Difference between revisions of "BSc: GeneralPhysicsADV"
Jump to navigation
Jump to search
V.matiukhin (talk | contribs) |
V.matiukhin (talk | contribs) |
||
| Line 108: | Line 108: | ||
|- style="vertical-align:middle; background-color:#F8F9FA; color:#202122;" |
|- style="vertical-align:middle; background-color:#F8F9FA; color:#202122;" |
||
| + | |||
| − | |- style="background-color:#F8F9FA; color:#202122;" <br> |
||
| − | | style="text-align:center;" | 1. || Предпосылки квантовой механики. Корпускулярные свойства электромагнитных волн. || || 1. Основные нерешенные проблемы классической физики на рубеже XIX–XX веков<br> |
||
| − | · Какие проблемы классической физики оставались нерешенными на рубеже XIX–XX веков?<br> |
||
| − | · Почему эти проблемы не могли быть решены в рамках классической физики?<br> |
||
| − | 2. Основные экспериментальные результаты по внешнему фотоэффекту<br> |
||
| − | · Какие экспериментальные данные были получены по внешнему фотоэффекту до разработки квантовой теории?<br> |
||
| − | · Как эти данные ставили под сомнение классические представления о свете?<br> |
||
| − | 3. Гипотезы Планка и Эйнштейна относительно квантов света<br> |
||
| − | · Каковы были основные положения гипотезы Планка о квантах?<br> |
||
| − | · В чем заключалась гипотеза Эйнштейна о квантовой природе света?<br> |
||
| − | 4. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта и объяснение фотоэффекта<br> |
||
| − | · Как уравнение Эйнштейна для фотоэффекта объяснило явление внешнего фотоэффекта?<br> |
||
| − | · Какие выводы можно было сделать о свойствах света, исходя из этого уравнения?<br> |
||
| − | 5. Импульс фотона<br> |
||
| − | · Каким образом концепция импульса фотона была введена и как она связана с квантовой теорией?<br> |
||
| − | · Какие экспериментальные подтверждения существуют для концепции импульса фотона?<br> |
||
| − | 6. Эксперимент Комптона и комптоновская длина волны<br> |
||
| − | · Каковы были основные результаты и выводы эксперимента Комптона по рассеянию рентгеновских лучей?<br> |
||
| − | · Что такое комптоновская длина волны и как она связана с изменением длины волны фотонов при рассеянии? |
||
| − | |- style="background-color:#F8F9FA; color:#202122;" <br> |
||
| − | | style="text-align:center;" | 2. || Волновые свойства частиц. Соотношение неопределенностей. || || 1. Гипотеза де Бройля о волновых свойствах материальных частиц<br> |
||
| − | · В чем заключается гипотеза де Бройля и как она связывает корпускулярные и волновые свойства материи?<br> |
||
| − | · Каковы были основные аргументы и экспериментальные подтверждения гипотезы де Бройля?<br> |
||
| − | 2. Длина волны де Бройля нерелятивистской частицы<br> |
||
| − | · Как вычисляется длина волны де Бройля для нерелятивистской частицы и какие факторы на нее влияют?<br> |
||
| − | · Как длина волны де Бройля связана с импульсом и энергией частицы?<br> |
||
| − | 3. Опыты Девиссона–Джермера и Томсона по дифракции электронов<br> |
||
| − | · Какие результаты были получены в опытах Девиссона–Джермера и Томсона и что они доказали?<br> |
||
| − | · Как эти опыты подтвердили волновые свойства электронов?<br> |
||
| − | 4. Критерий квантовости системы<br> |
||
| − | · Что представляет собой критерий квантовости системы и как он определяется?<br> |
||
| − | · В каких случаях систему можно считать квантовой?<br> |
||
| − | 5. Соотношения неопределенностей<br> |
||
| − | · Как формулируются соотношения неопределенностей Гейзенберга для координаты-импульса и энергии-времени?<br> |
||
| − | · Какое значение имеют соотношения неопределенностей для понимания квантовой механики?<br> |
||
| − | 6. Виртуальные частицы и радиус взаимодействия<br> |
||
| − | · Что такое виртуальные частицы и в каком контексте они возникают?<br> |
||
| − | · Как радиус взаимодействия связан с обменом виртуальными частицами?<br> |
||
| − | 7. Волновая функция свободной частицы и вероятностная интерпретация<br> |
||
| − | · Как описывается волновая функция свободной частицы в терминах волн де Бройля?<br> |
||
| − | · В чем заключается вероятностная интерпретация волновой функции, предложенная Борном? |
||
| − | |- style="background-color:#F8F9FA; color:#202122;" <br> |
||
| − | | style="text-align:center;" | 3. || Формализм квантовой механики. Ямы и барьеры. || || 1. Понятие об операторах физических величин<br> |
||
| − | · Что такое операторы в квантовой механике и как они связаны с физическими величинами?<br> |
||
| − | · Какие операторы координаты, импульса, энергии и гамильтониана используются в квантовой механике?<br> |
||
| − | 2. Собственные функции и собственные значения<br> |
||
| − | · Что представляют собой собственные функции и собственные значения операторов в квантовой механике?<br> |
||
| − | · Как интерпретируются собственные значения физических величин?<br> |
||
| − | 3. Уравнение Шредингера<br> |
||
| − | · Какова форма и значение уравнения Шредингера для описания квантовомеханических систем?<br> |
||
| − | · Какие типы уравнения Шредингера существуют и в чем их различия?<br> |
||
| − | 4. Свойства волновой функции стационарных задач<br> |
||
| − | · Какие свойства должна иметь волновая функция в стационарных задачах квантовой механики?<br> |
||
| − | · Почему важны такие свойства, как непрерывность и однозначность волновой функции?<br> |
||
| − | 5. Принцип суперпозиции квантовых состояний<br> |
||
| − | · Что такое принцип суперпозиции в квантовой механике и как он применяется к квантовым состояниям?<br> |
||
| − | · Как формула для среднего значения физической величины иллюстрирует принцип суперпозиции?<br> |
||
| − | 6. Закон сохранения вероятности и вектор плотности потока вероятности<br> |
||
| − | · Как формулируется закон сохранения вероятности в квантовой механике?<br> |
||
| − | · Что такое вектор плотности потока вероятности и его роль в описании квантовых процессов?<br> |
||
| − | 7. Процесс квантового измерения<br> |
||
| − | · Как происходит процесс квантового измерения физической величины и что может быть результатом измерения?<br> |
||
| − | · Почему в квантовой механике результат измерения ограничен только собственными значениями?<br> |
||
| − | 8. Рассеяние частиц на потенциальных барьерах<br> |
||
| − | · Как описывается процесс рассеяния частиц на потенциальной ступеньке и преодоление частицей потенциальных барьеров?<br> |
||
| − | · Что такое бесконечно глубокая потенциальная яма и каковы ее особенности? |
||
| − | |- style="background-color:#F8F9FA; color:#202122;" <br> |
||
| − | | style="text-align:center;" | 4. || Движение в центральном поле. Колебательные и вращательные спектры молекул. || || 1. Оператор момента импульса<br> |
||
| − | · Что такое оператор момента импульса в квантовой механике и как он определяется?<br> |
||
| − | · Какие физические явления описывает момент импульса на квантовом уровне?<br> |
||
| − | 2. Квантование собственных значений момента импульса<br> |
||
| − | · Как происходит квантование собственных значений проекции момента на выделенную ось и квадрата момента импульса?<br> |
||
| − | · Чем определяются квантовые числа для момента импульса и его проекций?<br> |
||
| − | 3. Сложение моментов<br> |
||
| − | · Как осуществляется сложение моментов импульса в квантовой механике?<br> |
||
| − | · Какие правила и принципы используются для сложения моментов различных частиц?<br> |
||
| − | 4. Движение в центральном поле и радиальное квантовое число<br> |
||
| − | · Как описывается движение частицы в центральном поле с точки зрения квантовой механики?<br> |
||
| − | · Что такое радиальное квантовое число и как оно связано с энергетическими уровнями системы?<br> |
||
| − | 5. Вращательный и колебательный спектры<br> |
||
| − | · Что представляют собой вращательный и колебательный спектры молекул?<br> |
||
| − | · Какие энергетические масштабы соответствуют возбуждениям в этих спектрах? |
||
| − | |- style="background-color:#F8F9FA; color:#202122;" <br> |
||
| − | | style="text-align:center;" | 5. || Водородоподобные атомы. Магнитный момент. Спин. || || 1. Закономерности оптических спектров атомов<br> |
||
| − | · Какие закономерности наблюдаются в оптических спектрах атомов и что они говорят о строении атома?<br> |
||
| − | · Как влияет движение в кулоновском поле на спектральные характеристики атома?<br> |
||
| − | 2. Спектр атома водорода и водородоподобных атомов<br> |
||
| − | · Как описывается спектр атома водорода и водородоподобных атомов с точки зрения квантовой механики?<br> |
||
| − | · Что такое главное квантовое число и как оно связано с кратностью вырождения уровней энергии?<br> |
||
| − | 3. Волновая функция основного состояния атома водорода<br> |
||
| − | · Как выглядит волновая функция основного состояния атома водорода и каков ее физический смысл?<br> |
||
| − | · Как изменяются радиальная и угловая части волновых функций для возбужденных состояний?<br> |
||
| − | 4. Связь точного решения задачи об атоме водорода и модели Бора<br> |
||
| − | · В чем заключается связь между точным решением задачи об атоме водорода и моделью Бора?<br> |
||
| − | · Как модель Бора дополняется результатами квантовой механики?<br> |
||
| − | 5. Магнитный орбитальный момент электронов и магнетон Бора<br> |
||
| − | · Что такое магнитный орбитальный момент электронов и как он определяется?<br> |
||
| − | · Каково значение гиромагнитного отношения и магнетона Бора для описания атомных свойств?<br> |
||
| − | 6. Опыт Эйнштейна–де Гааза и Штерна–Герлаха<br> |
||
| − | · Что демонстрируют опыты Эйнштейна–де Гааза и Штерна–Герлаха в контексте магнитных свойств атомов?<br> |
||
| − | · Как гипотеза о спине электрона подтверждается результатами этих опытов? |
||
| − | |- style="background-color:#F8F9FA; color:#202122;" <br> |
||
| − | | style="text-align:center;" | 6. || Тождественность частиц. Сложные атомы. |
||
| − | Спин-орбитальное взаимодействие. || || 1. Тождественность частиц<br> |
||
| − | · Что подразумевается под тождественностью частиц в квантовой механике и как это свойство влияет на их поведение?<br> |
||
| − | · Как тождественность частиц отражается на симметрии волновой функции?<br> |
||
| − | 2. Симметрия волновой функции и классификация частиц<br> |
||
| − | · Как симметрия волновой функции связана с классификацией частиц на бозоны и фермионы?<br> |
||
| − | · В чем заключается принцип Паули и как он применяется к фермионам?<br> |
||
| − | 3. Электронная конфигурация атома<br> |
||
| − | · Как строится электронная конфигурация атома и какие принципы лежат в ее основе?<br> |
||
| − | · Что такое правило Маделунга–Клечковского и как оно помогает определять порядок заполнения электронных орбиталей?<br> |
||
| − | 4. Периодическая таблица элементов Менделеева<br> |
||
| − | · Как строение электронной оболочки атома отражается в периодической таблице элементов Менделеева?<br> |
||
| − | · Какие закономерности можно выявить в таблице Менделеева на основе электронной конфигурации атомов? |
||
| − | |- style="background-color:#F8F9FA; color:#202122;" <br> |
||
| − | | style="text-align:center;" | 7. || Ядерные модели. Радиоактивность || || 1. Открытие ядра атома (опыты Резерфорда)<br> |
||
| − | · Какие основные выводы были сделаны на основе опытов Резерфорда по рассеянию альфа-частиц?<br> |
||
| − | · Что эти результаты говорят о структуре атома?<br> |
||
| − | 2. Строение ядра (опыты Блэкетта и Чедвика)<br> |
||
| − | · Какие экспериментальные данные были получены в результате опытов Блэкетта и Чедвика и как они способствовали пониманию строения ядра?<br> |
||
| − | · Что такое нейтрон и какова была его роль в развитии представлений о ядре?<br> |
||
| − | 3. Энергия связи ядра<br> |
||
| − | · Что такое энергия связи ядра и как она измеряется?<br> |
||
| − | · Как зависит удельная энергия связи от массового числа атома (A)?<br> |
||
| − | 4. Модель жидкой заряженной капли<br> |
||
| − | · В чем заключается модель жидкой заряженной капли и как она объясняет свойства атомных ядер?<br> |
||
| − | · Какие явления и процессы в ядрах объясняет данная модель?<br> |
||
| − | 5. Формула Вайцзеккера для энергии связи ядра<br> |
||
| − | · Как выглядит формула Вайцзеккера и какие физические величины входят в нее?<br> |
||
| − | · Как формула Вайцзеккера используется для оценки энергии связи ядер?<br> |
||
| − | 6. Оболочечная модель ядра<br> |
||
| − | · Что представляет собой оболочечная модель ядра и какие экспериментальные данные подтверждают ее?<br> |
||
| − | · Как оболочечная модель объясняет ядерные свойства атомов?<br> |
||
| − | 7. Альфа-, бета-, гамма-распады<br> |
||
| − | · Каковы основные характеристики и различия альфа-, бета- и гамма-распадов?<br> |
||
| − | · Какие явления и эффекты сопровождают каждый из этих типов распада?<br> |
||
| − | 8. Радиоактивность и закон радиоактивного распада<br> |
||
| − | · Что такое радиоактивный распад и как он описывается законом радиоактивного распада?<br> |
||
| − | · Как определяются такие понятия, как константа распада, период полураспада и среднее время жизни радиоактивного изотопа? |
||
| − | |- style="background-color:#F8F9FA; color:#202122;" <br> |
||
| − | | style="text-align:center;" | 8. || Фундаментальные взаимодействия и частицы. || || 1. Элементарные частицы<br> |
||
| − | · Что такое элементарные частицы и какие основные классы частиц включает в себя Стандартная модель?<br> |
||
| − | · Какие методы регистрации элементарных частиц используются в современной физике?<br> |
||
| − | 2. Стандартная модель<br> |
||
| − | · Каковы основные компоненты и принципы Стандартной модели физики элементарных частиц?<br> |
||
| − | · Какие законы сохранения и внутренние квантовые числа играют ключевую роль в Стандартной модели?<br> |
||
| − | 3. Фундаментальные взаимодействия<br> |
||
| − | · Какие виды фундаментальных взаимодействий существуют и каковы их характерные особенности?<br> |
||
| − | · Что такое характерный радиус взаимодействия и как он определяется для различных взаимодействий?<br> |
||
| − | 4. Диаграммы Фейнмана<br> |
||
| − | · Как диаграммы Фейнмана используются для графического представления взаимодействий между элементарными частицами?<br> |
||
| − | · Какие процессы и взаимодействия можно изобразить с помощью диаграмм Фейнмана?<br> |
||
| − | 5. Кварковая структура адронов<br> |
||
| − | · Что такое мезоны и барионы в контексте кварковой структуры адронов?<br> |
||
| − | · Как принцип цветового заряда и обобщенный принцип Паули применяются к кваркам?<br> |
||
| − | 6. Элементы квантовой хромодинамики<br> |
||
| − | · Что такое асимптотическая свобода и гипотеза конфайнмента в квантовой хромодинамике?<br> |
||
| − | · Как кварковый потенциал описывает взаимодействие между кварками и глюонами? |
||
| − | |- style="background-color:#F8F9FA; color:#202122;" <br> |
||
| − | | style="text-align:center;" | 7 || Ядерные модели. Радиоактивность || Открытие ядра атома (опыты Резерфорда) и его строения (опыты Блэкетта и Чедвика). Энергия связи ядра,<br> |
||
| − | экспериментальная зависимость удельной энергии связи ядра от массового<br> |
||
| − | числа A. Модель жидкой заряженной капли.<br> |
||
| − | Формула Вайцзеккера для энергии связи ядра. Оболочечная модель ядра. Альфа-, бета-, гамма-распады. Радиоактивность. Закон<br> |
||
| − | радиоактивного распада, константа распада, период полураспада, среднее<br> |
||
| − | время жизни, вековое уравнение. || |- style="background-color:#F8F9FA; color:#202122;" <br> |
||
| − | | style="text-align:center;" | 7 || Ядерные модели. Радиоактивность || Открытие ядра атома (опыты Резерфорда) и его строения (опыты Блэкетта и Чедвика). Энергия связи ядра,<br> |
||
| − | экспериментальная зависимость удельной энергии связи ядра от массового<br> |
||
| − | числа A. Модель жидкой заряженной капли.<br> |
||
| − | Формула Вайцзеккера для энергии связи ядра. Оболочечная модель ядра. Альфа-, бета-, гамма-распады. Радиоактивность. Закон<br> |
||
| − | радиоактивного распада, константа распада, период полураспада, среднее<br> |
||
| − | время жизни, вековое уравнение. |
||
| − | |- style="background-color:#F8F9FA; color:#202122;" <br> |
||
| − | | style="text-align:center;" | 8 || Фундаментальные взаимодействия и частицы. || Элементарные частицы.<br> |
||
| − | Методы регистрации элементарных частиц. Стандартная модель. Законы сохранения и внутренние квантовые числа. Понятие взаимодействия в физике элементарных частиц. Виды фундаментальных взаимодействий. Характерный<br> |
||
| − | радиус взаимодействия. Графическое представление взаимодействий в виде<br> |
||
| − | диаграмм Фейнмана. Кварковая структура адронов — мезоны и барионы. Новое квантовое число «цвет», обобщенный принцип Паули. Элементы квантовой хромодинамики: асимптотическая свобода, гипотеза конфайнмента кварков и глюонов, кварковый потенциал. || |- style="background-color:#F8F9FA; color:#202122;" <br> |
||
| − | | style="text-align:center;" | 8 || Фундаментальные взаимодействия и частицы. || Элементарные частицы.<br> |
||
| − | Методы регистрации элементарных частиц. Стандартная модель. Законы сохранения и внутренние квантовые числа. Понятие взаимодействия в физике элементарных частиц. Виды фундаментальных взаимодействий. Характерный<br> |
||
| − | радиус взаимодействия. Графическое представление взаимодействий в виде<br> |
||
| − | диаграмм Фейнмана. Кварковая структура адронов — мезоны и барионы. Новое квантовое число «цвет», обобщенный принцип Паули. Элементы квантовой хромодинамики: асимптотическая свобода, гипотеза конфайнмента кварков и глюонов, кварковый потенциал. |
||
Revision as of 16:04, 1 April 2024
Общая физика 3. Квантовая микрофизика
- Квалификация выпускника: бакалавр
- Направление подготовки: 09.03.01 - “Информатика и вычислительная техника”
- Направленность (профиль) образовательной программы: Математические основы ИИ
- Программу разработал(а): Клименок К. Л.
1. Краткая характеристика дисциплины
Изучение дисциплины обеспечивает формирование и развитие компетенций обучающихся в области общей физики, их применение для решения различных прикладных задач в рамках профессиональной деятельности. В ходе освоения дисциплины обучающиеся рассматривают основные квантовой механики, а также их применение для описания моделей окружающего мира.
2. Перечень планируемых результатов обучения
- Целью освоения дисциплины является освоение студентами базовых знаний в области классической механики и термодинамики изучения дальнейших разделов физики
- Задачами дисциплины являются:
• Формирование у обучающихся глубоких и систематизированных знаний о квантовой механике, структуре атома и атомного ядра, Стандартной модели элементарных частиц. • Развитие умений и навыков применения квантовомеханических принципов и математических методов для анализа и решения задач, связанных с поведением микроскопических систем, описанием взаимодействий элементарных частиц и интерпретацией экспериментальных данных. • Формирование общефизической и научно-исследовательской культуры: развитие способностей к абстрактному мышлению, умения выделять ключевые аспекты физических явлений и процессов, способности к критическому анализу и самостоятельному научному поиску. • Обучение навыкам работы с современным программным обеспечением для моделирования квантовомеханических систем и обработки результатов экспериментов. • Подготовка студентов к дальнейшему изучению более продвинутых тем в области квантовой физики, а также к применению полученных знаний в практической научно-исследовательской и инженерной деятельности.
Общая характеристика результата обучения по дисциплине
- Знания: сформированы систематические знания:
• Сформированы систематические знания о квантовых явлениях, включая корпускулярно-волновой дуализм, принципы квантовой механики и квантование физических величин. • Понимание строения атома, включая экспериментальные основы открытия ядра, квантовые числа и электронные конфигурации. • Глубокое знание о Стандартной модели физики элементарных частиц, включая классификацию элементарных частиц, фундаментальные взаимодействия и основные законы сохранения.
- Умения: сформированы умения:
• Сформированы умения применять квантовомеханические принципы для анализа и решения задач, связанных с поведением микроскопических систем. • Развитие навыков использования математических методов квантовой механики для описания волновых функций, собственных состояний и квантовых переходов. • Умение анализировать экспериментальные данные и интерпретировать их в рамках существующих теоретических моделей. • Способность применять принципы Стандартной модели для объяснения физических явлений и предсказания результатов экспериментов.
- Навыки (владения): сформировано владение навыками:
• Владение навыками работы с современным экспериментальным оборудованием и методами регистрации элементарных частиц. • Развитие умения использовать графические и аналитические методы для представления и анализа взаимодействий элементарных частиц, включая диаграммы Фейнмана. • Владение навыками критического анализа и синтеза информации в области квантовой микрофизики и элементарных частиц, а также способность к самостоятельному научному поиску. • Развитие умения применять компьютерные технологии для моделирования квантовомеханических систем и анализа результатов экспериментов.
3. Структура и содержание дисциплины
| № п/п |
Наименование раздела дисциплины |
Содержание дисциплины по темам |
| 1. | Предпосылки квантовой механики. Корпускулярные свойства электромагнитных волн. | Основные нерешенные проблемы классической физики на рубеже XIX–XX веков. Основные экспериментальные результаты по внешнему фотоэффекту. Гипотезы Планка и
Эйнштейна относительно квантов света. Уравнение Эйнштейна и объяснение фотоэффекта. Импульс фотона. Эксперимент Комптона по рассеянию рентгеновских лучей на лёгких ядрах, изменение длины волны фотонов при рассеянии на свободных электронах, комптоновская длина волны. |
| 2. | Волновые свойства частиц. Соотношение неопределенностей. | Гипотеза де Бройля о волновых свойствах материальных частиц – корпускулярно-волновой дуализм. Длина волны де Бройля нерелятивистской частицы. Опыты Девиссона–Джермера и Томсона по дифракции электронов. Критерий квантовости системы. Соотношения неопределенностей (координата-импульс; энергия-время). Виртуальные частицы. Радиус взаимодействия при обмене виртуальными частицами (фундаментальными бозонами). Волновая функция свободной частицы (волна де Бройля). Вероятностная интерпретация волновой
функции, выдвинутая Борном |
| 3. | Формализм квантовой механики. Ямы и барьеры. | Понятие об операторах физических величин. Операторы координаты, импульса, потенциальной и кинетической энергии системы, гамильтониан. Собственные функции и собственные значения. Уравнение Шредингера. Свойства волновой функции стационарных задач: непрерывность, конечность, однозначность, непрерывность производной.
Принцип суперпозиции квантовых состояний. Формула для среднего значения физической величины в заданном состоянии. Закон сохранения вероятности, вектор плотности потока вероятности. Процесс квантового измерения физической величины — возможность получения только собственных значений. Рассеяние частиц на потенциальной ступеньке конечной высоты, прохождение частицы над ямами и барьерами конечной ширины. Бесконечно глубокая потенциальная яма. |
| 4. | Движение в центральном поле. Колебательные и вращательные спектры молекул. | Оператор момента импульса. Квантование собственных значений проекции момента на выделенную ось и квадрата момента импульса, сложение моментов. Движение в центральном поле, радиальное квантовое число. Вращательный и колебательный спектры, энергетические масштабы соответствующих возбуждений. |
| 5. | Водородоподобные атомы. Магнитный момент. Спин. | Закономерности оптических спектров атомов. Движение в кулоновском поле. Спектр атома водорода и водородоподобных атомов, главное квантовое число, кратность вырождения. Волновая функция основного состояния атома водорода. Качественный характер поведения радиальной и угловой частей волновых функций возбужденных состояний. Связь точного решения задачи об атоме водорода и модели Бора. Магнитный орбитальный момент электронов, гиромагнитное отношение, магнетон Бора. Опыт Эйнштейна–де Гааза. Опыт Штерна–Герлаха, гипотеза о спине электрона. |
| 6 | Тождественность частиц. Сложные атомы. Спин-орбитальное взаимодействие. | Тождественность частиц, симметрия волновой функции относительно перестановки частиц, бозоны и фермионы,
принцип Паули. Электронная конфигурация атома. Правило Маделунга–Клечковского. Таблица Менделеева. |
| 7 | Ядерные модели. Радиоактивность | Открытие ядра атома (опыты Резерфорда) и его строения (опыты Блэкетта и Чедвика). Энергия связи ядра, экспериментальная зависимость удельной энергии связи ядра от массового числа A. Модель жидкой заряженной капли.
Формула Вайцзеккера для энергии связи ядра. Оболочечная модель ядра. Альфа-, бета-, гамма-распады. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада, константа распада, период полураспада, среднее время жизни, вековое уравнение. |
| 8 | Фундаментальные взаимодействия и частицы. | Элементарные частицы.
Методы регистрации элементарных частиц. Стандартная модель. Законы сохранения и внутренние квантовые числа. Понятие взаимодействия в физике элементарных частиц. Виды фундаментальных взаимодействий. Характерный радиус взаимодействия. Графическое представление взаимодействий в виде диаграмм Фейнмана. Кварковая структура адронов — мезоны и барионы. Новое квантовое число «цвет», обобщенный принцип Паули. Элементы квантовой хромодинамики: асимптотическая свобода, гипотеза конфайнмента кварков и глюонов, кварковый потенциал. |
4. Методические и оценочные материалы
Задания для практических занятий:
| № п/п |
Наименование раздела дисциплины (модуля) |
Перечень рассматриваемых тем (вопросов) (Указываются ВСЕ задания для практических занятий по разделам дисциплины подробно в соответствии с темами) |
| 1. | ||
| 2. | ||
| 3. | ||
| 4. | ||
| 5. | ||
| ... |
Текущий контроль успеваемости обучающихся по дисциплине:
| № п/п |
Наименование раздела дисциплины |
Форма текущего контроля (выберите соответствующие формы контроля) |
Материалы текущего контроля |
Контрольные вопросы для подготовки к промежуточной аттестации:
| № п/п |
Наименование раздела дисциплины |
Вопросы |
| 1. | ||
| 2. | ||
| 3. | ||
| 4. | ||
| 5. | ||
| ... |
Вопросы/Задания к промежуточной аттестации в устной/письменной форме:
(Указываются ВСЕ ЗАДАНИЯ/ВОПРОСЫ для промежуточной аттестации.)
1.
2.
3.
...
48.
49.
50.
...
Перечень учебно-методического обеспечения дисциплины
Список основной литературы:
Список дополнительной литературы:
Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины
(Указываются рекомендации для обучающихся, которые раскрывают суть их работы при различных видах деятельности в рамках освоения дисциплины. Данные рекомендации должны охватывать работу с лекционным материалом, подготовку и работу во время проведения семинарских занятий, самостоятельную работу, подготовку к текущему контролю и промежуточной аттестации)
(Выберите соответствующие виды учебных занятий, которые используются при изучении Вашей дисциплины)
| Вид учебных занятий/деятельности |
Деятельность обучающегося |
| Лекция | Написание конспекта лекций: кратко, схематично, последовательно фиксировать основные положения лекции, выводы, формулировки, обобщения; помечать важные мысли, выделять ключевые слова, термины. Обозначить вопросы, термины или другой материал, который вызывает трудности, пометить и попытаться найти ответ в рекомендуемой литературе. Если самостоятельно не удается разобраться в материале, необходимо сформулировать вопрос и задать преподавателю на консультации, во время семинарского (практического) занятия. |
| Практическое (семинарское) занятие | При подготовке к семинарскому (практическому) занятию необходимо проработать материалы лекций, основной и дополнительной литературы по заданной теме. На основании обработанной информации постараться сформировать собственное мнение по выносимой на обсуждение тематике. Обосновать его аргументами, сформировать список источников, подкрепляющих его. Во время семинарского (практического) занятия активно участвовать в обсуждении вопросов, высказывать аргументированную точку зрения на проблемные вопросы. Приводить примеры из источниковой базы и научной и/или исследовательской литературы. |
| Устный/письменный опрос | Отвечать, максимально полно, логично и структурировано, на поставленный вопрос. Основная цель – показать всю глубину знаний по конкретной теме или ее части. |
| Реферат | Поиск источников и литературы, составление библиографии. При написании реферата рекомендуется использовать разнообразные источники, монографии и статьи из научных журналов, позволяющие глубже разобраться в различных точках зрения на заданную тему. Изучение литературы следует начинать с наиболее общих трудов, затем следует переходить к освоению специализированных исследований по выбранной теме. Могут быть использованы ресурсы сети «Интернет» с соответствующими ссылками на использованные сайты. Если тема содержит проблемный вопрос, следует сформулировать разные точки зрения на него. Рекомендуется в выводах указать свое собственное аргументированное мнение по данной проблеме. Подготовить презентацию для защиты реферата. |
| Эссе | Написание прозаического сочинения небольшого объема и свободной композиции, выражающего индивидуальные впечатления и соображения по конкретному поводу или вопросу и заведомо не претендующего на определяющую или исчерпывающую трактовку предмета. При работе над эссе следует четко и грамотно формулировать мысли, структурировать информацию, использовать основные понятия, выделять причинно-следственные связи. Как правило эссе имеет следующую структуру: вступление, тезис и аргументация его, заключение. В качестве аргументов могут выступать исторические факты, явления общественной жизни, события, жизненные ситуации и жизненный опыт, научные доказательства, ссылки на мнение ученых и др. |
| Подготовка к промежуточной аттестации | При подготовке к промежуточной аттестации необходимо проработать вопросы по темам, которые рекомендуются для самостоятельной подготовки. При возникновении затруднений с ответами следует ориентироваться на конспекты лекций, семинаров, рекомендуемую литературу, материалы электронных и информационных справочных ресурсов, статей. Если тема вызывает затруднение, четко сформулировать проблемный вопрос и задать его преподавателю. |
| Практические (лабораторные) занятия | Практические занятия предназначены прежде всего для разбора отдельных сложных положений, тренировки аналитических навыков, а также для развития коммуникационных навыков. Поэтому на практических занятиях необходимо участвовать в тех формах обсуждения материала, которые предлагает преподаватель: отвечать на вопросы преподавателя, дополнять ответы других студентов, приводить примеры, задавать вопросы другим выступающим, обсуждать вопросы и выполнять задания в группах. Работа на практических занятиях подразумевает домашнюю подготовку и активную умственную работу на самом занятии. Работа на практических занятиях в форме устного опроса заключается прежде всего в тренировке навыков применять теоретические положения к самому разнообразному материалу. В ходе практических занятий студенты работают в группах для обсуждения предлагаемых вопросов. |
| Самостоятельная работа | Самостоятельная работа состоит из следующих частей: 1) чтение учебной, справочной, научной литературы; 2) повторение материала лекций; 3) составление планов устных выступлений; 4) подготовка видеопрезентации. При чтении учебной литературы нужно разграничивать для себя материал на отдельные проблемы, концепции, идеи. Учебную литературу можно найти в электронных библиотечных системах, на которые подписан АНО Университет Иннополис. |
| Видеопрезентация | Подготовка видеопрезентаций по курсу. Видеопрезентации могут быть сделаны на любую тему, затронутую в ходе курса. Темы должны быть заранее согласованы с преподавателем. Видеопрезентации продолжительностью около 5 минут (300 секунд) должны быть подготовлены в группах, определяемых преподавателем. Несмотря на то, что это групповая работа, должен явно присутствовать вклад каждого члена группы. |
| Доклад | Публичное, развернутое сообщение по определенной теме или вопросу, основанное на документальных данных. При подготовке доклада рекомендуется использовать разнообразные источники, позволяющие глубже разобраться в теме. Учебную литературу можно найти в электронных библиотечных системах, на которые подписан АНО Университет Иннополис. |
| Дискуссия | Публичное обсуждение спорного вопроса, проблемы. Каждая сторона должна оппонировать мнение собеседника, аргументируя свою позицию. |
| Контрольная работа | При подготовке к контрольной работе необходимо проработать материалы лекций, семинаров, основной и дополнительной литературы по заданной теме. |
| Тестирование (устное/письменное) | При подготовке к тестированию необходимо проработать материалы лекций, семинаров, основной и дополнительной литературы по заданной теме. Основная цель тестирования – показать уровень сформированности знаний по конкретной теме или ее части. |
| Индивидуальная работа | При выполнение индивидуальной работы необходимо взять задание у преподавателя, ознакомиться с требованиями к выполнению работы, изучить поставленную проблему, найти решение проблемы. Если самостоятельно не удается разобраться в материале, необходимо сформулировать вопрос и задать преподавателю на консультации, во время семинарского (практического) занятия. Оформить результаты работы. |
| Разработка отдельных частей кода | Разработать часть кода, исходя из поставленной задачи и рекомендаций преподавателя. При выполнении работы рекомендуется обращаться к материалам лекций и семинарских (практических) занятий. Если возникают затруднения, необходимо проконсультироваться с преподавателем. |
| Выполнение домашних заданий и групповых проектов | Для выполнения домашних заданий и групповых проектов необходимо получить формулировку задания от преподавателя и убедиться в понимании задания. При выполнение домашних заданий и групповых проектов необходимо проработать материалы лекций, основной и дополнительной литературы по заданной теме. |
Методы и технологии обучения, способствующие формированию компетенции
(Указываются все используемые преподавателем методы и технологии обучения)
| Методы и технологии обучения, способствующие формированию компетенции |
Например:
| 1. | Информационно – коммуникационная технология | |
| 2. | Технология развития критического мышления | Основные методические приемы развития критического мышления
|
| 3. | Проектная технология | |
| 4. | Технология проблемного обучения | |
| 5. | Кейс – технология | К методам кейс-технологий, активизирующим учебный процесс, относятся:
|
| 6. | Технология интегрированного обучения | |
| 7. | Педагогика сотрудничества | |
| 8. | Технологии уровневой дифференциации | |
| 9. | Групповая технология | |
| 10. | Традиционные технологии (классно-урочная система) | |
| 11. | Здоровьесберегающие технологии | |
| 12. | Игровая технология | |
| 13. | Модульная технология | |
| 14. | Технология мастерских | |
| и др. |