1. Цели освоения дисциплины
| 1.1. | Формирование современных представлений об основных закономерностях физических явлений для использования научно-технических достижений в профессиональной деятельности. Повышение профессиональной подготовленности специалистов в области техносферной безопасности на основе использования в процессе обучения основных понятий и законов физики; развитие умений и навыков анализа и оценки характеристик физических процессов, употребления физической терминологии для выражения количественных и качественных отношений физических объектов |
|---|
2. Место дисциплины в структуре ООП
| Цикл (раздел) ООП: Б1.Б |
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
| ОК-10 | способностью к познавательной деятельности |
| ОПК-1 | способностью учитывать современные тенденции развития техники и технологий в области обеспечения техносферной безопасности, измерительной и вычислительной техники, информационных технологий в своей профессиональной деятельности |
| ПК-15 | способностью проводить измерения уровней опасностей в среде обитания, обрабатывать полученные результаты, составлять прогнозы возможного развития ситуации |
| ПК-16 | способностью анализировать механизмы воздействия опасностей на человека, определять характер взаимодействия организма человека с опасностями среды обитания с учетом специфики механизма токсического действия вредных веществ, энергетического воздействия и комбинированного действия вредных факторов |
| В результате освоения дисциплины обучающийся должен | |
| 3.1. | Знать: |
|---|---|
| 3.1.1. | основные законы и понятия по разделам: механика, колебания и волны, кинетическая теория вещества, термодинамика, электричество и магнетизм, атомная физика |
| 3.2. | Уметь: |
| 3.2.1. | применять законы физики при решении расчетных и качественных задач, пользоваться простейшими физическими и измерительными приборами, использовать основные приемы обработки экспериментальных данных, оценивать численные порядки величин, характерных для различных разделов физики, работать с графиками физических величин |
| 3.3. | Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть): |
| 3.3.1. | методами экспериментального исследования в физике; методами проведения физических измерений, методами корректной оценки погрешностей при проведении физического эксперимента |
4. Структура и содержание дисциплины
| Код занятия | Наименование разделов и тем | Вид занятия | Курс | Часов | Компетенции | Литература |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Раздел 1. Механика | ||||||
| 1.1. | кинематика и динамика материальной точки, твердого тела; законы сохранения энергии, импульса и момента импульса; колебания и волны | Лекции | 1 | 1 | ОК-10, ОПК-1, ПК-15, ПК-16 | Л2.2, Л1.3, Л2.3, Л2.1, Л1.1, Л1.2 |
| 1.2. | кинематика и динамика материальной точки, твердого тела; законы сохранения энергии, импульса и момента импульса; колебания и волны | Практические | 1 | 2 | ОК-10, ОПК-1, ПК-15, ПК-16 | Л2.2, Л1.3, Л2.3, Л2.1, Л1.1, Л1.2 |
| 1.3. | кинематика и динамика материальной точки, твердого тела; законы сохранения энергии, импульса и момента импульса; колебания и волны | Лабораторные | 1 | 1 | ОК-10, ОПК-1, ПК-15, ПК-16 | Л2.2, Л1.3, Л2.3, Л2.1, Л1.1, Л1.2 |
| Раздел 2. Молекулярная физика | ||||||
| 2.1. | молекулярно-кинетическая теория; основы термодинамики; свойства газов, жидкостей и твердых тел | Лекции | 1 | 2 | ОК-10, ОПК-1, ПК-15, ПК-16 | Л2.2, Л1.3, Л2.3, Л2.1, Л1.1, Л1.2 |
| 2.2. | молекулярно-кинетическая теория; основы термодинамики; свойства газов, жидкостей и твердых тел | Лабораторные | 1 | 1 | ОК-10, ОПК-1, ПК-15, ПК-16 | Л2.2, Л1.3, Л2.3, Л2.1, Л1.1, Л1.2 |
| 2.3. | молекулярно-кинетическая теория; основы термодинамики; свойства газов, жидкостей и твердых тел | Практические | 1 | 2 | ОК-10, ОПК-1, ПК-15, ПК-16 | Л2.2, Л1.3, Л2.3, Л2.1, Л1.1, Л1.2 |
| 2.4. | молекулярно-кинетическая теория; основы термодинамики; свойства газов, жидкостей и твердых тел | Сам. работа | 1 | 130 | ОК-10, ОПК-1, ПК-15, ПК-16 | Л2.2, Л1.3, Л2.3, Л2.1, Л1.1, Л1.2 |
| Раздел 3. Электричество и магнетизм | ||||||
| 3.1. | Электрическое поле: электростатика; электрические токи в средах; теория электростатического поля | Лекции | 1 | 1 | ОК-10, ОПК-1, ПК-15, ПК-16 | Л2.2, Л1.3, Л2.3, Л2.1, Л1.1, Л1.2 |
| 3.2. | Электрическое поле | Лабораторные | 2 | 2 | ОК-10, ОПК-1, ПК-15, ПК-16 | Л2.2, Л1.3, Л2.3, Л2.1, Л1.1, Л1.2 |
| 3.3. | Электрическое поле: электростатика; электрические токи в средах; теория электростатического поля | Практические | 2 | 2 | ОК-10, ОПК-1, ПК-15, ПК-16 | Л2.2, Л1.3, Л2.3, Л2.1, Л1.1, Л1.2 |
| 3.4. | Магнитное поле | Лекции | 2 | 2 | ОК-10, ОПК-1, ПК-15, ПК-16 | Л2.2, Л1.3, Л2.3, Л2.1, Л1.1, Л1.2 |
| 3.5. | Магнитное поле | Практические | 2 | 2 | ОК-10, ОПК-1, ПК-15, ПК-16 | Л2.2, Л1.3, Л2.3, Л2.1, Л1.1, Л1.2 |
| Раздел 4. Оптика | ||||||
| 4.1. | интерференция, дифракция, поляризация и дисперсия света; тепловое излучение; лазеры. | Лекции | 2 | 2 | ОК-10, ОПК-1, ПК-15, ПК-16 | Л2.2, Л1.3, Л2.3, Л2.1, Л1.1, Л1.2 |
| 4.2. | интерференция, дифракция, поляризация и дисперсия света; тепловое излучение; лазеры. | Лабораторные | 2 | 4 | ОК-10, ОПК-1, ПК-15, ПК-16 | Л2.2, Л1.3, Л2.3, Л2.1, Л1.1, Л1.2 |
| 4.3. | интерференция, дифракция, поляризация и дисперсия света; тепловое излучение; лазеры. | Практические | 2 | 1 | ОК-10, ОПК-1, ПК-15, ПК-16 | Л2.2, Л1.3, Л2.3, Л2.1, Л1.1, Л1.2 |
| Раздел 5. Атомная физика | ||||||
| 5.1. | теория атома Бора; квантовомеханическое описание атома. Ядерная физика. | Лекции | 2 | 2 | ОК-10, ОПК-1, ПК-15, ПК-16 | Л2.2, Л1.3, Л2.3, Л2.1, Л1.1, Л1.2 |
| 5.2. | теория атома Бора; квантовомеханическое описание атома. Ядерная физика. | Практические | 2 | 1 | ОК-10, ОПК-1, ПК-15, ПК-16 | Л2.2, Л1.3, Л2.3, Л2.1, Л1.1, Л1.2 |
| 5.3. | теория атома Бора; квантовомеханическое описание атома. Ядерная физика. | Лабораторные | 2 | 4 | ОК-10, ОПК-1, ПК-15, ПК-16 | Л2.2, Л1.3, Л2.3, Л2.1, Л1.1, Л1.2 |
| 5.4. | теория атома Бора; квантовомеханическое описание атома. Ядерная физика. | Сам. работа | 2 | 149 | ОК-10, ОПК-1, ПК-15, ПК-16 | Л2.2, Л1.3, Л2.3, Л2.1, Л1.1, Л1.2 |
5. Фонд оценочных средств
| 5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины |
| Оценочные материалы для текущего контроля по темам дисциплины в полном объеме размещены на онлайн-курсе на образовательном портале "Цифровой университет АлтГУ": https://portal.edu.asu.ru/course/view.php?id=1747 ОЦЕНКА СФОРМИРОВАННОСТИ КОМПЕТЕНЦИИ ОПК-1: способен учитывать современные тенденции развития техники и технологий в области техносферной безопасности, измерительной и вычислительной техники, информационных технологий при решении типовых задач в области профессиональной деятельности, связанной с защитой окружающей среды и обеспечением безопасности человека. ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ ЗАКРЫТОГО ТИПА: Вопрос 1. Из уравнения Бернулли и уравнения неразрывности следует, что при течении жидкости по трубе, имеющей различные сечения: А) Статическое давление увеличивается в местах сужения Б) Статическое давление уменьшается в местах сужения В) Скорость жидкости увеличивается в местах сужения Г) Скорость жидкости уменьшается в местах сужения Ответ: В) и Г) Вопрос 2. Выберите верное утверждение из приведенного ниже перечня (один или несколько ответов): А)Механическая система называется замкнутой, если она взаимодействует с внешними телами. Б)Элементарная работа силы равна векторному произведению вектора силы и вектора бесконечно малого перемещения тела. В)Работа консервативных сил равна изменению потенциальной энергии тела. Г)Работа силы - это качественная характеристика процесса обмена энергией между взаимодействующими телами. Д)Работа силы всемирного тяготения не зависит от траектории перемещения тела, а определяется только его начальным и конечным положениями в пространстве. Е)Кинетическая энергия тела имеет одинаковое значение в разных инерциальных системах отсчета. Ж)При неупругом столкновении тел выполняется закон сохранения импульса, но не выполняется закон сохранения механической энергии. Ответ: Д) и Ж) Вопрос 3. Стержень вращается с определенной частотой. Если уменьшить длину стержня в 2 раза, не меняя его массы, то: А)угловая скорость уменьшится Б)кинетическая энергия уменьшится В)кинетическая энергия вращения увеличится Г)момент инерции тела относительно оси вращения уменьшится Д)угловая скорость увеличится Е)частота вращения увеличится Ответ: В), Г), Д) и Е) Вопрос 4. Что происходит при адиабатическом сжатии идеального газа? Выберите один ответ: А)температура понижается, энтропия не изменяется Б)температура и энтропия возрастают В)температура повышается, энтропия уменьшается Г)температура повышается, энтропия не изменяется Д)температура и энтропия не изменяются Ответ: А) Задание 5. Цикл Карно в координатах (T, S), где S – энтропия, изображен на рисунке. Укажите процесс, в котором рабочее тело тепловой машины отдает количество теплоты холодильнику: А)4→1 Б)2→3 В)3→4 Г)1→2 Ответ: Г) Задание 6. На рисунке представлен график зависимости температуры от времени протекания процесса постоянной массы вещества. В процессе EF энтропия системы S: А) убывает Б) возрастает В) не изменяется Ответ: А) Задание 7. На рисунке представлен график функции распределения молекул идеального газа по скоростям (распределение Максвелла), где ݂f(υ) = (dN/N)dυ− доля молекул, скорости которых заключены в интервале скоростей от υ до υ + dυ в расчете на единицу этого интервала. Выберите верные утверждения для этой функции: А)с ростом температуры значение максимума функции увеличивается Б)положение максимума кривой зависит не только от температуры, но и от природы газа (его молярной массы) В)для газа с меньшей молярной массой (при той же температуре) максимум функции расположен в области меньших скоростей. Г)площадь заштрихованной полоски равна доле молекул со скоростями в интервале от υ до υ + dυ Д)с ростом температуры площадь под кривой увеличивается Е)с увеличением температуры максимум кривой смещается вправо Ж)эта функция удовлетворяет условию нормировки З)с ростом температуры газа значение максимума функции увеличивается Ответ: Б) Е) и Ж) Задание 8. Точечный электрический заряд -q находится в центре сферической поверхности. Если добавить электрический заряд -q за пределами сферы, то поток вектора напряженности электростатического поля Е через данную поверхность А) увеличится Б) уменьшится В) не изменится Ответ: В) Задание 9. Как определяют знак ЭДС источника тока при составлении уравнения по второму правилу Кирхгофа? А)ЭДС считается положительной, если источник создает ток, направленный в сторону обхода контура. Б)Если из источника выходит ток, то ЭДС такого источника считают отрицательной. В)ЭДС в любых случаях считается положительной. Г)Если в источник входит ток, то ЭДС такого источника считают положительной. Ответ:А) Задание 10. В катушку, состоящую из N витков проволоки, поместили ферритовый сердечник с магнитной проницаемостью μ. Индуктивность катушки не зависит от: А)площади сечения катушки Б)силы тока, протекающего по катушке В)от числа витков проволоки Г)магнитной проницаемости сердечника катушки Д)скорости изменения магнитного потока сквозь поверхность, ограниченную контуром Е)металла из которого изготовлена проволока Ж) длины катушки Ответ: Б) и Д) Задание 11. Установите соответствие между физическими явлениями и законами, которые их описывают (I - закон Малюса,II - закон Бугера, III - закон Кирхгофв, IV - закон Стефана-Больцмана): А)Поглощение (абсорбция) света - это явление уменьшения энергии световой волны при её распространении в веществе в следствии преобразования энергии света в другие виды энергии (внутреннюю энергию вещества, энергию вторичного излучения в других направлениях и другого спектрального состава и др.). Б)Интенсивность света, прошедшего через поляризатор и анализатор зависит от угла φ между оптическими осями поляризатора и анализатора. Ответ: А)II, Б)I Задание 12. Энергетическая светимость тела является функцией А)длины волны Б)плотности энергии электромагнитного излучения В)частоты излучения Г)температуры Ответ: Г) Задание 13. Выберите верные утверждения. Интенсивность электромагнитной волны А)пропорциональна четвертой степени частоты колебаний вектора напряженности электрического поля (магнитного поля). Б)равна энергии электромагнитного поля, переносимой за 1 с сквозь 1 м2 поверхности, перпендикулярной лучу волны. В)пропорциональна квадрату амплитуды напряженности электрического поля (магнитного поля). Г)численно равна среднему значению модуля вектора Умова-Пойтинга. Ответ: А) и Б) Задание 14. Из указанных ниже лучей наибольшей массой фотона обладают: А)Х-лучи Б)Инфракрасные лучи В)Ультрафиолетовые лучи Г)Световые лучи Ответ: А) Задание 15. Основными процессами, сопровождающими прохождение гамма-излучения через вещество являются: А)эффект Магнуса Б)фотоэффект В)эффект Доплера Г)эффект Комптона Д)образование электрон-позитронных пар Ответ: Б), Г) и Д) ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ ОТКРЫТОГО ТИПА: Задание 1. Тело массой 100 г движется по сферической поверхности радиусом 0,2 м. В нижней точке траектории сила давления на поверхность в 3 раза больше, чем сила тяжести. Определите скорость тела в этой точке. Ответ: 2 м/с Задание 2. Вдоль оси 0x навстречу друг другу движутся два пластилиновых шарика массами m1 = 100 г и m2 = 50 г. Скорости шариков υ1 = 1 м/с и υ2 = 2 м/c. Определите модуль скорости шариков после их абсолютно неупругого столкновения. Ответ: 0 м/с Задание 3. Частица совершила перемещение из точки С в точку D под действием силы F = 3i +5j. Определите работу силы F. Ответ: 32 Дж Задание 4. С вершины наклонной плоскости из состояния покоя скользит брусок массой 10 кг. Угол наклонной плоскости 600. Коэффициент трения скольжения равен 0,2. Определите силу трения скольжения. Ответ: 10 Н. Задание 5. Какую работу совершают внешние силы над 1 моль идеального двухатомного газа в процессе, изображенном на графике зависимости давления газа от его объема? Ответ запишите, округлив значение до целых. Ответ: 2500 Дж Задание 6. Рабочее тело тепловой машины с КПД 10 % совершает за один цикл работу 50 кДж. Определите количество теплоты, которое рабочее тело отдает холодильнику за один цикл. Ответ: 450000 Дж Задание 7. Определите длину свободного пробега молекул водяного пара в воздухе при температуре 15 0С, если коэффициент диффузии водяного пара в данных условиях равен 2,6•10-5 м2/с? Ответ округлите до сотых. Ответ: 0,12 мкм Задание 8. Индуктивность и емкость в цепи переменного тока, соответственно, равны L = 0,2 Гн и C = 2 мкФ. Найдите реактивное сопротивление цепи X при частоте ν = 0,5 кГц. Ответ запишите, округлив значение до целых. Ответ: 470 Ом Задание 9. Интенсивность электромагнитной волны увеличили в 1000 раз. Во сколько раз увеличилась амплитуда колебаний напряженности электрического поля (магнитного поля)? Запишите ответ, округлив значение до целых. Ответ: в 32 раза Задание 10. В России для сотовых операторов выделено 5 частотных диапазонов (800 МГц, 900 МГц, 1800 МГц, 2100 МГц и 2600 МГц). Во сколько раз отличается интенсивность электромагнитного излучения при частотах 800 МГц и 2600 МГц? Ответ округлите до целого значения. Ответ: в 112 раз Задание 11. Во сколько раз надо увеличить абсолютную температуру черного тела, чтобы его энергетическая светимость возросла в 625 раз? Ответ: в 5 раз Задание 12. На какую длину волны λm приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости черного тела при температуре 2900 К? Ответ: 10 мкм Задание 13. Абсолютно черное тело имеет температуру T1=2900 К. В результате остывания тела длина волны, на которую приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости, изменилась на Δλ=9 мкм. До какой температуры T2 охладилось тело? Ответ: 300 К Задание 14. В колебательном контуре емкость конденсатора 3 мкФ, максимальное напряжение на нем 4 В. Определите максимальную энергию магнитного поля катушки в мкДж, округлив значение до целых. Ответ: 24 мкДж Задание 15. Микроскоп состоит из объектива с фокусным расстоянием 2 мм и окуляра с фокусным расстоянием 40 мм. Расстояние между фокусами объектива и окуляра равно 18 см. Определите линейное увеличение объектива. Ответ запишите, округлив значение до целых. Ответ: 568 Задание 16. Период полураспада изотопа радона-222 равен 3,8 суток. Какое количество радона распадется в закрытом сосуде, содержавшем первоначально 40 моль через 15,2 суток? Ответ: 38 моль Задание 17. Телом человека массой 50 кг за полчаса была поглощена энергия ионизирующего излучения 1 Дж. Найдите мощность поглощенной дозы в внесистемных единицах. Запишите в ответе значение, округлив его до целых. Ответ: 2 мрад/с Задание 18. Мощность экспозиционной дозы γ-излучения на расстоянии 1 м от источника равна 0,012 мР/час. Сотрудник лаборатории находится 6 ч в день на расстоянии 5 м от источника. Какую экспозиционную дозу облучения он получает за один рабочий день? Ответ запишите в мкР, округлив до целых. Ответ: 2,88 мкр Задание 19. Определите работу выхода для калия, если задерживающее напряжение в опыте Столетова для электронов, вырываемых при освещении калия светом с длиной волны 400 нм. Ответ округлите до десятых. Ответ: 2,2 эВ Задание 20. Сколько квантов с различной энергией может испустить атом водорода, если электрон находится на четвертой боровской орбите? Ответ: 6 Критерии оценивания: каждое задание оценивается 1 баллом. Оценивание КИМ теоретического характера в целом "зачтено" - выполнено более 50 % заданий, "не зачтено" - верно выполнено 50 % и менее. "Отлично" - выполнено 85-100 % заданий, "Хорошо" - выполнено 70-84 % заданий, "Удовлетворительно" - выполнено 51-69 % заданий. |
| 5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.) |
| Не предусмотрено программой |
| 5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации |
| Применяется онлайн-тестирование (семестры 2). Количество заданий в тесте для промежуточной аттестации студентов, как правило, не более 30-40: Промежуточная аттестация заключается в проведении в конце семестра зачета (для обучающихся, не получивших зачет по результатам текущей успеваемости) / экзамена (выбрать нужное) по всему изученному курсу. Тест размещен в разделе «Промежуточная аттестация по дисциплине» онлайн-курса на образовательном портале «Цифровой университет АлтГУ». Количество заданий в контрольно-измерительном материале (тесте) для промежуточной аттестации, составляет 60 заданий: - контрольно-оценочные материалы (КОМ), позволяющие оценить знания, умения и уровень приобретенных компетенций, оформленные в виде модулей с заданиями для оценки освоения дисциплины. Каждый оценочный материал (модуль) обеспечивает проверку освоения конкретных разделов дисциплины, формируемых этим разделом компетенций и (или) их элементов: знаний, умений. - задания в тестовой форме, для проведения промежуточной аттестации оформляются с учетом следующих требований: в комплекте тестовых заданий использованы все формы тестовых заданий, а именно: выбор одного варианта ответа из предложенного множества, выбор нескольких верных вариантов ответа из предложенного множества, Предлагаются задания на установление соответствия, задание на установление правильной последовательности, задание на заполнение пропущенного ключевого слова (открытая форма задания), графическая форма тестового задания; на каждый проверяемый учебный элемент по теме дисциплины имеется более одного тестового задания. - комплект оценочных материалов (типовых заданий, нестандартных заданий, наборы проблемных ситуаций, соответствующих дисциплине, практические задания и т.п.), структурированный в соответствии с содержанием рабочей программы дисциплины. КРИТЕРИИ ОЦЕНИВАНИЯ: Каждое задание оценивается 1 баллом. Оценивание КИМ в целом: Для зачета: «зачтено» – верно выполнено более 50% заданий; «не зачтено» – верно выполнено 50% и менее 50% заданий. Для экзамена: «Отлично» – верно выполнено 85-100% заданий; «Хорошо» – верно выполнено 70-84% заданий; «Удовлетворительно» – верно выполнено 51-69% заданий; «Неудовлетворительно» – верно выполнено 50% и менее 50% заданий. Промежуточная аттестация студентов в конце 3 семестра заключается в проведении в конце семестра экзамена по физике атома и атомного ядра. Зачет проводится в устной форме по билетам. В билет входит 3 вопроса: 2 вопроса теоретического характера и 1 вопрос практико-ориентированного характера. ВОПРОСЫ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ХАРАКТЕРА 1. Постулаты Эйнштейна, следствия из преобразований Лоренца. 2. Основные соотношения в релятивистской динамике. 3. Фотоэффект и теория фотоэффекта. 4. Давление света и его объяснение. 5. Эффект Комптона и его объяснение. 6. Фотоны, опыт Боте. 7. Модель атома Томсона. Опыты Резерфорда. Планетарная модель атома и проблема устойчивости атомов. 8. Атом водорода по Бору. Постулаты Бора. Правило квантования Бора. Боровский радиус орбиты электрона. 9. Сериальные закономерности в спектре атома водорода. Обобщенная формула Бальмера. 10. Опыты Франка и Герца (цель опыта, описание установки, результаты опыта и их интерпретация). 11. Волновые свойства микрочастиц. Волны де-Бройля. Экспериментальные доказательства волновых свойств микрочастиц. 12. Волновая функция, ее физический смысл. 13. Уравнение Шредингера. Свободное движение частицы. Плотность потока вероятности. Волновая функция свободного нерелятивистского электрона с учетом спина. 14. Стационарное уравнение Шредингера. Частица в сферически симметричной потенциальной яме конечной глубины. 15. Уравнение Шредингера. Гармонический осциллятор. Уровни энергии и волновые функции стационарных состояний. 16. Атом водорода. Квантовые числа. Уровни энергии и волновые функции стационарных состояний. 17. Спин и магнитный момент электрона. Опыты Штерна и Герлаха. 18. Тормозное рентгеновское излучение. 19. Характеристическое рентгеновское излучение. Закон Мозли. 20. Взаимодействие рентгеновского излучения с веществом. Применение рентгеновского излучения. 21. Тождественность микрочастиц. Бозоны и фермионы. Принцип Паули. Системы ферми- и бозе-частиц. Обменное взаимодействие. 22. Активность, постоянная распада, период полураспада, среднее время жизни ядра; методы измерения этих величин. 23. Типы радиоактивных превращений, их природа. 24. Альфа-распад ядер. Альфа-частицы. Теория альфа-распада. 25. Бета-распад ядер; виды бета-распада. Теория бета-распада. 26. Гамма-излучение ядер. Способы получения гамма-активных ядер. 27. Законы сохранения в ядерных реакциях. Механизмы ядерных реакций. Модель составного ядра. 28. Состав атомного ядра. Заряд и массовое число ядра. Изотопы, изобары и изотоны. 29. Ядерные реакции. Особенности ядерных реакций под действием гамма-квантов и заряженных частиц. 30. Трансурановые элементы. Реакции под действием нейтронов. 31. Энергия связи атомного ядра. Стабильные и радиоактивные ядра. Радиус, спин и магнитный момент ядра. 32. Взаимодействие нуклонов в ядре и модели атомных ядер. 33. Ядерные силы и их основные свойства: обменный характер, насыщение, зарядовая независимость. 34. Ядерный магнитный резонанс (ЯМР). 35. Цепная реакция деления. Активная зона; коэффициент размножения, критические размеры, критическая масса активной зоны. 36. Ядерные реакторы на медленных и на быстрых нейтронах (устройство, принцип действия). 37. Синтез легких ядер. Проблема управляемого термоядерного синтеза. 38. Классификация элементарных частиц. 39. Приборы для регистрации элементарных частиц. 40. Устройство и физические принципы работы ускорителей. 41. Устройство и физические принципы работы масс-спектрометров. 42. Детекторы элементарных частиц (устройство, принцип работы). 43. Методы получения и регистрации нейтронов. Быстрые, медленные и резонансные нейтроны. Замедление нейтронов. 44. Экспериментальные методы изучения ядерных реакций. 45. Классификация основных радионуклидов. 46. Радиометрические величины в дозиметрии. 47. Базовые дозиметрические величины. 48. Эквидозиметрические величины. 49. Мощность дозы ионизирующего излучения. 50. Фундаментальные взаимодействия (гравитационное, электромагнитное, сильное и слабое). Иерархия структур материи. ВОПРОСЫ ПРАКТИКО-ОРИЕНТИРОВАННОГО ХАРАКТЕРА 1. Какое напряжение надо создать в рентгеновской трубке, чтобы получить коротковолновую границу сплошного рентгеновского спектра 16 пм? 2. Определите максимальную скорость фотоэлектрона, вылетевшего из натрия при падении на него излучения с длиной волны 200 нм. Работа выхода для натрия 2,5 эВ. 3. Определите скорость движения протона в ускорителе, если масса протона возросла в 10 раз. 4. Кинетическая энергия альфа-частицы, вылетающей из ядра полония-214 при радиоактивном распаде, равна 7,88 Мэв. Определите импульс альфа-частицы без учета релятивистских эффектов. 5. Определите удельную энергию ядер изотопа водорода-3. 6. Сколько квантов с различной энергией может испустить атом водорода, если электрон находится на третьей орбите? Определите длину волны излучения, возникающего в этих случаях. 7. Найдите коротковолновую границу сплошного рентгеновского спектра при напряжении на рентгеновской трубке 50 кВ. 8. Определите период полураспада ядер изотопа радона, если известно, что за сутки число атомов радона уменьшается на 18,2 %. 9. Определите массу радона-222, активность которого равна 4•1016 Бк (Т1/2 = 3,8 суток). 10. Масса покоя нейтрального π-мезона 2,4•10-27 кг. Определите энергию каждого из двух фотона, которые возникают при распаде неподвижного π-мезона. 11. Определите кинетическую энергию электрона (в МэВ) на первой боровской орбите (радиус этой орбиты r1 = 0,53•10-10 м). 12. Определите потенциальнцю энергию электрона (в МэВ) на второй боровской орбите (радиус первой орбиты r1 = 0,53•10-10 м). 13. Определите толщину пловинного слоя для алюминия при прохождении через него рентгеновских лучей. Массовый коэффициент поглощения алюминия для данной длины волны 6 кв.м/кг. Плотность алюминия 2,7 г/куб.см. 14. Определите эквивалентную дозу в случае, когда 100 г биологической ткани поглощает 109 альфа-частиц. Энергия каждой альфа-частицы 4 МэВ, коэффициент качества для альфа-частицы 20. 15. Определите эквивалентную дозу в случае, когда 100 г биологической ткани поглощает 109 альфа-частиц. Энергия каждой альфа-частицы 4 МэВ, коэффициент качества для альфа-частицы 20. КРИТЕРИИ ОЦЕНИВАНИЯ: «Отлично» (зачтено): студентом дан полный, в логической последовательности развернутый ответ на поставленные вопросы, где он продемонстрировал знания предмета в полном объеме учебной программы, достаточно глубоко осмысливает дисциплину, самостоятельно, и исчерпывающе отвечает на дополнительные вопросы, приводит собственные примеры по проблематике поставленного вопроса, решил предложенные практические задания без ошибок. «Хорошо» (зачтено): студентом дан развернутый ответ на поставленный вопрос, где студент демонстрирует знания, приобретенные на лекционных и семинарских занятиях, а также полученные посредством изучения обязательных учебных материалов по курсу, дает аргументированные ответы, приводит примеры, в ответе присутствует свободное владение монологической речью, логичность и последовательность ответа. Однако допускаются неточности в ответе. Решил предложенные практические задания с небольшими неточностями. «Удовлетворительно» (зачтено): студентом дан ответ, свидетельствующий в основном о знании процессов изучаемой дисциплины, отличающийся недостаточной глубиной и полнотой раскрытия темы, знанием основных вопросов теории, слабо сформированными навыками анализа явлений, процессов, недостаточным умением давать аргументированные ответы и приводить примеры, недостаточно свободным владением монологической речью, логичностью и последовательностью ответа. Допускается несколько ошибок в содержании ответа и решении практических заданий. «Неудовлетворительно» (не зачтено): студентом дан ответ, который содержит ряд серьезных неточностей, обнаруживающий незнание процессов изучаемой предметной области, отличающийся неглубоким раскрытием темы, незнанием основных вопросов теории, неумением давать аргументированные ответы. Выводы поверхностны. Решение практических заданий не выполнено. Студент не способен ответить на вопросы даже при дополнительных наводящих вопросах преподавателя. |
| Приложения |
|
Приложение 1.
ФОС 2020-2021_z20_03_01-ТБ-2020_plx_Физика.docx
|
6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
| 6.1. Рекомендуемая литература | ||||
| 6.1.1. Основная литература | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л1.1 | Савельев И.В. | Курс физики (в 3 тт.). Том 2. Электричество. Колебания и волны. Волновая оптика [Электронный ресурс]: учебное пособие | СПб.: Лань, 2018 | e.lanbook.com |
| Л1.2 | Савельев И.В. | Курс общей физики. В 3 т. Том 3. Квантовая оптика. Атомная физика. Физика твердого тела. Физика атомного ядра и элементарных частиц [Электронный ресурс] : учебное пособие | СПб.: Лань, 2018 | e.lanbook.com |
| Л1.3 | И.В. Савельев | Курс общей физики. В 3 т. Том 1. Механика. Молекулярная физика [Электронный ресурс] : учебное пособие | Санкт-Петербург : Лань, 2018 | e.lanbook.com |
| 6.1.2. Дополнительная литература | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л2.1 | Лозовский В.Н. | Курс физики. В 2-х тт. Т.1 [Электронный ресурс]: учебник | СПб. : Лань, 2009 | e.lanbook.com |
| Л2.2 | Рогачев Н.М. | Курс физики [Электронный ресурс]: учебное пособие | СПб.: Лань, 2010 | e.lanbook.com |
| Л2.3 | Лозовский В.Н. | Курс физики. В 2-х тт. Т.2 [Электронный ресурс]: учебник | СПб.: Лань, 2009 | e.lanbook.com |
| 6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет" | ||||
| Название | Эл. адрес | |||
| Э1 | Физика для института ХиХФТ | portal.edu.asu.ru | ||
| 6.3. Перечень программного обеспечения | ||||
Microsoft Office 2010 (Office 2010 Professional, № 4065231 от 08.12.2010), (бессрочно); Microsoft Windows 7 (Windows 7 Professional, № 61834699 от 22.04.2013), (бессрочно); Chrome (http://www.chromium.org/chromium-os/licenses), (бессрочно); 7-Zip (http://www.7-zip.org/license.txt), (бессрочно); AcrobatReader (http://wwwimages.adobe.com/content/dam/Adobe/en/legal/servicetou/Acrobat_com_Additional_TOU-en_US-20140618_1200.pdf), (бессрочно); ASTRA LINUX SPECIAL EDITION (https://astralinux.ru/products/astra-linux-special-edition/), (бессрочно); LibreOffice (https://ru.libreoffice.org/), (бессрочно); Веб-браузер Chromium (https://www.chromium.org/Home/), (бессрочно); Антивирус Касперский (https://www.kaspersky.ru/), (до 23 июня 2024); Архиватор Ark (https://apps.kde.org/ark/), (бессрочно); Okular (https://okular.kde.org/ru/download/), (бессрочно); Редактор изображений Gimp (https://www.gimp.org/), (бессрочно) | ||||
| 6.4. Перечень информационных справочных систем | ||||
| www.gpntb.ru/ Государственная публичная научно-техническая библиотека. www.nlr.ru/ Российская национальная библиотека. www.nns.ru/ Национальная электронная библиотека. www.rsl.ru/ Российская государственная библиотека. http://www.biblioclub.ru/ интернет-портал «Университетская библиотека онлайн» www.tests.specialist.ru/ Центр компьютерного обучения МГТУ им. Н.Э.Баумана. www.intuit.ru/ Образовательный сайт | ||||
7. Материально-техническое обеспечение дисциплины
| Аудитория | Назначение | Оборудование |
|---|---|---|
| Учебная аудитория | для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), проведения практик | Стандартное оборудование (учебная мебель для обучающихся, рабочее место преподавателя, доска, мультимедийное оборудование стационарное или переносное) |
| Помещение для самостоятельной работы | помещение для самостоятельной работы обучающихся | Компьютеры, ноутбуки с подключением к информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», доступом в электронную информационно-образовательную среду АлтГУ |
| 213К | лаборатория общего физпрактикума, лаборатория физики - учебная аудитория для проведения занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации | Учебная мебель на 15 посадочных мест; рабочее место преподавателя; доска маркерная 1 шт.; Модульный учебный комплекс МУК - О (2 шт.); модульный учебный комплекс МУК - ОК; модуль-ный учебный комплекс МУК-ЭМ1 (2 шт.); Лаб. Дифракция Фраунгофера; Лаб. Изменение скорости полета пули; Лаб. Изучение законов теплового излучени; Лаб. Кольца Ньютона; Лаб. Маятник "Обербека"; Лаб. Механические колебания; Лаб. Определен.длины своб.пробега молеку; Лаб. Определение вязкости по Паузейлю; Лаб. Определение изменения энтропии возд; Лаб. Определение модуля Юнга; Лаб. Связанные маятники; Лаб.Бипризма Френеля; Лаб. Движ.тела под углом к горизонту; Лаб. Изучение спектров атома водорода; Лаб. Исследо-вание поляризации света; Лаб. Момент инерции махового колеса; Лаб.Определение фокусных расстояний линз; монитор Samsung 17" 795MB (SBBHQ) TCO`03; монитор Samsung 550 S15" 0,28; системный блок Celeron 2260MHz; системный блок Celeron 2.0/845GL/20Gb; латр; микрометр оку-лярный; монохроматор УМ-2; монохро-матор УМ-2; пирометр "Проминь"; сейф; скамья оптическая; скамья оптическая; скамья оптическая; скамья оптическая С0-1; часы настенные В-Тройка 2120; штангенциркуль мет.; электромагнит ЭМ-1; электронно-счетный секундомер; электронно-счетный секундомер; электронно-счетный секундомер; учебное наглядное пособие: "Лабораторный практикум по физике"; учебно-лабораторные стенды по механике, электричеству и магнетизму, оптике. |
| 001вК | склад экспериментальной мастерской - помещение для хранения и профилактического обслуживания учебного оборудования | Акустический прибор 01021; виброизмеритель 00032; вольтметр Q1202 Э-500; вольтметр универсальный В7-34А; камера ВФУ -1; компьютер Турбо 86М; масспектрометр МРС -1; осциллограф ЕО -213- 2 ед.; осциллограф С1-91; осциллограф С7-19; программатор С-815; самописец 02060 – 2 ед.; стабилизатор 3218; терц-октавный фильтр 01023; шкаф вытяжной; шумомер 00026; анализатор АС-817; блок 23 Г-51; блок питания "Статрон" – 2 ед.; блок питания Ф 5075; вакуумный агрегат; весы; вольтметр VM -70; вольтметр В7-15; вольтметр В7-16; вольтметр ВУ-15; генератор Г-5-6А; генератор Г4-76А; генератор Г4-79; генератор Г5-48; датчик колебаний КВ -11/01; датчик колебаний КР -45/01; делитель Ф5093; измеритель ИМП -2; измеритель параметров Л2-12; интерферометр ИТ 51-30; источник "Агат" – 3 ед.; источник питания; источник питания 3222; источник питания ЭСВ -4; лабораторная установка для настройки газовых лазеров; лазер ЛГИ -21; М-кальк-р МК-44; М-калькул-р "Электроника"; магазин сопротивления Р4075; магазин сопротивления Р4077; микроскоп МБС -9; модулятор МДЕ; монохроматор СДМС -97; мост переменного тока Р5066; набор цветных стекол; насос вакумный; насос вакуумный ВН-01; осциллограф С1-31; осциллограф С1-67; осциллограф С1-70; осциллограф С1-81; осциллоскоп ЕО -174В – 2 ед.; пентакта L-100; пирометр "Промень"; пистонфон 05001; преобразователь В9-1; прибор УЗДН -2Т; скамья оптическая СО 1м; спектограф ДФС -452; спектограф ИСП -51; стабилизатор 1202; стабилизатор 3217 – 4 ед.; стабилизатор 3218; стабилизатор 3222 – 3 ед.; станок токарный ТВ-4; усилитель мощности ЛВ -103 – 4 ед.; усилитель У5-9; центрифуга ВЛ-15; частотомер Ч3-54А; шкаф металлический; эл.двигатель; электродинамический калибратор 11032 |
8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины
| 1. Для успешного освоения содержания дисциплины необходимо посещать лекции, принимать активное участие в работе на семинаре, практическом занятии, а также выполнять задания, предлагаемые преподавателем для самостоятельного изучения. 2. Лекция. -На лекцию приходите не опаздывая, так как это неэтично. - На лекционных занятиях необходимо конспектировать изучаемый материал. - Для систематизации лекционного материала, который будет полезен при подготовке к итоговому контролю знаний, записывайте на каждой лекции тему, вопросы для изучения, рекомендуемую литературу. - В каждом вопросе выделяйте главное, обязательно запишите ключевые моменты (определение, факты, законы, правила и т.д.), подчеркните их. - Если по содержанию материала возникают вопросы, не нужно выкрикивать, запишите их и задайте по окончании лекции или на семинарском занятии. - Перед следующей лекцией обязательно прочитайте предыдущую, чтобы актуализировать знания и осознанно приступить к освоению нового содержания. 3.Семинарское (практическое) занятие – это форма работы, где студенты максимально активно участвуют в обсуждении темы. - Для подготовки к семинару необходимо взять план семинарского занятия (у преподавателя, на кафедре или в методическом кабинете). - Самостоятельную подготовку к семинарскому занятию необходимо начинать с изучения понятийного аппарата темы. Рекомендуем использовать справочную литературу (словари, справочники, энциклопедии), целесообразно создать и вести свой словарь терминов. - На семинар выносится обсуждение не одного вопроса, поэтому важно просматривать и изучать все вопросы семинара, но один из вопросов исследовать наиболее глубоко, с использованием дополнительных источников (в том числе тех, которые вы нашли самостоятельно). Не нужно пересказывать лекцию. - Важно запомнить, что любой источник должен нести достоверную информацию, особенно это относится к Internet-ресурсам. При использовании Internet - ресурсов в процессе подготовки не нужно их автоматически «скачивать», они должны быть проанализированы. Не нужно «скачивать» готовые рефераты, так как их однообразие преподаватель сразу выявляет, кроме того, они могут быть сомнительного качества. - В процессе изучения темы анализируйте несколько источников. Используйте периодическую печать - специальные журналы. - Полезным будет работа с электронными учебниками и учебными пособиями в Internet-библиотеках. Зарегистрируйтесь в них: университетская библиотека Онлайн (http://www.biblioclub.ru/) и электронно-библиотечная система «Лань» (http://e.lanbook.com/). - В процессе подготовки и построения ответов при выступлении не просто пересказывайте текст учебника, но и выражайте свою личностно-профессиональную оценку прочитанного. - Принимайте участие в дискуссиях, круглых столах, так как они развивают ваши навыки коммуникативного общения. - Если к семинарским занятиям предлагаются задания практического характера, продумайте план их выполнения или решения при подготовке к семинару. - При возникновении трудностей в процессе подготовки взаимодействуйте с преподавателем, консультируйтесь по самостоятельному изучению темы. 4. Самостоятельная работа. - При изучении дисциплины не все вопросы рассматриваются на лекциях и семинарских занятиях, часть вопросов рекомендуется преподавателем для самостоятельного изучения. - Поиск ответов на вопросы и выполнение заданий для самостоятельной работы позволит вам расширить и углубить свои знания по курсу, применить теоретические знания в решении задач практического содержания, закрепить изученное ранее. - Эти задания следует выполнять не «наскоком», а постепенно, планомерно, следуя порядку изучения тем курса. - При возникновении вопросов обратитесь к преподавателю в день консультаций на кафедру. - Выполнив их, проанализируйте качество их выполнения. Это поможет вам развивать умения самоконтроля и оценочные компетенции. 5. Итоговый контроль. - Для подготовки к зачету/экзамену возьмите перечень примерных вопросов у методиста кафедры. - В списке вопросов выделите те, которые были рассмотрены на лекции, семинарских занятиях. Обратитесь к своим записям, выделите существенное. Для более детального изучения изучите рекомендуемую литературу. - Если в списке вопросов есть те, которые не рассматривались на лекции, семинарском занятии, изучите их самостоятельно. Если есть сомнения, задайте вопросы на консультации перед экзаменом. - Продумайте свой ответ на экзамене, его логику. Помните, что ваш ответ украсит ссылка на источник литературы, иллюстрация практики применения теоретического знания, а также уверенность и наличие авторской аргументированной позиции как будущего субъекта профессиональной деятельности. |