Физика межзвездной среды+ (0.08 Мб)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего
профессионального образования «Уральский федеральный университет имени первого
Президента России Б. Н. Ельцина»
Институт естественных наук
Кафедра астрономии и геодезии
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной работе
_______ С.Т. Князев
____________ 2012 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
ФИЗИКА МЕЖЗВЕЗДНОЙ СРЕДЫ
Учебный план № 90
ИДЕНТИФИКАТОР ДИСЦИПЛИНЫ-МОДУЛЯ
ИЕН.057.68.2012
Рекомендована Учебно-методическим советом ИнЕН
для направлений подготовки и специальностей:
Код ООП
Направление
/Специальность
011200.68-01- Физика
2011
Профиль/Программа
магистратуры/
Специализация
Астрофизика. Физика космических
излучений и космоса
Екатеринбург 2012
Код
дисциплины
по учебному
плану
М2.В.03.03
Рабочая программа дисциплины составлена в соответствии с Федеральным государственным
образовательным стандартом высшего профессионального образования
Код направления/
специальности
и код уровня*
освоения ООП
Наименование направления/
специальности
Физика
011200.68
Реквизиты приказа
Министерства
образования и науки
Российской Федерации
об утверждении и вводе
в действие ФГОС ВПО
Дата
Номер
приказа
18.11.2009
637
* 65 – специалист; 62 – бакалавр; 68 – магистр
Рабочая программа составлена авторами:
№
ФИО
1
Островский
Андрей
Борисович
Ученая
степень,
ученое
звание
нет
Должность
Кафедра
Подпись
старший
астрономии и
преподаватель геодезии
Рабочая программа дисциплины одобрена на заседании кафедр:
ФИО зав.
Наименование
Дата
Номер
№
кафедрой
кафедры (УМС)
заседания протокола
(предс. УМС)
1 астрономии и геодезии
Э.Д.Кузнецов
Подпись
*При количестве выпускающих кафедр более 6 достаточно одобрения учебнометодических советов (УМС) институтов, включающих выпускающие кафедры
Согласовано:
Начальник отдела образовательных программ
Председатель Учебно-методического совета
Институт естественных наук
«____» _______________ 20__ г., протокол № ____
Ю.В. Сердюк
Е.С.Буянова
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИСЦИПЛИНЫ
М2.В.03.03. Физика межзвездной среды
Место дисциплины в структуре основной образовательной программы
Профессиональный цикл
Вариативная часть
1. Пререквизиты
Научно-исследовательская работа (М3.Р.02);
Современные проблемы физики (М2.Б.01);
Специальный физический практикум (М1.Б.02)
2. Кореквизиты
Динамика звездных систем (М2.В.03.01);
Динамика Солнечной системы (М2.В.03.02);
Иностранный язык (М1.В.01);
Компьютерные технологии в науке и образовании
(М1.В.02);
Космология (М2.В.02.03);
Методы размерности и подобия в физике и астрофизике
(М2.В.02.02);
Научно-исследовательская практика (М3.Р.04);
Научно-исследовательская работа (М3.Р.02);
Переменные звезды (М2.В.02.01);
Специальный физический практикум (М1.Б.02);
Физика межзвездной среды (М2.В.03.03)
3. Постреквизиты
Дополнительные лаборатории по Специальному
физическому практикуму (М2.В.05.03);
Математические пакеты (М2.В.05.01);
Методы звездной статистики (М2.В.01);
Научно-исследовательская практика (М3.Р.04);
Научно-исследовательская работа (М3.Р.02);
Физика плазмы (М2.В.05.04)
4. Трудоемкость
дисциплины-модуля,
з.е.
4
Цели дисциплины
Изучение дисциплины направлено на формирование следующих компетенций:
Перечень формируемых компетенций в соответствии с ФГОС
профессиональные (ПК):
 способностью свободно владеть фундаментальными разделами физики,
необходимыми для решения научно-исследовательских задач (в соответствии со
своей магистерской программой) (ПК-1);
 способностью использовать знания современных проблем физики, новейших
достижений физики в своей научно-исследовательской деятельности (ПК-2);
 способностью свободно владеть разделами физики, необходимыми для решения
научно-инновационных задач (в соответствии с профилем подготовки) (ПК-6);
 способностью свободно владеть профессиональными знаниями для анализа и
синтеза физической информации (в соответствии с профилем подготовки) (ПК-7).
Перечень формируемых дополнительных компетенций в соответствии с паспортом
ООП ВПО
 владеть методами анализа результатов астрофизических наблюдений (ПКД-2);
 способность и решать задачи анализа спектров объектов в различных диапазонах
длин волн (ПКД-5);
 способность ставить и решать задачи астрофизики звезд и межзвездной среды
(ПКД-7).
Требования к результатам освоения дисциплины
В результате освоения дисциплины студент должен:
Знания, умения, владения опытом, предусмотренные ФГОС
Знать:
Не предусмотрены
Уметь:
 понимать современные проблемы физики и использовать фундаментальные
физические представления в сфере профессиональной деятельности.
Владеть:
Не предусмотрены
Дополнительные знания, умения, владения опытом в соответствии с паспортом
ООП ВПО
Знать:
 методологию физических исследований;
 методы эффективной работы с источниками информации;
 основные физические представления об объектах работы;
 современное состояние научных достижений в конкретной области;
 технологические достижения в соответствующей области исследований.
Уметь:
 использовать известные физические законы и математические методы для
описания предметной области;
 использовать основные научные хранилища данных;
 применить существующую методологию науки для решения новых задач.
Владеть:
 аппаратом теоретической физики и математики;
 всей актуальной физической и математической информацией по теме работы;
 основами методологии научного познания при изучении различных уровней
организации материи, пространства и времени.
Краткое описание дисциплины
Курс физики межзвездной среды призван дать описание многообразных процессов,
происходящих в межзвездной среде, в их единстве.
Основное внимание уделяется изучению процессов, приводящих к формированию
спектров поглощения и излучения, как в линиях, так и в непрерывном спектре.
Рассматриваются основные механизмы взаимодействия излучения и вещества и влияния
на них физических условий в среде. Изучаются процессы, ведущие к установлению
теплового баланса межзвездной среды. Основное внимание уделяется механизмам
дифференциации межзвездной среды на зоны ионизованного, атомарного и
молекулярного водорода и процессам в этих областях. Обсуждаются вопросы физики
взаимодействия частиц космических лучей с веществом и излучением и проблема
возникновения космических лучей сверхвысоких энергий.
В курсе последовательно изучаются особенности строения, свойства и физические
процессы в межзвездной среде. Рассмотрение ведется в совокупности микро и макро
свойств межзвездной среды. Описание свойств глобальных структур и компонентов
межзвездной среды основывается, прежде всего, на анализе баланса энергетических
процессов в среде, как на микро, так и на макро уровне. Особое внимание уделяется
анализу свойств среды и объектов как открытых систем, находящихся в гравитационном
поле.
Курс интегрирует в себе знания, полученные студентами при изучении курсов
общей и теоретической астрофизики, квантовой механики, электродинамики и
статистической физики.
Удельный вес занятий, проводимых в интерактивных формах
В интерактивных формах проводится 33,33 % от объема аудиторной нагрузки по
дисциплине, который составляет 36 час.
Трудоемкость освоения дисциплины
Форма обучения: очная
Виды учебной работы, формы контроля
Всего,
час.
Учебный
семестр 2
Аудиторные занятия, час.
36
36
Лекции, час.
18
18
Практические занятия, час.
18
18
Лабораторные работы, час.
0
0
Самостоятельная работа студентов, час.
108
108
Вид промежуточной аттестации (зачет - З, зачет
дифференцированный - ЗД, экзамен - Э, экзамен по
накопительному признаку- ЭН)
Э
Общая трудоемкость по учебному плану, час.
144
144
Общая трудоемкость по учебному плану, з.е.
4
4
Виды самостоятельной работы
студента по дисциплине
Норма времени на ед Всего,
работы, час
час
Учебный
семестр 2
Работа контрольная
2
4
4
Работа расчетно-графическая
20
40
40
Подготовка к аудиторным занятиям
1
66
66
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Код
раздела
Раздел
дисциплины
Р1
Введение.
Р2
Основные принципы
Содержание
История наблюдений и изучения МЗС. Основные
свойства МЗС.
Физические особенности состояния компонентов
описания объектов и
физических процессов в
межзвездной среде.
Р3
Особенности
формирования
спектральных линий.
Р4
Возникновение и
распространение
электромагнитных
колебаний в плазме.
Р5
Зоны ионизованного
водорода.
Р6
Зоны нейтрального
водорода.
Р7
Ударные волны.
Трехфазная модель
межзвездной среды.
МЗС. Отсутствие локального термодинамического
равновесия. Вмороженность магнитного поля.
Запрещенные линии.
Профиль спектральной линии. Основные понятия.
Спектроскопическая терминология. Формирование
профиля спектральной линии. Лоренцев профиль.
Естественная ширина линии. Доплеровское
уширение профиля линии. Функция профиля линии
(профиля коэффициента поглощения).
Формирование профиля линии в непрерывной
среде. Линии поглощения и излучения.
Непрерывная среда с источниками. Связь между
микро- и макропараметрами среды.
Плазменные частоты. Циклотронное излучение.
Синхротронное излучение. Излучение кривизны.
Излучение в спектральных линиях атомов и молекул.
Тепловое излучение газовой среды. Тормозное
излучение ионизованного газа. Нетепловое излучение.
Прохождение электромагнитных волн через плазму в
электрическом и магнитном полях. Поляризация
излучения.
Процессы ионизации и рекомбинации. Тепловой баланс
зон ионизованного водорода. Столкновительные
процессы. Столкновения электронов и ионов.
Резонансные состояния. Ионизация электронным
ударом. Скорость охлаждения среды. Скорость нагрева
среды. Тепловой баланс среды. Энергетический баланс.
Водородная туманность. Фотоионизация.
Рекомбинация. Фотоионизация водородной туманности.
Зона Стремгрена. Влияние пыли на процессы ионизации
и рекомбинации. Водородная туманность с
содержанием гелия и тяжелых элементов. Тонкая
структура атомных линий. Сверхтонкое расщепление.
Фотоионизация гелия. Ионизация тяжелых элементов.
Фотоионизация туманности из водорода и гелия.
Фотоионизация туманности при наличии элементов.
тяжелее гелия.
Тепловой баланс. Тепловой баланс зон нейтрального
водорода. Нагрев облаков HI. Охлаждение облаков HI.
Двухфазная модель межзвездной среды. Зоны
нейтрального водорода в Галактике. Распределение
нейтрального водорода в Галактике. Определение
расстояний в Галактике кинематическим методом.
Высокоскоростные облака нейтрального водорода в
Галактике. Особенности формирования профилей
спектральных линий нейтрального водорода в
Галактике.
Вспышки сверхновых и структура МЗС. Современное
состояние проблемы описания межзвездной среды.
Газовое гало Галактики и галактические фонтаны.
Межзвездная среда в окрестности Солнца (200 пк).
Классификация основных компонентов межзвездной
среды. Особенности структуры МЗС в Галактике.
Воздействие вспышек сверхновых звезд на двухфазную
структуру межзвездной среды. Обзор трехфазной
Р8
Межзвездная пыль.
Р9
Молекулярные облака.
модели межзвездной среды. Физические основы
трехфазной модели межзвездной среды.
Данные наблюдений. Наблюдательные свидетельства
существования межзвездной пыли. Наблюдательные
оценки параметров пылевых частиц. Оптические
свойства пылевых частиц. Тепловой баланс пыли.
Пылевые частицы особо малых размеров. Оценка
параметров пылевых областей по излучению пыли в
инфракрасном и субмиллиметровом диапазонах.
Пылевая компонента в процессах формирования
планетных систем. Состав пылевых частиц. Вещества,
входящие в состав пылевых частиц. Формирование и
разрушение пылевых частиц. Тепловой баланс пылевых
частиц. Подходы к описанию физических свойств.
Оптические свойства малых пылевых частиц. Теория
Ми. Предел Парселла. Кривая экстинкции. Модели
пыли и распределение пылевых частиц по размерам.
Модель Матиса—Румпля—Нордсика (Mathis—Rumpl—
Nordsieck — MRN). Модель Ядро—Мантия (Core—
Mantle — CM).
Молекулярная спектроскопия. Элементы молекулярной
спектроскопии. Энергетические спектры молекул,
характерных для МЗС. Молекула водорода H2.
Молекулярные облака. Диффузные молекулярные
облака. Химические процессы в диффузных облаках.
Полупрозрачные облака. Высокоширотные облака.
Молекула CO и проблема изучения молекулярных
облаков. Образование и разрушение молекулы CO.
Области доминирования фотонов (PDR). Плотные
молекулярные облака. Гигантские молекулярные
облака и спиральная структура Галактики. Соотношение
обилий CO/H2.
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМА УЧЕБНОГО ВРЕМЕНИ ДИСЦИПЛИНЫ
ПО РАЗДЕЛАМ И ВИДАМ РАБОТ
Форма обучения очная
Семестр обучения:2
Семестровая трудоемкость дисциплины в ЗЕ:4
Трудоемкость освоения раздела
Число контрольных мероприятий
дисциплины, час
Ауд
Са
итор
мос
Ко
ные
тоя
д
заня
тел
Наименование
ра
тия
Расч
Общ
ьна
раздела
зде
по
етно
ая
Подг я
ла
Прак Лабо отов раб
Кур - Рас Кон Дом
труд дан
тиче ратор ка к ота Курс сова граф чет трол ашн
Кол
оемк ном
ские ные ауд. сту овой я
. ная ьная яя
лок
ость у
разд разд Лек заня работ заня ден прое рабо рабо раб рабо рабо Реф виу
ела елу ции тия ы тиям тов кт та та ота та та ерат м
Р1 Введение.
2,75
2
1
1
0,75
0
Р2
Р3
Р4
Р5
Р6
Р7
Р8
Основные
принципы
описания
объектов и
физических
процессов в
межзвездной
среде.
Особенности
формирования
спектральных
линий.
Возникновение
и
распространени
е
электромагнитн
ых колебаний в
плазме.
Зоны
ионизованного
водорода.
Зоны
нейтрального
водорода.
Ударные
волны.
Трехфазная
модель
межзвездной
среды.
Межзвездная
пыль.
Молекулярные
Р9 облака.
Всего по
дисциплине
2,75
2
1
1
0,75
0
5,5
4
2
2
1,5
0
17,9
5
3
2
1,85
0
18,3
6
3
3
2,25
0
10,3
6
3
3
2,25
2
1
44,2
3
1
2
1,15 40
2
8,9
5
3
2
1,85
2
1
4,2
3
1
2
1,15
0
94
36
18
18
0 13,5
4
0
0
0
0
2
0
0
Зачет
Экзамен Да
Резерв СРС
(час.) 14,5
ОРГАНИЗАЦИЯ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ И
САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
Лабораторный практикум
Не предусмотрен
Практические занятия
№
Раздел
дисциплины
Тема занятия
Объем
учебного
времени,
час.
0
1
Р1
2
Р2
3
Р3
4
Р4
5
6
Р5
Р6
7
Р7
8
9
Р8
Р9
Введение.
Основные принципы описания объектов и
физических процессов в межзвездной среде.
Особенности формирования спектральных
линий.
Возникновение и распространение
электромагнитных колебаний в плазме.
Зоны ионизованного водорода.
Зоны нейтрального водорода.
Ударные волны. Трехфазная модель
межзвездной среды.
Межзвездная пыль.
Молекулярные облака.
1
1
2
2
3
3
2
2
2
Самостоятельная работа студентов
Перечень тем рефератов
Не предусмотрено
Перечень тем домашних работ
Не предусмотрено
Перечень тем контрольных работ
1. Определение параметров зон нейтрального и ионизованного водорода.
2. Оценка параметров вспышек сверхновых по наблюдениям МЗС. Влияние пыли на спектры
МЗС и на тепловой баланс среды.
Перечень тем расчетных работ
Не предусмотрено
Перечень тем расчетно-графических работ
1. Ударные волны.
2. Трехфазная модель межзвездной среды.
Тематика коллоквиумов
Не предусмотрено
Тематика курсового проектирования
Не предусмотрено
Примерный перечень контрольных вопросов для подготовки к промежуточной
аттестации по дисциплине
1. Основные свойства МЗС.
2. Физические особенности состояния компонентов МЗС. Отсутствие локального
термодинамического равновесия. Вмороженность магнитного поля. Запрещенные
линии.
3. Профиль спектральной линии. Основные понятия. Спектроскопическая
терминология.
4. Формирование профиля спектральной линии. Лоренцев профиль.
5. Естественная ширина линии.
6. Доплеровское уширение профиля линии. Функция профиля линии (профиля
коэффициента поглощения).
7. Формирование профиля линии в непрерывной среде. Линии поглощения и
излучения. Непрерывная среда с источниками.
8. Плазменные частоты. Циклотронное излучение. Синхротронное излучение.
Излучение кривизны.
9. Излучение в спектральных линиях атомов и молекул.
10. Тепловое излучение газовой среды. Тормозное излучение ионизованного газа.
Нетепловое излучение.
11. Прохождение электромагнитных волн через плазму в электрическом и магнитном
полях. Поляризация излучения.
12. Процессы ионизации и рекомбинации.
13. Тепловой баланс зон ионизованного водорода.
14. Столкновительные процессы. Столкновения электронов и ионов. Резонансные
состояния. Ионизация электронным ударом.
15. Скорость охлаждения среды. Скорость нагрева среды. Тепловой баланс среды.
Энергетический баланс.
16. Водородная туманность. Фотоионизация. Рекомбинация. Фотоионизация
водородной туманности. Зона Стремгрена. Влияние пыли на процессы ионизации и
рекомбинации.
17. Водородная туманность с содержанием гелия и тяжелых элементов. Тонкая
структура атомных линий. Сверхтонкое расщепление. Фотоионизация гелия.
18. Ионизация тяжелых элементов.
19. Фотоионизация туманности из водорода и гелия. Фотоионизация туманности при
наличии элементов. тяжелее гелия.
20. Тепловой баланс. Тепловой баланс зон нейтрального водорода.
21. Нагрев облаков HI. Охлаждение облаков HI. Двухфазная модель межзвездной
среды.
22. Зоны нейтрального водорода в Галактике. Распределение нейтрального водорода в
Галактике.
23. Высокоскоростные облака нейтрального водорода в Галактике.
24. Особенности формирования профилей спектральных линий нейтрального водорода
в Галактике.
25. Вспышки сверхновых и структура МЗС. Современное состояние проблемы
описания межзвездной среды. Газовое гало Галактики и галактические фонтаны.
26. Межзвездная среда в окрестности Солнца (200 пк).
27. Классификация основных компонентов межзвездной среды. Особенности
структуры МЗС в Галактике.
28. Воздействие вспышек сверхновых звезд на двухфазную структуру межзвездной
среды. Обзор трехфазной модели межзвездной среды. Физические основы
трехфазной модели межзвездной среды.
29. Наблюдательные свидетельства существования межзвездной пыли.
Наблюдательные оценки параметров пылевых частиц.
30. Оптические свойства пылевых частиц.
31. Тепловой баланс пыли. Пылевые частицы особо малых размеров.
32. Оценка параметров пылевых областей по излучению пыли в инфракрасном и
субмиллиметровом диапазонах.
33. Пылевая компонента в процессах формирования планетных систем. Состав
пылевых частиц.
34. Вещества, входящие в состав пылевых частиц. Формирование и разрушение
пылевых частиц.
35. Тепловой баланс пылевых частиц.
36. Оптические свойства малых пылевых частиц. Теория Ми. Предел Парселла.
37. Кривая экстинкции.
38. Модели пыли и распределение пылевых частиц по размерам. Модель Матиса—
Румпля—Нордсика (Mathis—Rumpl—Nordsieck — MRN). Модель Ядро—Мантия
(Core—Mantle — CM).
39. Молекулярная спектроскопия. Элементы молекулярной спектроскопии.
40. Энергетические спектры молекул, характерных для МЗС.
41. Молекула водорода H2. Молекулярные облака.
42. Диффузные молекулярные облака. Химические процессы в диффузных облаках.
Полупрозрачные облака.
43. Высокоширотные облака.
44. Молекула CO и проблема изучения молекулярных облаков. Образование и
разрушение молекулы CO.
45. Области доминирования фотонов (PDR).
46. Плотные молекулярные облака. Гигантские молекулярные облака и спиральная
структура Галактики.
47. Соотношение обилий CO/H2.
СООТНОШЕНИЕ РАЗДЕЛОВ И ПРИМЕНЯЕМЫХ МЕТОДОВ И
ТЕХНОЛОГИЙ ОБУЧЕНИЯ
Проектная работа
Обучение на основе
опыта (кейс-анализ, casestudy)
Имитационные
технологии
(деловые
игры и др.)
Методы проблемного
обучения (дискуссии,
поисковые работы,
исследовательский метод
и т.п.)
Командная работа
Другие (указать, какие)
Дистанционные
образовательные
технологии и
электронное обучение
Сетевые учебные курсы
Виртуальные
практикумы и тренажеры
Вебинары и
видеоконференции
Асинхронные webконференции и семинары
x
Коллоквиум
Реферат
Домашняя работа
Контрольная работа
Расчетная работа
Расчетно-граф. работа
x
Курсовая работа
x
Курсовой проект
x
Подготовка к ауд. занятиям
x
Методы активного
обучения
Лабораторная работа
Формы учебных занятий и виды учебной деятельности
Практич. занятие
Р1
Активные и
интерактивные методы
обучения
Лекция
Код
раздела
дисцип
лины
Совместная работа и
разработка контента
Другие (указать, какие)
Р2
x
Методы активного
обучения
Проектная работа
Обучение на основе
опыта (кейс-анализ, casestudy)
Имитационные
технологии
(деловые
игры и др.)
Методы проблемного
обучения (дискуссии,
поисковые работы,
исследовательский метод
и т.п.)
Командная работа
Другие (указать, какие)
x
x
x
x
x
Дистанционные
образовательные
технологии и
электронное обучение
Сетевые учебные курсы
Виртуальные
практикумы и тренажеры
Вебинары и
видеоконференции
Асинхронные webконференции и семинары
Совместная работа и
разработка контента
Другие (указать, какие)
Р3
x
Методы активного
обучения
Проектная работа
Обучение на основе
опыта (кейс-анализ, casestudy)
Имитационные
технологии
(деловые
игры и др.)
Методы проблемного
обучения (дискуссии,
поисковые работы,
исследовательский метод
и т.п.)
Командная работа
Другие (указать, какие)
Дистанционные
образовательные
технологии и
электронное обучение
Сетевые учебные курсы
Виртуальные
практикумы и тренажеры
Вебинары и
x
x
x
x
x
видеоконференции
Асинхронные webконференции и семинары
Совместная работа и
разработка контента
Другие (указать, какие)
Р4
x
Методы активного
обучения
Проектная работа
Обучение на основе
опыта (кейс-анализ, casestudy)
Имитационные
технологии
(деловые
игры и др.)
Методы проблемного
обучения (дискуссии,
поисковые работы,
исследовательский метод
и т.п.)
Командная работа
Другие (указать, какие)
x
x
x
x
x
Дистанционные
образовательные
технологии и
электронное обучение
Сетевые учебные курсы
Виртуальные
практикумы и тренажеры
Вебинары и
видеоконференции
Асинхронные webконференции и семинары
Совместная работа и
разработка контента
Другие (указать, какие)
Р5
x
Методы активного
обучения
Проектная работа
Обучение на основе
опыта (кейс-анализ, casestudy)
Имитационные
технологии
(деловые
игры и др.)
Методы проблемного
обучения (дискуссии,
поисковые работы,
исследовательский метод
и т.п.)
Командная работа
Другие (указать, какие)
Дистанционные
образовательные
технологии и
электронное обучение
Сетевые учебные курсы
x
x
x
x
x
Виртуальные
практикумы и тренажеры
Вебинары и
видеоконференции
Асинхронные webконференции и семинары
Совместная работа и
разработка контента
Другие (указать, какие)
Р6
x
Методы активного
обучения
Проектная работа
Обучение на основе
опыта (кейс-анализ, casestudy)
Имитационные
технологии
(деловые
игры и др.)
Методы проблемного
обучения (дискуссии,
поисковые работы,
исследовательский метод
и т.п.)
Командная работа
Другие (указать, какие)
x
x
x
x
x
x
Дистанционные
образовательные
технологии и
электронное обучение
Сетевые учебные курсы
Виртуальные
практикумы и тренажеры
Вебинары и
видеоконференции
Асинхронные webконференции и семинары
Совместная работа и
разработка контента
Другие (указать, какие)
Р7
x
Методы активного
обучения
Проектная работа
Обучение на основе
опыта (кейс-анализ, casestudy)
Имитационные
технологии
(деловые
игры и др.)
Методы проблемного
обучения (дискуссии,
поисковые работы,
исследовательский метод
и т.п.)
Командная работа
Другие (указать, какие)
Дистанционные
образовательные
технологии и
x
x
х
x
x
х
x
электронное обучение
Сетевые учебные курсы
Виртуальные
практикумы и тренажеры
Вебинары и
видеоконференции
Асинхронные webконференции и семинары
Совместная работа и
разработка контента
Другие (указать, какие)
Р8
x
Методы активного
обучения
Проектная работа
Обучение на основе
опыта (кейс-анализ, casestudy)
Имитационные
технологии
(деловые
игры и др.)
Методы проблемного
обучения (дискуссии,
поисковые работы,
исследовательский метод
и т.п.)
Командная работа
Другие (указать, какие)
x
x
x
x
x
Дистанционные
образовательные
технологии и
электронное обучение
Сетевые учебные курсы
Виртуальные
практикумы и тренажеры
Вебинары и
видеоконференции
Асинхронные webконференции и семинары
Совместная работа и
разработка контента
Другие (указать, какие)
Р9
x
Методы активного
обучения
Проектная работа
Обучение на основе
опыта (кейс-анализ, casestudy)
Имитационные
технологии
(деловые
игры и др.)
Методы проблемного
обучения (дискуссии,
поисковые работы,
исследовательский метод
и т.п.)
Командная работа
Другие (указать, какие)
Дистанционные
x
x
x
x
x
x
образовательные
технологии и
электронное обучение
Сетевые учебные курсы
Виртуальные
практикумы и тренажеры
Вебинары и
видеоконференции
Асинхронные webконференции и семинары
Совместная работа и
разработка контента
Другие (указать, какие)
x
ПРОЦЕДУРЫ ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ И ТЕКУЩЕГО
КОНТРОЛЯ В РАМКАХ БАЛЛЬНО-РЕЙТИНГОВОЙ СИСТЕМЫ
[Заполняется в случае использования балльно-рейтиноговой системы]
Не применяется
Процедуры текущего контроля
Мероприятия текущего контроля,
утвержденные кафедрой по
согласованию с преподавателем
Раздел,
тема
дисциплин
ы
Посещение лекций (n)
Р1–Р9
Посещение практических занятий
(n)
Участие в лабораторных работах (n)
Выполнение самостоятельных
контрольных мероприятий:
Р1–Р9
Выполнение контрольной работы №1
Р1–Р6
Выполнение контрольной работы №2
Р6–Р9
Выполнение расчетно-графической
работы №1
Выполнение расчетно-графической
работы №2
Р7
–
Р7
Максимальная
оценка в
рейтинговых
баллах,
утвержденная
кафедрой*
Сроки –
семестр,
учебная
неделя
2 семестр
1–13 недели
2 семестр
1–13 недели
–
max 9
2 семестр
9 неделя
2 семестр
12 неделя
2 семестр
10 неделя
2 семестр
11 неделя
max 14
Итого: результат текущего контроля (R тек.)*
max 9
–
max 14
max 27
max 27
max. 100 баллов
Процедуры промежуточной аттестации и текущего контроля
Форма промежуточной аттестации и
текущего контроля
Экзамен
Максимальная оценка в рейтинговых
баллах*
R пром. – max 100 баллов
Примерная тематика мероприятий промежуточной аттестации и текущего
контроля
1. Отсутствие локального термодинамического равновесия в МЗС.
2. Профиль линии. Доплеровское уширение профиля линии.
3. Распространение радиоволн в плазме. Генерация радиоизлучения плазменными
колебаниями.
4. Тормозное излучение ионизованного газа.
5. Циклотронное излучение. Синхротронное излучение.
6. Излучение в спектральных линиях атомов и молекул.
7. Молекулярное мазерное излучение.
8. Зоны ионизованного водорода. Водородная туманность. Атом водорода.
Фотоионизация. Рекомбинация.
9. Фотоионизация водородной туманности. Зона Стремгрена. Влияние пыли на
процессы ионизации и рекомбинации.
10. Зоны ионизованного водорода. Водородная туманность с содержанием гелия и
тяжелых элементов. Многоэлектронные атомы. Спектроскопия многоэлектронных
атомов. Водородоподобные ионы. Гелий. Кислород. Тонкая структура атомных
линий. Сверхтонкое расщепление. Вероятности переходов для тяжелых элементов.
Правила отбора.
11. Фотоионизация гелия. Ионизация тяжелых элементов. Рекомбинация.
Фотоионизация туманности из водорода и гелия. Фотоионизация туманности при
наличии элементов тяжелее гелия.
12. Тепловой баланс зон ионизованного водорода. Столкновительные процессы.
Столкновения электронов и ионов. Резонансные состояния. Ионизация
электронным ударом.
13. Скорость охлаждения среды. Скорость нагрева среды. Тепловой баланс среды.
14. Зоны нейтрального водорода. Тепловой баланс зон нейтрального водорода. Нагрев
облаков HI. Охлаждение облаков HI.
15. Двухфазная модель межзвездной среды.
16. Зоны нейтрального водорода. Распределение нейтрального водорода в Галактике.
Определение расстояний в Галактике кинематическим методом. Обзоры Галактики
в линии нейтрального водорода. Маломасштабные явления и структуры в
распределении нейтрального водорода в Галактике. Высокоскоростные облака
нейтрального водорода в Галактике.
17. Особенности формирования профилей спектральных линий нейтрального водорода
в Галактике.
18. Трехфазная модель межзвездной среды. Воздействие вспышек сверхновых звезд на
двухфазную структуру межзвездной среды. Обзор трехфазной модели межзвездной
среды. Физические основы трехфазной модели межзвездной среды.
19. Современное состояние проблемы описания межзвездной среды. Расширения MOмодели. Газовое гало Галактики и галактические фонтаны. Межзвездная среда в
окрестности Солнца (200 пк). Классификация основных компонентов межзвездной
среды.
Устанавливаемый кафедрой коэффициент соотношения результатов
промежуточной аттестации и текущего контроля дисциплины
Коэффициент результата текущего
контроля
(от 0 до 1)
k тек.= 0,5
Коэффициент результата промежуточной
аттестации (от 0 до 1)
k пром.=0,5
Формула расчета рейтинга результата освоения дисциплины
(Rд.1 - max. 100 баллов)*
Rд.1= R тек. k тек. + R пром. k пром.
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Рекомендуемая литература
Основная литература
1. Будак В.П. Методы решения уравнения переноса излучения: учебн. пособие. - М:
Издательский дом МЭИ, 2007. - 52 с.
2. A. K. Pradhan and S. N. Nahar. Atomic Astrophysics and Spectroscopy. Cambridge
University Press, 2011.
3. Protoplanetary dust. Astrophysical and Cosmochemical Perspectives. Ed. By Dániel
Apai, Dante S. Lauretta. Cambridge University Press, 2010.
4. V. Letokhov and S. Johansson. Astrophysical Lasers. Oxford University Press, 2009.
5. Handbook of star forming regions. Volume I. The northern Sky. Edited by Bo Reipurth.
Sheridan Books, 2008.
6. Handbook of star forming regions. Volume II. The southern Sky. Edited by Bo Reipurth.
Sheridan Books, 2008.
7. Origins and evolution of life : an astrobiological perspective / edited by Muriel Gargaud,
Purifi cación López-García, Hervé Martin. Cambridge University Press, 2011.
Дополнительная литература
1. The Physics and Chemistry of the Interstellar Medium, 2005, A.G.G.M. Tielens
Cambridge University Press).
2. Astrophysics of Gaseous Nebulae and Active Galactic Nuclei, 2005 second edition, D.E.
Osterbrock and G.J. Ferland (University Science, California).
3. The Physics of the Interstellar Medium, 2nd edition, 1997, J.E. Dyson and D.A. Williams
(IOP graduate series in astronomy).
4. Galactic Interstellar Medium, 1992, ed. D. Pfenniger & P. Bartholdi (Springer).
5. Interstellar Processes, 1987, eds. D.J. Hollenbach and H.A. Thronson (Kluwer,
Dordrecht)
6. Dust in the Galactic Environment, 2003, D.C.B. Whittet (IOP, Bristol, second edition).
7. Physical Processes in the Interstellar Medium, 1978, L. Spitzer (Wiley, New York).
8. Физика космоса. Маленькая энциклопедия. Ред. Р. А. Сюняев. 2-е изд., М.: Сов.
энциклопедия, 1986.
9. Н. Г. Бочкарев. Основы физики межзвездной среды. М., Изд. МГУ, 1992.
10. Л. Спитцер (мл.). Физические процессы в межзвездной среде. Пер. с англ. М.: Мир,
1981.
11. М. Лонгейр. Астрофизика высоких энергий. Пер. с англ. М.: Мир, 1984.
12. Г. М. Рудницкий. Конспект лекций по курсу «Радиоастрономия». М., МГУ, 2001.
http://comet.sai.msu.ru/~gmr/course/konspekt.zip
13. Р. Л. Сороченко, М. А. Гордон. Рекомбинационные радиолинии. М., 2003.
14. Бочкарев Н. Г. Местная межзвездная среда. М. 1990.
15. Physical Processes in the Interstellar Medium, 1978, L. Spitzer (Wiley, New York).
Методические разработки кафедры
Отсутствуют
Программное обеспечение
Не предусмотрено
Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы
1. Научная электронная библиотека, http://elibrary.ru/defaultx.asp
2. Цифровая библиотека по физике и астрономии ADS,
http://adsabs.harvard.edu/abstract_service.html
3. Российская астрономическая сеть Астронет, http://www.astronet.ru
Электронные образовательные ресурсы УрФУ
Не применяются
Фонд оценочных средств
Не используются
УЧЕБНО-МАТЕРИАЛЬНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
1. Аудитории для проведения лекционных и семинарских занятий.
2. Компьютерные классы Учебно-компьютерного центра «Диск» (ул. Куйбышева,
д. 48а) для проведения практических занятий и самостоятельной работы студентов.
ЛИСТ РЕГИСТРАЦИИ ИЗМЕНЕНИЙ В РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЕ
Номер
листа
изменений
Номер
протокола
заседания
кафедры
Дата
заседания
кафедры
Подпись
Всего листов в ответственного за
документе
внесение
изменений
Оглавление
1
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИСЦИПЛИНЫ ................................................................ 3
Цели дисциплины ........................................................................................................... 3
1.1
Перечень формируемых компетенций в соответствии с ФГОС ......................... 3
1.1.1
1.1.2
Перечень формируемых дополнительных компетенций в соответствии с
паспортом ООП ВПО ............................................................................................................. 4
Требования к результатам освоения дисциплины ....................................................... 4
1.2
Знания, умения, владения опытом, предусмотренные ФГОС ............................ 4
1.2.1
1.2.2
Дополнительные знания, умения, владения опытом в соответствии с
паспортом ООП ВПО ............................................................................................................. 4
2
1.3
Краткое описание дисциплины ..................................................................................... 4
1.4
Удельный вес занятий, проводимых в интерактивных формах ................................. 5
1.5
Трудоемкость освоения дисциплины............................................................................ 5
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ ......................................................................................... 5
3 РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМА УЧЕБНОГО ВРЕМЕНИ ДИСЦИПЛИНЫ ПО
РАЗДЕЛАМ И ВИДАМ РАБОТ .................................................................................................. 7
4 ОРГАНИЗАЦИЯ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ И САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
СТУДЕНТОВ ПО ДИСЦИПЛИНЕ ............................................................................................. 8
4.1
Лабораторный практикум .............................................................................................. 8
4.2
Практические занятия .................................................................................................... 8
4.3
Самостоятельная работа студентов ............................................................................... 9
4.3.1
Перечень тем рефератов ......................................................................................... 9
4.3.2
Перечень тем домашних работ ............................................................................... 9
4.3.3
Перечень тем контрольных работ .......................................................................... 9
4.3.4
Перечень тем расчетных работ .............................................................................. 9
4.3.5
Перечень тем расчетно-графических работ .......................................................... 9
4.3.6
Тематика коллоквиумов .......................................................................................... 9
4.3.7
Тематика курсового проектирования .................................................................... 9
4.3.8
Примерный перечень контрольных вопросов для подготовки к
промежуточной аттестации по дисциплине ......................................................................... 9
5 СООТНОШЕНИЕ РАЗДЕЛОВ И ПРИМЕНЯЕМЫХ МЕТОДОВ И ТЕХНОЛОГИЙ
ОБУЧЕНИЯ .................................................................................................................................. 11
6 ПРОЦЕДУРЫ ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ И ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ В
РАМКАХ БАЛЛЬНО-РЕЙТИНГОВОЙ СИСТЕМЫ .............................................................. 16
6.1
Процедуры текущего контроля ................................................................................... 16
6.2
Процедуры промежуточной аттестации и текущего контроля ................................ 16
6.3
Примерная тематика мероприятий промежуточной аттестации и текущего
контроля .................................................................................................................................... 16
6.4
Устанавливаемый кафедрой коэффициент соотношения результатов
промежуточной аттестации и текущего контроля дисциплины .......................................... 17
7 УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ДИСЦИПЛИНЫ .......................................................................................................................... 18
Рекомендуемая литература .......................................................................................... 18
7.1
8
7.1.1
Основная литература ............................................................................................. 18
7.1.2
Дополнительная литература ................................................................................. 18
7.1.3
Методические разработки кафедры ..................................................................... 18
7.2
Программное обеспечение ........................................................................................... 18
7.3
Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы ......................... 18
7.4
Электронные образовательные ресурсы УрФУ ......................................................... 19
7.5
Фонд оценочных средств ............................................................................................. 19
УЧЕБНО-МАТЕРИАЛЬНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ ................................... 19