Рабочая программа. 1. цели освоения дисциплины
 Скачать 0.85 Mb.
|
|
Тема 5. Квантовая и ядерная физика Квантово-волновой дуализм.Квантовые свойства электромагнитных излучений. Тепловое излучение и люминесценция. Спектральные характеристики теплового излучения. Лучеиспускательная и поглощательная способность. Абсолютно черное тело. Закон Кирхгофа. Закон Стефана-Больцмана. Закон смещения Вина. Распределение энергии в спектре абсолютно черного тела. Гипотеза квантов. Квантовое объяснение законов теплового излучения. Фотоэффект. Законы внешнего фотоэффекта. Квантовый характер поглощения света. Фотон. Уравнение Эйнштейна. Корпускулярно-волновой дуализм света. Основы квантовой механики. Двойственная корпускулярно-волновая природа вещества. Гипотеза де Бройля. Волны де-Бройля. Опыты Дэвиссона и Джермера. Дифракция микрочастиц. Дифракция электронов и ее применение. Волновые свойства нейтронов, атомов, молекул. Нейтронография. Принцип неопределенностей Гейзенберга. Границы применимости понятий классической физики к микрообъектам. Волновая функция, ее статистический смысл и условия, которым она должна удовлетворять. Уравнение Шредингера. Стационарные состояния. Квантовая частица в одномерной потенциальной яме. Квантование энергии и импульса Атомная физика.Спонтанное и вынужденное излучение. Экспериментальные данные о структуре атомов. Модель атома Томсона. Опыты Резерфорда по рассеянию альфа- частиц. Ядерная модель атома. Эмпирические закономерности в атомных спектрах. Формула Бальмера. Атомные спектры. Постулаты Бора. Квантово-механическое описание атома водорода. Стационарное уравнение Шредингера для атома водорода. Многоэлектронные атомы. Волновые функции и квантовые числа. Правила отбора для квантовых переходов. Спин электрона. Оптические квантовые генераторы. Спонтанное и индуцированное излучение. Активные среды. Инверсное заселение уровней активной среды. Лазеры. Основные компоненты лазера. Условие усиления и генерации света. Особенности лазерного излучения. Основные типы лазеров и их применение. Лазеры и основные характеристики их излучения. Ядерная физика.Физические свойства атомных ядер. Элементы квантовой микрофизики. Состав атомного ядра. Нуклоны, их взаимное превращение. Характеристики ядра: заряд, масса. Энергия связи нуклонов. Массовое и зарядовое числа. Изотопы. Взаимодействие нуклонов, особенности ядерных сил. Дефект масс. Устойчивость ядер. Радиоактивность. Виды и законы радиоактивного излучения. Закон радиоактивного распада. Период полураспада. Экспериментальные методы регистрации частиц. Гамма-лучи, их взаимодействие с веществом. Ядерные реакции. Деление ядер. Синтез ядер. Понятие о ядерной энергетике. Детектирование ядерных излучений. Понятие о дозиметрии и защите. Термоядерные реакции. Энергия Солнца и звезд. Фундаментальные взаимодействия и основные классы элементарных частиц. Лептоны и адроны. Частицы и античастицы. Кварковая модель адронов. Кварки. 9 Взаимопревращаемость элементарных частиц. Электрослабое взаимодействие. Перспективы создания единой теории взаимодействий 5.3 Темы лабораторно-практических занятий (с указанием используемых интерактивных технологий) (Выбирается одна тема занятия по каждой теме (разделу) дисциплины.) № аздела/ темы Тема лабораторно-практического занятия Образовательные технологии 1 Принципы проведения и обработки результатов измерений Тренинг, технология проблемного обучения. Кинематика и динамика поступательного движения. Тренинг, технология проблемного обучения. Изучение законов вращательного движения на примере маятника Максвелла Исследовательская работа. Динамика вращательного движения Презентационный проект, технология модульного обучения тренинг. Работа и энергия Технология проблемного обучения, презентационный проект Определение коэффициента вязкости жидкости по методу Стокса Исследовательская работа. СТО или научно-познавательная игра «Космическая экспедиция». Тренинг, ролевая игра. 2. Молекулярно-кинетическая теория Технология проблемного обучения, тренинг, презентационный проект. Определение отношения удельных теплоемкостей газов методом адиабатического расширения Технология проблемного обучения, исследовательская работа. Законы термодинамики Технология проблемного обучения, тренинг, презентационный проект. Изучение деформации изгиба и измерение модуля Юнга Технология проблемного обучения, исследовательская работа. 3. Элементы электрической цепи. Тренинг Электростатика Технология проблемного обучения, тренинг, презентационный проект Измерение удельного сопротивления металлического проводника Технология проблемного обучения, исследовательская работа. Законы постоянного тока Технология проблемного обучения, тренинг, презентационный проект Определение удельного заряда электрона методом магнетрона Исследовательская работа. Магнитостатика Технология проблемного обучения, тренинг, презентационный проект Электромагнетизм Технология проблемного обучения, 10 тренинг. 4. Изучение релаксационных колебаний в схеме с газоразрядной лампой Технология проблемного обучения, исследовательская работа. Колебания и волны Технология проблемного обучения, тренинг, презентационный проект Изучение явлений волновой оптики при помощи лазера Технология проблемного обучения, исследовательская работа. Волновая оптика Технология проблемного обучения, тренинг, презентационный проект 5. Квантовая оптика Технология проблемного обучения, тренинг, презентационный проект «Изучение работы счетчика Гейгера-Мюллера и снятие его счетной характеристики» и (или) «Определение активности препарата при помощи счетчика Гейгера-Мюллера», «Измерение коэффициента поглощения гамма- лучей при помощи счетчика Гейгера-Мюллера» та Технология проблемного обучения, исследовательская работа. Исследование структуры поликристаллических пленок при помощи электронной микроскопии Технология проблемного обучения, исследовательская работа. Атомная и ядерная физика Технология проблемного обучения, тренинг, презентационный проект 6. ПЕРЕЧЕНЬ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ОБУЧАЮЩИХСЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ Самостоятельная работа, наряду с лекционным курсом и лабораторными работами, является неотъемлемой частью изучения курса физики. Обоснование затрат времени на самостоятельную работу студентов (СРС) Суммарный объем часов на СРС очной формы составляет __126_ часов. № п/п Виды самостоятельной работы Расчетная трудоемкость СРС по нормам, час. 1 Повторение и изучение материала лекций 0,5 х 50 = 25 2 Подготовка к лабораторно-практическим занятиям, включая оформление отчета по лабораторной работе дома и выполнение домашнего задания 0,5 х 40 = 20 3 Подготовка к текущему контролю 1,9х10 = 19 11 (тестовому коллоквиуму) 4 Выполнение 5-и домашних контрольных работ (по 5 стр.) 7х5=35 5 Подготовка к зачету и экзамену 27 Итого: 126 Суммарный объем часов на СРС заочной формы составляет __196_ часов. № п/п Виды самостоятельной работы Расчетная трудоемкость СРС по нормам, час. 1 Самостоятельное изучение материала лекций 50 2 Подготовка к лабораторно-практическим занятиям, включая оформление отчета по лабораторной работе 50 3 Подготовка к текущему контролю (тестовому коллоквиуму) 50 4 Выполнение домашней контрольной работы 33 5 Подготовка к экзамену (см. уч. план) 13 Итого: 196 Для организации самостоятельной работы студентов по изучению физики кафедрой подготовлены пособия: Физика. Базовые материалы для бакалавров. Учебное пособие. (Бортник Б.И., Кожин А.В., Судакова Н.П.). Издательство УрГЭУ. Екатеринбург, 2015, 102 стр. Физика. Учебное пособие. (Бортник Б.И., Кожина Г.А., Судакова Н.П.). Издательство УрГЭУ. Екатеринбург, 2010, 179 стр. Основы механики, термодинамики и статистической физики. Лабораторный практикум. Учебное пособие. (Бортник Б.И., Веретенников Л.М., Кожин А.В., Кожина Г.А., Кузнецова Е.Е., Судакова Н.П.). Издательство УрГЭУ. Екатеринбург, 2009, 56 стр. Электродинамика и оптика. Лабораторный практикум. Учебное пособие. (Бортник Б.И., Веретенников Л.М., Кожин А.В., Кожина Г.А., Кузнецова Е.Е., Судакова Н.П.). Издательство УрГЭУ. Екатеринбург, 2009, 54 стр. 12 Физика. Пособие для самостоятельной работы студентов заочного обучения экономических специальностей (Бортник Б.И., Кожин А.В., Кожина Г.А., Судакова Н.П.). Издательство УрГЭУ. Екатеринбург, 2008, 83 стр. Физика. Учебное пособие. (Бортник Б.И., Веретенников Л.М., Кожин А.В., Кожина Г.А., Кузнецова Е.Е., Судакова Н.П.). Издательство УрГЭУ. Екатеринбург, 2008, 92 стр. Физические основы механики. Статистическая физика и термодинамика. Пособие для самостоятельной работы студентов. (Бортник Б.И., Кожин А.В., Веретенников Л.М., Судакова Н.П.). Издательство УрГЭУ. Екатеринбург, 2006, 31 стр. Электричество. Магнетизм. Волновая оптика. Пособие для самостоятельной работы студентов (Бортник Б.И., Кожин А.В., Веретенников Л.М., Судакова Н.П.) Издательство УрГЭУ. Екатеринбург, 2006, 31 стр. Квантовая оптика. Основы квантовой механики. Атомная и ядерная физика. Пособие для самостоятельной работы студентов (Бортник Б.И., Кожин А.В., Веретенников Л.М., Судакова Н.П.). Издательство УрГЭУ. Екатеринбург, 2006, 18 стр. Методические пособия отвечают требованиям ФГОС 3-го и 3+ поколений. Содержание самостоятельной работы студентов Тема Виды работ Ссылка на методические рекомендации Тема 1. Физические основы механики 1.Домашняя контрольная работа №1. 2.Подготовка отчета по лабораторной работе. 3.Подготовка к тестированию. 1. Физические основы механики. Статистическая физика и термодинамика. Пособие для самостоятельной работы студентов. К.р 1. 2. Основы механики, термодинамики и статистической физики. Лабораторный практикум. Тема 2. Статистическая физика и термодинамика 1.Домашняя контрольная работа №2. 2.Подготовка отчета по лабораторной работе. 3.Подготовка к тестированию. 1. Физические основы механики. Статистическая физика и термодинамика. Пособие для самостоятельной работы студентов. К.р 1. 2. Основы механики, термодинамики и 13 статистической физики. Лабораторный практикум. Тема 3. Электродинамика 1.Домашняя контрольная работа №3. 2.Подготовка отчета по лабораторной работе. 3.Подготовка к тестированию. 1. Электричество. Магнетизм. Волновая оптика. Пособие для самостоятельной работы студентов 2. Электродинамика и оптика. Лабораторный практикум. Тема 4. Квантовая оптика 1.Домашняя контрольная работа №4. 2.Подготовка отчета по лабораторной работе. 3.Подготовка к тестированию. 1. Квантовая оптика. Основы квантовой механики. Атомная и ядерная физика. Пособие для самостоятельной работы студентов 2. Электродинамика и оптика. Лабораторный практикум. Тема 5. Ядерная физика 1.Домашняя контрольная работа №5. 2.Подготовка отчета по лабораторной работе. 3.Подготовка к тестированию. 1 . Квантовая оптика. Основы квантовой механики. Атомная и ядерная физика. Пособие для самостоятельной работы студентов 2. Электродинамика и оптика. Лабораторный практикум. 7. ФОНД ОЦЕНОЧНЫХ СРЕДСТВ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ТЕКУЩЕЙ И ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ОБУЧАЮЩИХСЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ Критерии оценивания формирования компетенций Творческое продуктивное действие – самостоятельное конструирование способа деятельности, поиск новой информации. Формулирование оценочных суждений на основе имеющихся фактов и заданных критериев. Применение, начальное продуктивное действие – решает типовые задачи, принимать профессиональные и управленческие решения по известным алгоритмам, правилам и методикам поиск и использование информации для самостоятельного выполнения нового действия. Этот уровень предполагает комбинирование студентом известных алгоритмов и приемов деятельности. Понимание, репродуктивное действие – самостоятельное воспроизведение и применение информации для выполнения данного действия. Студент на этом уровне способен по памяти воспроизводить ранее усвоенную информацию и применять усвоенные алгоритмы деятельности для решения типовых задач. Репродуктивная деятельность (узнавание объектов, свойств, процессов при повторном восприятии информации о них или действий с ними). На этом уровне студент не способен самостоятельно, без помощи извне, воспроизводить и применять полученную информацию. Уровень абитуриента. 14 7.1 Паспорт фонда оценочных средств по дисциплине Шифр компетенции Результаты обучения (знать, уметь, владеть) Оценочные средства текущего контроля Оценочные средства промежуточного контроля ОК - 7 способность к самоорганизации и самообразованию знать физические понятия, законы и теории, границы их применимости; историю основных физических открытий; Тесты на занятиях Письменный опрос Вопросы к экзамену (зачету) уметь оценивать степень достоверности результатов, полученных с помощью экспериментальных или математических методов исследования; работать с научной литературой; Домашние контрольные работы Задача подстановочного типа владеть/ быть в состояни и продемо нстриро вать научным методом познания реальности; Лабораторные работы, Внешнее тестирование на портале «i- exam» (по индивидуальн ым паролям) Комплексная задача ПК-3.Способность применять знание задач своей профессиональной деятельности, их характеристики (модели), характеристики методов, средств, технологий, алгоритмов решения этих задач знать физические принципы и эффекты, использующиеся в современной технике и технологиях; Тесты на занятиях Письменный опрос Вопросы к экзамену (зачету) уметь использовать фундаментальные понятия, законы и модели классической и современной физики для решения различных задач, в том числе прикладных; ставить задачи и находить оптимальные пути их решения, анализировать полученные результаты; Домашние контрольные работы Задача подстановочного типа владеть/ быть в состояни и продемо нстриро вать методами моделирование, аналогий, методами теоретического и экспериментального исследования; приемами оценки численных порядков величин, характерных для физики; базами знаний об использовании физических принципов в современных наукоемких технологиях. Лабораторные работы, Внешнее тестирование на портале «i- exam» (по индивидуальн ым паролям) Комплексная задача 7.2 Перечень компетенций с указанием этапов их формирования (представлен в разделе 2 рабочей программы дисциплины) 15 7.3 Описание показателей и критериев оценивания компетенций, описание шкал оценивания Процедуры и критерии оценивания по оценочным средствам текущего контроля (ответа студента на экзамене или зачете) (в соответствии с 7.1) № Формы контроля (процедуры) Критерии оценивания Кол-во баллов 1 Тестирование № 1,2,3,4,5 Количество вопросов -5. По 1 баллу за каждый правильный ответ По 5 баллов, всего 25 2 Домашняя контр. работа ((№ 1, 2, 3, 4, 5) Количество заданий 4-5. По 2-2,5 балла за задание По 10 баллов, всего – 50. 3 Отчет о лабораторной работе (№ 1, 2, 3, 4, 5) Четкость оформления, правильность использования методики выполнения задания, понимание материала, правильность интерпретации результата, разумность вывода. По 1 баллу за пункт. По 5 баллов, всего 25. 4 Внешнее тестирование на портале «i-exam» Два тестирования По10 баллов, всего 20. 5 Дополнительные заслуги Активность на занятиях 10 баллов Общее количество баллов 130 Процедуры и критерии оценивания по оценочным средствам промежуточного контроля (ответа студента на экзамене или зачете) (в соответствии с 7.1) Процедуры Критерии оценивания Максимальное количество баллов 1. Задание Теоретические знания: ответы на вопросы к экзамену или зачету (5 вопросов) 5 2. Задание Теоретические знания: решение задач подстановочного типа ил ответы на задания с простым алгоритмом (3 задания по 2 балла) 6 3. Задание Комплексная задача: решение 2-х задач с комбинацией простых алгоритмов, применением понятийного аппарата, правильностью интерпретации результата 14 Общее количество баллов 20 Аттестация студента по дисциплине производится по уровню достигнутого результата в формировании соответствующих компетенций. Оценка осуществляется сиспользованием балльно-рейтинговой системы в соответствии с «Положением об академическом рейтинге». Оценка выставляется с учетом всех контрольно-обучающих мероприятий (текущие и промежуточные). Критерии оценивания общих результатов обучения по дисциплине 16 № Критерии оценивания Балл экзаме на Зачет 1. Оценка "отлично" заслуживает обучающийся, обнаруживший всестороннее, систематическое и глубокое знание учебного материала, умение свободно выполнять практические задания, предусмотренные программой, усвоивший основную литературу и знакомый с дополнительной литературой, рекомендованной программой. 5 Зачтено 2. Оценки "хорошо" заслуживает обучающийся, обнаруживший полное знание учебного материала, успешно выполняющий предусмотренные в программе практические задания, усвоивший основную литературу, рекомендованную в программе. Оценка "хорошо" выставляется обучающимся, показавшим систематический характер знаний по дисциплине и способным к их самостоятельному пополнению и обновлению в ходе дальнейшей учебной работы и профессиональной деятельности. 4 3. Оценки "удовлетворительно" заслуживает обучающийся, обнаруживший знания основного учебного материала в объеме, необходимом для дальнейшей учебы и предстоящей работы по профессии, справляющийся с выполнением практических заданий, предусмотренных программой, знакомых с основной литературой, рекомендованной программой. Оценка "удовлетворительно" выставляется обучающимся, допустившим погрешности в ответе и при выполнении заданий, но обладающим необходимыми знаниями для их устранения под руководством преподавателя. 3 4. Оценка "неудовлетворительно" выставляется обучающемуся, обнаружившему пробелы в знаниях основного учебного материала, допустившему принципиальные ошибки в выполнении предусмотренных программой практических заданий. Оценка "неудовлетворительно" ставится обучающимся, которые не могут продолжить обучение или приступить к профессиональной деятельности по окончании образовательного учреждения без дополнительных занятий по соответствующей дисциплине. 2 Не зачтено |