (или) опыта деятельности характеризующих этапы формирования компетенций.
Балл
< 61
61 - 75
76 - 90
91 - 100
Шкала перевода баллов в оценки
Отметка
Неудовлетворительно
Удовлетворительно
Хорошо
Отлично
Студент, набравший по дисциплине менее 35 баллов, к экзамену не допускается. Студент,
не допущенный к сдаче, сдаёт текущие формы контроля в соответствии с установленным
графиком и набирают пороговое значение баллов. Студентам, не набравшим в семестре
необходимого количества баллов по уважительной причине (болезнь, участие в соревнованиях,
стажировка и др.), устанавливаются индивидуальные сроки сдачи.
11. Образовательные технологии.
При изучении дисциплины используются следующие технологии обучения:
- технология деятельностного подхода
- технология проблемного обучения
- технология дифференцированного обучения
12. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля).
12.1 Основная литература:
Основная:
1. Детлаф, А.А. Курс физики / А.А. Детлаф, Б.М. Яворский – М.: Высшая школа, 2010. – 62 экз
2. Трофимова, Т.И. Курс физики / Т.И. Трофимова. – М.: Академия, 2006. – 19 экз.
62 экз.
19 экз.
12.2 Дополнительная литература:
Дополнительная:
1. Грабовский,
Р.И.
Курс
физики/
Р.И.
Грабовский
http://vk.com/doc41508733_260033087
2. Оптика - http://phyzika.ru/optika.html
3. Квантовая физика - http://phyzika.ru/kvantteory.html
–
С-Пб.:Лань,
2008.
–
Эл. ресурс
Эл. ресурс
Эл. ресурс
12.3 Интернет-ресурсы:
№
Наименование
электронно-библиотечной
системы (ЭБС)
Принадлеж
ность
Адрес сайта
Наименование
организациивладельца, реквизиты
договора на
использование
подписка ТюмГУ
1.
Электронно-библиотечная
система «Университетская
библиотека онлайн»
сторонняя
http://biblioclub.ru
2.
Электронно-библиотечная
система Elibrary
сторонняя
http://elibrary.ru
3.
Универсальная справочноинформационная
полнотекстовая база
данных “East View” ООО
«ИВИС»
сторонняя
http://dlib.eastview ООО "ИВИС".
.com/
4.
Электронная библиотека:
Библиотека диссертаций
сторонняя
http://diss.rsl.ru/?l
ang=ru
5.
Межвузовская электронная
библиотека (МЭБ)
корпоратив
ная
http://icdlib.nspu.r
u/
6.
Автоматизированная
библиотечная
информационная система
МАРК-SOL 1.10 (MARC
21) (Электронный
каталог)
библиографическая база
данных
сторонняя
локальная сеть
ООО "РУНЭБ".
Договор № SV-2503/2014-1 на период с 05
марта 2014 года до 05
марта 2015 года.
Договор № 64 - П от 03
апреля 2014 г. на период
с 04 апреля 2014 года до
03 апреля 2015 года.
подписка ТюмГУ (1
рабочее место, подписка
в 2015 г.)
Совместный проект с
ФГБОУ ВПО
«Новосибирский
государственный
педагогический
университет»
Научнопроизводственное
объединение
«ИНФОРМСИСТЕМА».
Гос.контракт № 07034
от 20.09.2007 г.,
бессрочно
13. Перечень информационных технологий, используемых при осуществлении
образовательного процесса по дисциплине (модулю), включая перечень программного
обеспечения и информационных справочных систем (при необходимости).
Пакет программ Microsoft Office.
14. Технические средства и материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля).
Для обеспечения освоения данной дисциплины имеются: оборудованные лекционные
аудитории: технические средства обучения (электронные доски, компьютеры, программное
обеспечение); лаборатория «Электродинамики и оптики»
15. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины (модуля).
Студенту следует помнить, что дисциплина «Оптика и ядерная физика» предусматривает
обязательное посещение студентом лекций, практических и лабораторных занятий. Она
реализуется через систему аудиторных и домашних работ, входных и итоговых контрольных
работ, тестов, систему рефератов. Самостоятельная работа студентов заключается в изучении ряда
теоретических вопросов, в выполнении домашних заданий с целью подготовки к практическим
занятиям, выполнений теоретической и практической части лабораторных работ, написание
рефератов. Контроль над самостоятельной работой студентов и проверка их знаний проводится в
виде индивидуальной беседы, контрольных работ, отчетов по лабораторным и практическим
работам, защите тем рефератов. Итоговый контроль знаний и умений осуществляется в ходе
экзамена.
При подготовке к лабораторным и практическим занятиям рекомендуется пользоваться
специально разработанными планами.
Дополнения и изменения к рабочей программе на 201 / 201
учебный год
В рабочую программу вносятся следующие изменения:
Рабочая программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры
Заведующий кафедрой
/
/
Подпись
Ф.И.О.
« »
201 г.