Физика (Спец.разделы) - Учебно

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ФИЛИАЛ ТЮМГУ В Г. ТОБОЛЬСКЕ
Естественнонаучный факультет
Кафедра физика, математика и методик преподавания
УТВЕРЖДАЮ
Директор
_____________ ____________
подпись
ФИО
«___» __________ 2014 г.
Учебно-методический комплекс дисциплины
«ФИЗИКА (СПЕЦИАЛЬНЫЙ РАЗДЕЛ)»
Код и направление подготовки
051000.62 Профессиональное обучение
Профиль подготовки
Электроника, радиотехника и связь
Квалификация (степень) выпускника
бакалавр
Тобольск
2014
Маллабоев У.М. Физика (Специальный раздел). Учебно-методический комплекс. Рабочая
программа для студентов направления 051000.62 Профессиональное обучения, профиль
подготовки «Электроника, радиотехника и связь», форма обучения – очная. Тобольск,
2014, 19 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: «Физика» [электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.umk3plus.utmn.ru свободный.
Рекомендовано к изданию кафедрой физики, математики и методик преподавания. Утверждено директором Филиала ТюмГУ в городе Тобольске.
ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: Шебанова Л.П., к.п.н., доцент, заведующей кафедрой
ФМиМП.
© Тюменский государственный университет, 2014.
© Маллабоев У.М., 2014.
2
1. Пояснительная записка
1.1. Цели и задачи дисциплины (модуля)
Дисциплина «Физика (Специальный раздел)» обеспечивает приобретение знаний и
умений, содействует фундаментализации образования, формированию мировоззрения и
развитию логического мышления.
Цель дисциплины - формирование общекультурных и общепрофессиональных компетенций в части разделов современной физики: квантовой физики, физики атома, атомного ядра и элементарных частиц. Курс является базовым для изучения дальнейших технических дисциплин, определяет физико-математическую подготовку студентов и, естественно, служит основой, на которой строится дальнейшее обучение студентов, относящееся к специальной области вопросов квантовых систем. Дисциплина базируется на знаниях по математике, вопросах физики. Полученные знания по данной дисциплине используются при изложении ряда вопросов некоторых специальных дисциплин.
Задачи дисциплины – изучение экспериментальных фактов, лежащих в основе квантовых представлений, изучение вопросов строения электронных оболочек атомов, изучение
явлений, обусловленных свойствами и процессами в атомных оболочках, изучение состава и
свойств атомных ядер, радиоактивных превращений, ядерных реакций, основных проблем
ядерной энергетики, современных представлений физики элементарных частиц.
1.2. Место дисциплины в структуре образовательной программы
Дисциплина «Физика (Специальный раздел)» входит в базовой части Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования (ФГОС ВО) по
направлению Профессионального обучения «Электроника, радиотехника и связь».
Дисциплина «Физика (Специальный раздел)» базируется на знаниях, полученных в
рамках школьного курса физика или соответствующих дисциплин среднего профессионального образования. Для ее успешного изучения необходимы также знания и умения,
приобретенные в результате освоения математику и физику. Освоение дисциплины
предусматривает приобретение навыков работы с учебниками, учебными пособиями, монографиями, научными статьями.
На основе приобретенных знаний формируются умения применять основные законы физики и математические методы при решении профессиональных задач повышенной
сложности, владеть методами построения физической модели профессиональных задач и
содержательной интерпретации полученных результатов.
Знание физики может существенно помочь в научно-исследовательской работе.
Таблица 1.
Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
№ Наименование обеспечиваемых Темы дисциплины необходимые для изучения
п/п
(последующих) дисциплин
обеспечиваемых (последующих) дисциплин
1.1.1–1.2.1
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Химия
Технические дисциплины
Материаловедение
Электротехника
Теория электромагнитных явленый
Метрология, стандартизация и
сертификация
Электроизмерительная аппара-
+
+
1.2.2–1.3.1
1.3.2–2.132
+
+
+
+
+
+
2.2.1
2.2.2–2.3.2
+
+
+
+
+
+
+
+
3
тура
1.3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения данной образовательной программы.
В результате освоения ОП выпускник должен обладать следующими компетенциями:
- наличием целостного представления о картине мира, ее научных основах (ОК-14);
- готовностью использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессионально-педагогической деятельности (ОК-17).
1.4. Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине (модулю):
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:





Знать:
терминологию, основные понятия и определения;
основные физические законы квантовой физики;
приемы решения конкретных задач;
методы проведения физического эксперимента и обработки результатов;
роль физики для изучения последующих профилирующих предметов.
Уметь:
 использовать полученные знания при освоении учебного материала после-дующих
дисциплин;
 оценивать достоверность результатов, полученных экспериментально
 обрабатывать результаты экспериментов;
 правильно применять основные законы квантовой механики при решении физических задач;
 использовать вычислительные методы решения задач в физике при решении задач
своей будущей профессиональной деятельности.
Владеть:
 навыками решения задач по квантовой физике, физике атома и атомного ядра.
2. Структура и трудоемкость дисциплины.
Семестр – второй. Форма промежуточной аттестации зачет. Общая трудоемкость
дисциплины составляет 2 зачетных единиц, 72 академических часов, из них 40 часов, выделенных на контактную работу с преподавателем, 32 часа, выделенных на самостоятельную работу.
Таблица 2.
Вид учебной работы
Контактная работа со студентами
Аудиторные занятия (всего)
В том числе:
Лекции
Практические занятия (ПЗ)
Семинары (С)
Лабораторные работы (ЛР)
Всего часов
40
40
Семестры
2
40
40
20
20
20
20
4
Иные виды работ
Самостоятельная работа (всего)
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)
Общая трудоемкость
час
зач. ед.
32
32
зачет
72
2
72
2
3. Тематический план
1.2
1.2.1
1.3
1.3.1
Модуль 1
Квантовая природа излучения.
Всего
Модуль 2
Элементы квантовой механики.
Всего
Модуль 3
Атомная физика.
Всего
Итого (часов, баллов)
Из них в интерактивной форме
4
5
Второй семестр
6
7
8
1-6
6
6
6
6
10
10
22
22
2
6
0-30
0-30
7-12
6
6
6
6
10
10
22
22
2
6
0-35
0-35
13-20
8
8
20
10
8
8
20
8
12
12
32
28
28
72
3
6
18
0-35
0-35
0-100
4. Виды и формы оценочных средств в период текущего контроля
Таблица 4.
№ темы
1
1.1
1.1.1
Всего
1.2
1.2.1
Всего
1.3
1.3.1
Всего
Итого
Итого количество баллов
В том числе в интерактивной форме
3
Итого часов по теме
2
Самостоятельная работа*
1
1
1.1
1.1.1
Семинарские
(практические)
занятия
Лабораторные
работы
Тема
Лекции
№
Недели семестра
Таблица 3.
Виды учебной работы и самостоятельная работа, в
час
Устный опрос
Письменные работы
ответ на
семинаре
Контрольная
Решение
работа
задач
Второй семестр
Информационные
системы и технологии
ФЭПО
Итого
количество
баллов
Модуль 1
0-16
0-16
0-6
0-6
0-8
0-8
-
0-30
0-30
0-16
0-16
0-6
0-6
0-13
0-13
-
0-35
0-35
0-16
0-16
0-48
0-8
0-8
0-20
0-11
0-11
0-32
-
0-35
0-35
0-100
Модуль 2
Модуль 3
5
5. Содержание дисциплины.
Второй семестр.
Модуль 1.1
Тема 1.1.1. Квантовая природа излучения.
1.1.1.1. Тепловое излучение. Испускательная и поглощательная способность тела. Закон
Кирхгофа. Абсолютно черное тело. Спектр излучения абсолютно черного тела.
1.1.1.2. Тепловое излучение. Закон Стефана-Больцмана. Законы Вина и Релея-Джинса.
Формула Планка. Квантовый характер излучения.
1.1.1.3. Фотоэффект. Законы фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта. Фотоэлементы и фотоэлектронные умножители.
1.1.1.4. Квантовые явления в оптике. Фотоны. Масса, импульс, энергия фотона. Эффект
Комптона. Корпускулярно-волновые свойства электромагнитного излучения. Давление
света. Опыты Столетова. Корпускулярно-волновой дуализм.
Модуль 1.2
Тема 1.2.1. Элементы квантовой механики.
1.2.1.1. Квантово-волновой дуализм. Гипотеза де Бройля. Волны де Бройля. Опытное
обоснование корпускулярно-волнового дуализма. Дифракция электронных, атомных и
молекулярных пучков. Соотношение неопределенности Гейзенберга. Границы применимости классической механики. Универсальность корпускулярно-волнового дуализма.
1.2.1.2. Уравнение Шредингера – основное уравнение квантовой механики. Волновая
функция и ее статистический смысл. Уравнение Шредингера. Свободная частица. Частица
в потенциальной яме. Квантование энергии и импульса частицы. Линейный гармонический осциллятор. Прохождение электрона через прямоугольный потенциальный барьер.
Туннельный эффект.
Модуль 1.3
Тема 1.3.1. Атомная физика.
1.3.1.1. Строение атома. Модели строения атома. Элементарная боровская теория строения атома водорода. Спектр атома водорода. Затруднения теории Бора. Опыты Франца и
Герца. Частица в симметричной потенциальной яме. Водородоподобные системы. Атом
водорода. Первое электростатическое приближение. Основное состояние атома водорода.
Квантовые числа. Принцип Паули.
1.3.1.2. Магнитный момент атома. Спин электрона. Эффект Зеемана. Мультиплетность
спектров. Опыт Штерна и Герлаха. Распределение электронов в атоме по энергетическим
уровням. Принцип Паули. Правила заполнения электронных оболочек: принцип минимума энергии, принцип Паули, правила Хунда. Периодическая система элементов Менделеева.
6. Планы семинарских занятий.
Второй семестр.
Модуль 1.1
Тема 1.1.1. Квантовая природа излучения.
6
1.1.1.1. Тепловое излучение. Испускательная и поглощательная способность тела. Закон
Кирхгофа. Абсолютно черное тело. Спектр излучения абсолютно черного тела.
1.1.1.2. Тепловое излучение. Закон Стефана-Больцмана. Законы Вина и Релея-Джинса.
Формула Планка. Квантовый характер излучения.
1.1.1.3. Фотоэффект. Законы фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта. Фотоэлементы и фотоэлектронные умножители.
1.1.1.4. Квантовые явления в оптике. Фотоны. Масса, импульс, энергия фотона. Эффект
Комптона. Корпускулярно-волновые свойства электромагнитного излучения. Давление
света. Опыты Столетова. Корпускулярно-волновой дуализм.
Модуль 1.2
Тема 1.2.1. Элементы квантовой механики.
1.2.1.1. Квантово-волновой дуализм. Гипотеза де Бройля. Волны де Бройля. Опытное
обоснование корпускулярно-волнового дуализма. Дифракция электронных, атомных и
молекулярных пучков. Соотношение неопределенности Гейзенберга. Границы применимости классической механики. Универсальность корпускулярно-волнового дуализма.
1.2.1.2. Уравнение Шредингера – основное уравнение квантовой механики. Волновая
функция и ее статистический смысл. Уравнение Шредингера. Свободная частица. Частица
в потенциальной яме. Квантование энергии и импульса частицы. Линейный гармонический осциллятор. Прохождение электрона через прямоугольный потенциальный барьер.
Туннельный эффект.
Модуль 1.3
Тема 1.3.1. Атомная физика.
1.3.1.1. Строение атома. Модели строения атома. Элементарная боровская теория строения атома водорода. Спектр атома водорода. Затруднения теории Бора. Опыты Франца и
Герца. Частица в симметричной потенциальной яме. Водородоподобные системы. Атом
водорода. Первое электростатическое приближение. Основное состояние атома водорода.
Квантовые числа. Принцип Паули.
1.3.1.2. Магнитный момент атома. Спин электрона. Эффект Зеемана. Мультиплетность
спектров. Опыт Штерна и Герлаха. Распределение электронов в атоме по энергетическим
уровням. Принцип Паули. Правила заполнения электронных оболочек: принцип минимума энергии, принцип Паули, правила Хунда. Периодическая система элементов Менделеева.
7. Темы лабораторных работ (Лабораторный практикум).
Не предусмотрены
8. Примерная тематика курсовых работ
Не предусмотрены
9. Учебно-методическое обеспечение и планирование самостоятельной
работы студентов.
Таблица 5.
№
1
1.1
1.1.1
Модули и темы
Модуль 1
Квантовая природа излучения.
Всего по модулю 1
Виды СРС
Обязательные Дополнительные
Второй семестр
Проработка лекций. Работа с литературой. Решение
типовых задач. К-р.
Самостоятельное
изучение заданного
материала.
Неделя
семестра
1-6
Объем
часов
Кол-во
баллов
10
0-30
10
0-30
7
1.2
1.2.1
1.3
1.3.1
Модуль 2
Элементы квантовой механики.
Всего по модулю 2
Модуль 3
Атомная физика
Работа с литературой. Решение типовых задач. Самостоятельное изучение заданного
материала. К-р.
Работа с литературой. Решение типовых задач. Самостоятельное изучение заданного
материала. К-р.
Решение задач повышенной сложности
Решение задач повышенной сложности.
7-12
13-20
Всего по модулю 3
Итого (часов, баллов)
10
0-35
10
0-35
12
0-35
12
32
0-35
0-100
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):
ОК-14
ОК-17
6семестр
Естественнонаучная картина мира*
Компьютерная графика и моделирование*
Инженерная графика*
8семестр
4 семестр
3 семестр
2семестр
Экологический практикум*
Информатика*
Индекс
компетенции
Введение в физику*
Жидкие кристаллы и их применение*
Физика*
Введение в математику*
Математика (вводной курс)*
Физический практикум*
Физика (спец разделы)*
Решение технических задач*
Расчет электрических цепей*
Математика*
Химия*
Циклы, дисциплины (модули)
учебного плана ООП бакалавра
1 семестр
Таблица 6.
Выписка из матрицы соответствия компетенций, составных частей ОП и оценочных
средств
+ + + + + + +
+
+ + +
+ + + + +
+ + + + +
+
* - дисциплина базовой части математического и естественнонаучного цикла
8
ОК-14
Код компетенции
10.2 Описание показателей и критериев оценивания компетенций на различных этапах их формирования, описание шкал оценивания:
Таблица 7.
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
Знает:
архитектуру физической картины мира; основные модели естественнонаучной
картины мира;
естественнонаучную литературу.
Знает:
архитектуру
естественнонаучной картины
мира; основные
явления и законы природы,
научные открытия, которые послужили началом революционных изменений в технологиях, мировоззрении или общественном сознании.
Умеет:
отличать научные знания от
лженаучных;
обосновывать
выбор теоретикометодологических основ исследования явлений и процессов в контексте
различных моделей естественнонаучных картин
мира.
Знает:
архитектуру синергетической
картины мира; основные
модели
естественнонаучной картины мира.
Умеет:
делать строгий
отбор основных
научных фактов,
представляющих
лицо каждой из
естественных
наук, иметь ясное представление о физической картине
мира как основе
целостности и
многообразия
природы.
Умеет:
представлять знания как систему
логически связанных общих и специальных положений науки; использовать полученные знания в
своей повседневной деятельности
и интерпретировать их для учащихся общеобразовательных
школ.
Виды занятий (лекции, семинар
ские, практические,
лабораторные)
Оценочные
средства
(тесты,
творческие
работы,
проекты и
др.)
Лекции,
практические занятия
Тестирование, контрольная
работа
ОК-17
Владеет:
основами методологии научного познания при
изучении
различных уровней
организации материи, пространства и времени;
основами
системного подхода в оценке развития
любой
научной дисциплины навыками
сбора первичных
данных исследований
Знает:
о возможности
применения основных законов
естественнонаучных дисциплин в различных областях
профессиональнопедагогической
деятельности
Умеет:
применять естественнонаучные
знания в профессиональнопедагогической
деятельности с
внешней помощью, строить
простейшие технически модели
при решении
конкретных задач
Владеет:
методами естественнонаучных
дисциплин при
решении задачи
по образцу
Владеет:
методиками анализа явлений и
процессов в соответствии с выбранной моделью естественнонаучной картины мира.
Владеет:
навыками оценочного отношения к
источникам информации по различным разделам
естествознания.
Знает:
о применении
основных законов естественнонаучных дисциплин в различных областях
будущей профессиональнопедагогической
деятельности
Знает:
о применении основных законов
естественнонаучных дисциплин в
различных областях будущей
профессиональной деятельности
и смежных видах
деятельности
Умеет:
применять естественнонаучные
знания в профессиональнопедагогической
деятельности в
стандартной ситуации
Умеет:
применять естественнонаучные
знания в профессиональнопедагогической
деятельности самостоятельно в
любой ситуации
Владеет:
методами естественнонаучных
дисциплин при
решении стандартной задачи
Владеет:
методами естественнонаучных
дисциплин при
решении любой
задачи
Лекции,
практические занятия
Тестирование, контрольная
работа
10
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.
ВОПРОСЫ К ЗАЧЕТАМ И ЭКЗАМЕНУ
Второй семестр
1. Тепловое излучение. Испускательная и поглощательная способность тела. Закон
Кирхгофа. Абсолютно черное тело. Спектр излучения абсолютно черного тела.
2. Тепловое излучение. Закон Стефана-Больцмана. Законы Вина и Релея-Джинса.
Формула Планка. Квантовый характер излучения.
3. Фотоэффект. Законы фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта. Фотоэлементы и фотоэлектронные умножители.
4. Квантовые явления в оптике. Фотоны. Масса, импульс, энергия фотона. Эффект
Комптона.
5. Корпускулярно-волновые свойства электромагнитного излучения. Давление света.
Опыты Столетова. Корпускулярно-волновой дуализм.
6. Квантово-волновой дуализм. Гипотеза де Бройля. Волны де Бройля. Опытное обоснование корпускулярно-волнового дуализма.
7. Дифракция электронных, атомных и молекулярных пучков.
8. Соотношение неопределенности Гейзенберга. Границы применимости классической механики. Универсальность корпускулярно-волнового дуализма.
9. Уравнение Шредингера – основное уравнение квантовой механики. Волновая
функция и ее статистический смысл. Уравнение Шредингера. Свободная частица.
Частица в потенциальной яме.
10. Квантование энергии и импульса частицы. Линейный гармонический осциллятор.
Прохождение электрона через прямоугольный потенциальный барьер. Туннельный
эффект.
11. Строение атома. Модели строения атома.
12. Элементарная боровская теория строения атома водорода. Спектр атома водорода.
Затруднения теории Бора.
13. Опыты Франца и Герца. Частица в симметричной потенциальной яме.
14. Водородоподобные системы. Атом водорода. Первое электростатическое приближение. Основное состояние атома водорода.
15. Квантовые числа. Принцип Паули.
16. Магнитный момент атома. Спин электрона. Эффект Зеемана. Мультиплетность
спектров.
17. Опыт Штерна и Герлаха.
18. Распределение электронов в атоме по энергетическим уровням. Принцип Паули.
Правила заполнения электронных оболочек: принцип минимума энергии, принцип
Паули, правила Хунда.
19. Периодическая система элементов Менделеева.
Методические материалы, определяющие процедуры оценивания знаний, умений,
навыков и (или) опыта деятельности характеризующих этапы формирования компетенций.
Текущая аттестация:
Контрольные работы; В каждом семестре проводятся контрольные работы (на семинарах).
Коллоквиумы;
Промежуточная аттестация:
11
Зачет (письменно-устная форма). Зачеты оцениваются по системе. Текущий и промежуточный контроль освоения и усвоения материала дисциплины осуществляется в рамках рейтинговой (100-балльной) и традиционной (4-балльной) систем оценок.
Оценка студента в рамках рейтинговой системы оценок является интегрированной
оценкой выполнения студентом заданий во время практических занятий, индивидуальных
домашних заданий, контрольной работы и сдачи коллоквиумов. Эта оценка характеризует
уровень сформированности практических умений и навыков, приобретенных студентом в
ходе изучения дисциплины. Соответствующие умения и навыки, а также критерии их
оценивания приведены в таблице 7.
Экзаменационная оценка студента в рамках традиционной системы оценок выставляется на основе ответа студента на теоретические вопросы, перечень которых представлен в п. 10.3, а также решения задач, примерный уровень которых соответствует уровню
задач, приведенных в п.10.3 (контрольные работы). Эта оценка характеризует уровень
знаний, приобретенных студентом в ходе изучения дисциплины. Соответствующие знания
и критерии их оценивания приведены в таблице 7.
11. Образовательные технологии.
В соответствии с требованиями ФГОС ВО по направлению подготовки для реализации компетентностного подхода предусматривается использование в учебном процессе
следующих активных и интерактивных форм образовательных технологий: лекционные
чтения, проведение семинарских занятий, разбор задач и внеаудиторная работа в учебнонаучных лабораториях
При организации самостоятельной работы применяются технологии проблемного
обучения, проблемно-исследовательского обучения (в частности, при самостоятельном
изучении теоретического материала), дифференцированного обучения, репродуктивного
обучения, проектная технология, а также современные информационные технологии обучения.
12. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
(модуля).
12.1. Основная литература:
1. Шпольский Э.В. Атомная физика. т.т. 1 и 2. - СПб.: ООО "Лань", 2010.
2. Сивухин Д.В. Атомная и ядерная физика: Учеб. пособие. В 2-х частях. Часть 1:
Атомная физика, Часть 2: Ядерная физика.- М.: Наука, 1986 - 1989.
3. Трофимова Т.И. Курс физики: Учеб. пособ. для вузов.-11-е изд.-М.:Академия,
2006.-560с. ;МО.
12.2 Дополнительная литература:
1. Ишханов Б.С., Капитонов И.М., Тутынь И.А. Нуклеосинтез во Вселенной. - М.:
Изд-во МГУ, 1999.
2. Гончарова Н.Г., Ишханов Б.С., Капитонов И.М., Кэбин Э.И., Степанов М.Е. Физика
ядра и частиц: Задачи с решениями. - М.: УНЦ ДО, 2003.
12
3. Иродов И.Е. Атомная и ядерная физика. Сборник задач. СПб.:ООО "Лань", 2009.
4. Капитонов И.М. Введение в физику ядра и частиц: Учебное пособие. - М.: Едиториал
УРСС, 2002.
5. Мухин К. Н. Экспериментальная ядерная физика. В 3-х тт. Учебник. 6-е изд. Том 1.
6. Физика атомного ядра, Том 2. Физика ядерных реакций, Том 3. Физика элементарных
частиц. - СПб.: ООО "Лань", 2008.
7. Матвеев А.Н. Атомная физика: Учеб. пособие для студентов вузов.- М.: Высш.шк.,
1989.
12.3 Научная и научно-популярная литература:
1. Томилин К.А. Фундаментальные физические постоянные в историческом и методологическом аспектах. – М.: Физматлит, 2006. – 368 с.
2. Калашников Н.П., Кожевников Н.М. Интернейт-тестирование базовых знаний:
Учебное пособие. – СПб.: Издательство «Лань», 2009. – 160 с.
12.3 Периодические издания:
1. Успехи физических наук.
2. Физическое образование в вузах.
3. Научно-популярный физико-математический журнал «КВАНТ» с приложением.
4. Физика в школе.
5. Наука и жизнь.
6. Наука и школа.
7. Педагогика.
8. Педагогическое образование и наука.
9. Природа и свет.
12.4 Программное обеспечение и Интернет-ресурсы:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Научная электронная библиотека eLIBRARY.RU: http://elibrary.ru /.
Образовательные ресурсы «Единое окно» http://window.edu.ru/window/library
Книго-поиск. http://www.knigo-poisk.ru
Решебники задач по физике http://exir.ru
Справочники и энциклопедии по физике http://www.all-fizika.com/
Курсы физики http://www.ipou.ru/courses/physics_course.html
Физика для углубленного изучения http://litvik.ru.
Федеральный портал «Российское образование»: http://www.edu.ru /.
Федеральное хранилище «Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов»: http://school-collection.edu.ru /.
13. Перечень информационных технологий, используемых при осуществлении образовательного процесса по дисциплине (модулю), включая перечень программного обеспечения и информационных справочных систем (при необходимости).
При выполнении практических работ в качестве информационных технологий используется следующее программное обеспечение:
Microsoft Word.
Microsoft Excel.
Microsoft Power Point.
13
14. Технические средства и материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля).
Учебные аудитории для проведения лекционных и практических занятий, в частности, оснащенные интерактивной доской и/или проектором.
15. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины
(модуля).
Формирование у студентов способностей и умения самостоятельно добывать знания из различных источников, систематизировать полученную информацию и эффективно
её использовать происходит в течение всего периода обучения через участие студентов в
лекционных и практических (семинарских) занятиях, причём самостоятельная работа студентов играет решающую роль в ходе всего учебного процесса.
15.1. Лекции. Для понимания лекционного материала и качественного его усвоения
студентам необходимо вести конспекты лекций. В течение лекции студент делает пометки
по тем вопросам лекции, которые требуют уточнений и дополнений. Вопросы, которые
преподаватель не отразил в лекции, студент должен изучать самостоятельно.
15.2. Практические (семинарские) занятия. При подготовке к семинарским занятиям следует использовать основную литературу из представленного списка, а также руководствоваться приведенными указаниями и рекомендациями. Для наиболее глубокого
освоения дисциплины рекомендуется изучать литературу, обозначенную как «Дополнительная» в представленном списке. На семинарских занятиях рекомендуется принимать
активное участие в обсуждении проблем, возникающих при решении учебных задач, развивать способность на основе полученных знаний находить наиболее эффективные решения поставленных проблем по тематике семинарских занятий. Студенту рекомендуется
следующая схема подготовки к семинарскому занятию:
 проработка конспекта лекций;
 чтение рекомендованной основной и дополнительной литературы по изучаемому
разделу дисциплины;
 решение домашних задач.
При выполнении упражнения или задачи нужно сначала понять, что требуется в
задаче, какой теоретический материал нужно использовать, наметить план решения задачи.
 При возникновении затруднений следует сформулировать конкретные вопросы к
преподавателю.
ТЕСТ ПО АТОМНОЙ, ЯДЕРНОЙ ФИЗИКЕ И ФИЗИКЕ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ
ЧАСТИЦТ
14
За отведённое время (40 мин) ответьте на все вопросы, выбрав один правильный из каждой группы.
1. Эффект Зеемана в сильном магнитном поле будет:
1.1. Сильным
1.2. Аномальным
1.3. Простым
1.4. Сложным
2. На сколько компонент расщепится в слабом магнитном поле
мультиплет с заданным полным моментом J:
2.1. Не расщепится
2.2. J+1
2.3. 2J+1
2.4. J
3. Эффект Комптона описывает рассеяние
3.1. Фотонов на свободных электронах
3.2. Электронов на атомах
3.3. Фотонов на ядрах
3.4. Фотонов на электронах внутренних оболочек
4. Фотоэффект состоит в
4.1 Упругом рассеянии фотонов свободными электронами
4.2 Поглощении фотона атомом с испусканием электрона
4.3. Поглощении фотона атомным ядром
4.4. Поглощении фотонов свободными электронами
5. Какие из перечисленных ниже эффектов могут быть объяснены как с волновой,
так и с корпускулярной точки зрения:
5.1. Фотоэффект
5.2. Эффект Комптона
5.3. Давление света
5.4. Интерференция и дифракция света
6. В опыте Штерна-Герлаха можно использовать пучок
6.1. Электронов
6.2. Альфа-частиц
6.3. Нейтронов
6.4. Фотонов
7. На сколько подуровней расщепится 3P-уровень Na в сильном магнитном поле:
7.1. На 2 подуровня
7.2. На 3 подуровня
7.3. На 4 подуровня
7.4. На 5 подуровней
8. Тонкая структура спектральных линий (например дублет Na) объясняется:
8.1. Массой ядра
8.2. Спин-орбитальным взаимодействием
8.3. Взаимодействием магнитного момента электрона со слабым полем ядра
8.4. Взаимодействием электрона с флуктуациями электромагнитного поля.
15
9. На сколько компонент расщепится при проведении опыта Штерна-Герлаха пучок
атомов водорода:
9.1. Не расщепится
9.2. На 2 компоненты
9.3. На 3 компоненты
9.4. На 5 компонент
10. Абсолютно чёрная пластинка освещается светом круговой поляризации и испытывает некоторый вращающий момент. Какую пластинку нужно взять, чтобы вращающий момент удвоился:
10.1. Пластинку λ/4
10.2. Пластинку λ/2
10.3. Поляризационную пластинку
10.4. Прозрачную пластинку
11. Сколько линий будет наблюдаться в эксперименте Зеемана
при расщеплении спектральной линии 1D2 → 1P1 в слабом магнитном поле:
11.1. Не будет расщепления
11.2. 3 линии
11.3. 9 линий
11.4. 15 линий
12. «В любом квантовом состоянии может находиться только один электрон» согласно
12.1. Правилу отбора
12.2. Теореме Ферма
12.3. Соотношению неопределённостей Гейзенберга
12.4. Принципу Паули
13. В каких из приведенных ниже состояний мультиплетность атома равна 3:
13.1. 13P1
13.2. 31S0
13.3. 21D3
13.4. 42F5/2
14. На сколько подуровней расщепится 3P3/2-уровень Na в слабом магнитном поле:
14.1. На 2 подуровня
14.2. На 3 подуровня
14.3. На 4 подуровня
14.4. На 5 подуровней
15. Уравнение Шредингера для стационарных состояний:
15.1.
15.2.
15.3.
16
15.4.
16. Эффект Зеемана может наблюдаться если:
16.1. Источник света помещён в однородное магнитное поле
16.2. Спектральные линии имеют тонкую структуру
16.3. Пучок света пропускают через однородное магнитное поле
16.4. Пучок атомов пропускают через однородное магнитное поле
17. Какой переход запрещён правилами отбора:
17.1. 2p3/2 → 1s1/2
17.2. 4d5/2 → 3p3/2
17.3. 3d3/2 → 1p1/2
17.4. 4d5/2 → 3p1/2
18. Какой переход в зеемановском расщеплении дублета натрия является разрешённым:
18.1. Переход 1
18.2. Переход 2
18.3. Переход 3
18.4. Переход 4
19. Какая из перечисленных ниже реакций распада невозможна по закону сохранения лептонного заряда
19.1.
19.2.
19.3.
19.4.
20. Какая из перечисленных ниже элементарных частиц является бозоном:
20.1. Барион
20.2. Лептон
20.3. Кварк
20.4. Мезон
21. Какое квантовое число может НЕ сохраняться при слабых взаимодействиях:
21.1. спин
17
21.2. барионный заряд
21.3. странность
21.4. лептонный заряд
22. Какая ядерная реакция не идёт под действием нейтронов:
22.1. Радиационный захват (n,γ)
22.2. β - распад (n,β)
22.3. α - распад (n,α)
22.4. Испускание протона (n,p)
23. Энергетический спектр какого излучения имеет нерезонансный характер при детектировании
23.1. α - излучение
23.2. β - излучение
23.3. γ - излучение
23.4. Нейтронное ядерное излучение.
24. Какая частица является переносчиком слабого взаимодействия
24.1. фотон
24.2. глюон
24.3. W± Z0 - бозон
24.4. π -мезон
25. Какое утверждение в отношении эффекта Мессбауэра является ложным:
25.1. Импульс отдачи вылетающего γ-кванта передаётся всему кристаллу
25.2. Ширина спектральной линии определяется эффектом Доплера
25.3. Вероятность эффекта Мессбауэра увеличивается при понижении температуры кристалла
25.4. Спектры излучения и поглощения мессбауровских γ-квантов одним и тем же кристаллом совпадают.
26. Эффективное сечение резонансного поглощения описывается формулой
26.1. Вайцзеккера
26.2. Ферми-Дирака
26.3. Гелл-Манна-Нишиджимы
26.4. Брейта-Вигнера
27. Какое из утверждений ниже является ложным:
27.1. Барионы состоят из 3-х кварков
27.2. Мезоны состоят из 2-х кварков (кварк и антикварк)
27.3. Свободные адроны, состоящие из кварков одного аромата (например, Δ++ и Ω-), отличаются цветом.
27.4. Кварки в свободном состоянии не обнаружены (конфайнмент).
28. Для того чтобы нейтронный газ можно было хранить в закрытом сосуде:
28.1. Температура нейтронов должна была очень мала
28.2. Температура нейтронов должна быть больше температуры Дебая
28.3. Длина когерентного рассеяния на связанных ядрах материала сосуда должна быть
отрицательной
29. Какая из перечисленных ниже частиц обладает массой
29.1. Фотон
18
29.2. Глюон
29.3. Нейтрино
29.4. Гравитон
30. Ядерные силы между протоном и нейтроном осуществляются обменом виртуальными:
30.1. Фотонами
30.2. Пионам
30.3. Мюонами
30.4. Глюонами
31. Потенциал взаимодействия между кварками (модельный потенциал) описывается формулой:
31.1. U = - a/r2
31.2. U = - a/r
31.3. U = - a/r + br
31.4. U = br
32. Какой модели ядра не существует:
32.1. Капельной
32.2. Оболочечной
32.3. Планетарной
32.4. Сверхтекучей
33. Что не описывает кварковая модель адронов:
33.1. Диаграммы рождения и распада частиц по сильному каналу
33.2. Магнитные моменты ядер
33.3. Сечения ядерных реакций
33.4. β - распад
19