| Закреплена за кафедрой | Кафедра общей и экспериментальной физики |
|---|---|
| Направление подготовки | 03.03.02. Физика |
| Профиль | Медицинская физика; Современные функциональные материалы |
| Форма обучения | Очная |
| Общая трудоемкость | 3 ЗЕТ |
| Учебный план | 03_03_02_Физика_Профили-2023 |
|
|
||||||||||||||
Распределение часов по семестрам
| Курс (семестр) | 3 (6) | Итого | ||
|---|---|---|---|---|
| Недель | 22 | |||
| Вид занятий | УП | РПД | УП | РПД |
| Лекции | 14 | 14 | 14 | 14 |
| Лабораторные | 22 | 0 | 22 | 0 |
| Сам. работа | 32 | 32 | 32 | 32 |
| Консультации | 40 | 40 | 40 | 40 |
| Итого | 108 | 86 | 108 | 86 |
| 1.1. | Курс астрономи, наряду с другими курсами блока естественнонаучных дисциплин, закладывает основы фундаментальных знаний в области наук, изучающих окружающий мир. Курс изучается студентами в шестом семестре после изучения большинства курсов общей физики и части курсов теоретической физики. В нем идет речь об основополагающих понятиях: системах координат, шкалах времени, преобразовании координат и шкал времени; об основных физических законах эффектах,наиболее используемых в астрономических исследованиях; о важнейших типах телескопов и других астрономических приборов; о всех основных типах космических объектов и их природе. Целью освоения дисциплины «Астрономии» является получение общих знаний о происхождении, эволюции и устройстве астрономических объектов, представление о ближнем и дальнем космосе, о Вселенной в целом и происходящих в ней физических процессах и явлениях. |
|---|
| Цикл (раздел) ООП: Б1.О.05 |
| ОПК-1 | Способен применять базовые знания в области физико-математических и (или) естественных наук в сфере своей профессиональной деятельности; |
| ОПК-1.1 | Знает основные физические и математические законы и методы накопления, передачи и обработки информации; |
| ОПК-1.2 | Умеет использовать в профессиональной деятельности и применяет физикоматематические и естественнонаучные знания, физические законы и математически методы дляьрешения задач теоретического и прикладного характера |
| ОПК-1.3 | Умеет анализировать и обобщать профессиональную информацию на теоретикометодологическом уровне |
| ОПК-1.4 | Умеет решать стандартные профессиональные задачи с применением естественнонаучных знаний, физических законов, математических методов и методов моделирования. |
| ОПК-1.5 | Владеет навыками теоретического и экспериментального исследования объектов профессиональной деятельности |
| В результате освоения дисциплины обучающийся должен | |
| 3.1. | Знать: |
|---|---|
| 3.1.1. | базовые астрономические и физико-математические понятия, и применять их при углубленном освоении специальных астрономических дисциплин; основные математические методы, используемые при решении задач астрономии; основные понятия и математический аппарат, используемый в задачах практической астрономии, небесной механики и астрофизики. |
| 3.2. | Уметь: |
| 3.2.1. | строить теоретические модели задачах практической астрономии, небесной механики и астрофизики, используя критически анализ данных; планировать и проводить экспериментальные исследования в области практической астрономии, небесной механики и астрофизики, объяснять и оценивать в рамках основных физических законов результаты, полученные в процессе эксперимента; решать типовые задачи астрономии; строить математические модели явлений и процессов в астрономии |
| 3.3. | Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть): |
| 3.3.1. | математическим аппаратом, применяемым в астрономии; методами теоретического исследования явлений и процессов в астрономии; навыками проведения физического эксперимента и обработки его результатов |
| Код занятия | Наименование разделов и тем | Вид занятия | Семестр | Часов | Компетенции | Литература |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Раздел 1. Базовые понятия и методы астрономии | ||||||
| 1.1. | Астрономия как наука и ее связь с иными естественными науками. Системы координат. Видимое и истинное движение светил. Шкалы и единицы измерения времени. Гравитация и законы Кеплера. Расстояния и размеры небесных тел. Карты,каталоги и астрономические ежегодники. | Лекции | 6 | 1 | Л1.2, Л2.3, Л1.3 | |
| 1.2. | Изучение лекционного материала. Работа с основной и дополнительной литературой. | Сам. работа | 6 | 2 | Л1.2, Л2.3, Л1.3 | |
| 1.3. | Базовые понятия и методы астрономии | Консультации | 6 | 2 | Л1.2, Л2.3, Л1.3 | |
| Раздел 2. Базовые понятия фотометрии и основные методы астрофизики. | ||||||
| 2.1. | Шкала электромагнитных волн. Особенности земной атмосферы, рефракция. Основы фотометрии: поток излучения, интенсивность, освещенность, поверхностная яркость. Шкала звездных величин. Абсолютная звездная величина. Излучение абсолютно черного тела.Эффективная температура. Законы Планка,Вина,Стефана–Больцмана.Спектры и спектроскопия. Эффект Доплера. | Лекции | 6 | 1 | Л2.1, Л1.2, Л2.3, Л1.3 | |
| 2.2. | Изучение лекционного материала. Работа с основной и дополнительной литературой. Решение задач. | Сам. работа | 6 | 4 | Л2.1, Л1.2, Л2.3, Л1.3 | |
| 2.3. | Базовые понятия фотометрии и основные методы астрофизики. | Консультации | 6 | 6 | Л1.2, Л2.3, Л1.3 | |
| Раздел 3. Астрономические инструменты оптического диапазона.Радиоастрономия и внеатмосферная астрономия. | ||||||
| 3.1. | Классические угломерные инструменты (квадрант, морской секстант). Оптика как метод управления светом. Эволюция телескопа. Современные оптические телескопы. Активная и адаптивная оптика. Астроклимат. | Лекции | 6 | 0,5 | Л1.2, Л2.3, Л1.3 | |
| 3.2. | Радиотелескопы, субмиллиметровые телескопы, ИК-телескопы, астрономия на орбите (УФ, рентген, гамма). Детекторы космических лучей. Детекторы нейтрино и гравитационных волн. | Лекции | 6 | 0,5 | Л1.2, Л2.3, Л1.3 | |
| 3.3. | Изучение лекционного материала. Работа с основной и дополнительной литературой. Решение задач. | Сам. работа | 6 | 2 | Л1.2, Л2.3, Л1.3 | |
| 3.4. | Астрономические инструменты оптического диапазона.Радиоастрономия и внеатмосферная астрономия. | Консультации | 6 | 4 | Л1.2, Л2.3, Л1.3 | |
| Раздел 4. Солнечная система | ||||||
| 4.1. | Общие свойства Солнечной системы. Основные группы небесных тел. Физические факторы,действующие в планетных системах: гравитационные приливы, метеоритные удары,радиационные эффекты. Планеты земного типа. Газовые гиганты. Спутники планет. Малыетела Солнечной системы. Экзопланеты. Эволюция планетных систем. | Лекции | 6 | 1 | Л1.2, Л2.3, Л1.3 | |
| 4.2. | Изучение лекционного материала. Работа с основной и дополнительной литературой. Решение задач. | Сам. работа | 6 | 6 | Л1.2, Л2.3, Л1.3 | |
| 4.3. | Солнечная система | Консультации | 6 | 7 | Л1.2, Л2.3, Л1.3 | |
| Раздел 5. Физика и эволюция звезд. | ||||||
| 5.1. | Звезды. Общие характеристики/основные физические характеристики звезд: массы, радиусы, эффективные температуры. Спектры звезд различных спектральных классов. Диаграмма Герцшпрунга-Рессела.Эволюционные треки на диаграмме Герцшпрунга-Рессела для звезд различных масс.Образование звезд. Джинсовская неустойчивость.Эволюция звезд. Конечные стадии эволюции. | Лекции | 6 | 1 | Л2.1, Л1.2, Л1.3 | |
| 5.2. | Теорема вириала. Звезды как тела с отрицательной теплоемкостью. Внутреннее строение. Ядерные реакции как источники энергии звезд.Гравитационное сжатие облаков. Процессы, препятствующие сжатию. Стадии формирования звезды. Очаги звездообразования в Галактике. | Лекции | 6 | 1 | Л2.1, Л1.2, Л1.3 | |
| 5.3. | Звездный коллапс и вспышки сверхновых. Классификация сверхновых. Предел Чандрасекара. Стандартные свечи.Белые карлики. Предельная масса. Вырожденный газ. Условие вырождения, уравнение состояния.Нейтронные звезды: состояние вещества, физические параметры, наблюдаемые свойства. Радиопульсары. | Лекции | 6 | 1 | Л2.1, Л1.2, Л1.3 | |
| 5.4. | Механизмы переноса энергии. Лучевое давление и эддингтоновский предел светимости.Пульсирующие звезды. Зависимости период-плотность и период-светимость. Цефеиды как стандартные свечи. | Лекции | 6 | 1 | Л2.1, Л1.2, Л1.3 | |
| 5.5. | Двойные звездные системы. Наблюдаемые проявления двойственности. Эквипотенциальные поверхности. Полость Роша и перетекание вещества.Аккреция вещества на объекты с большим гравитационным потенциалом. | Лекции | 6 | 1 | Л2.1, Л1.2, Л1.3 | |
| 5.6. | Черные дыры. | Лекции | 6 | 0,5 | Л2.1, Л1.2, Л1.3 | |
| 5.7. | Изучение лекционного материала. Работа с основной и дополнительной литературой. Решение задач. | Сам. работа | 6 | 6 | Л2.1, Л1.2, Л1.3 | |
| 5.8. | Физика и эволюция звезд. | Консультации | 6 | 7 | Л2.1, Л1.2, Л1.3 | |
| Раздел 6. Строение, динамика и эволюция звездных систем. Звездные скопления. Физика и эволюция галактик. | ||||||
| 6.1. | Рассеянные и шаровые скопления звезд. Динамическая эволюция шаровых скоплений. | Лекции | 6 | 0,5 | Л2.1, Л1.2, Л1.3 | |
| 6.2. | Кинематика звезд и газа в Галактике. Структура Галактики. Темное гало.Звездообразование в галактиках. Активные галактические ядра. Квазары. Сверхмассивные черные дыры. | Лекции | 6 | 1 | Л2.2, Л1.2, Л1.3 | |
| 6.3. | Изучение лекционного материала. Работа с основной и дополнительной литературой. Решение задач. | Сам. работа | 6 | 6 | Л2.2, Л1.2, Л1.3 | |
| 6.4. | Строение, динамика и эволюция звездных систем. Звездные скопления. Физика и эволюция галактик. | Консультации | 6 | 7 | Л2.1, Л2.2, Л1.2, Л1.3 | |
| Раздел 7. Физика межзвездной среды.Крупномасштабная структура Вселенной. | ||||||
| 7.1. | Физика межзвездной среды. Горячий газ, молекулярные облака. Межзвездные магнитные поля. Явление вмороженности поля в ионизованный газ. Наблюдаемые проявления межзвездного магнитного поля. Фрактальность межзвездной среды. | Лекции | 6 | 1 | Л2.2, Л1.2, Л1.3 | |
| 7.2. | Крупномасштабная структура Вселенной. Космологические модели. Вселенная Фридмана.Кинематика Вселенной. Понятие о расширении Вселенной. Закон Хаббла и красные смещения. Возраст Вселенной.Реликтовое излучение и его природа. Ранние стадии расширения Вселенной. Инфляционная Вселенная. Проблема гравитации. Гравитационное излучение. Гравитационное линзирование.Темная материя и темная энергия. | Лекции | 6 | 2 | Л2.2, Л1.1, Л1.2, Л1.3 | |
| 7.3. | Изучение лекционного материала. Работа с основной и дополнительной литературой. Решение задач. | Сам. работа | 6 | 6 | Л2.2, Л1.2, Л1.3 | |
| 7.4. | Физика межзвездной среды.Крупномасштабная структура Вселенной. | Консультации | 6 | 7 | Л2.2, Л1.2, Л1.3 | |
| 5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины |
| см.Приложение |
| 5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.) |
| см.Приложение |
| 5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации |
| см.Приложение |
| 6.1. Рекомендуемая литература | ||||
| 6.1.1. Основная литература | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л1.1 | Гриб А. А. | Основные представления современной космологии: учебное пособие | Москва: Физматлит, 2008 | biblioclub.ru |
| Л1.2 | А. В. Засов, Э. В. Кононович. | Астрономия [Текст : электронный]: учебное пособие | Москва : ФИЗМАТЛИТ, 2011 | |
| Л1.3 | С. А. Язев ; под научной редакцией В. Г. Сурдина. | Астрономия. Солнечная система [Текст : электронный] : учебное пособие для вузов | Москва : Издательство Юрайт, 2022 | urait.ru |
| 6.1.2. Дополнительная литература | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л2.1 | Топильская Г. П. | Внутреннее строение и эволюция звезд: Учебники и учебные пособия для ВУЗов | Директ-Медиа, 2015 | biblioclub.ru |
| Л2.2 | Топильская Г. П. | Физика межзвездной среды: Учебники и учебные пособия для ВУЗов | Директ-Медиа, 2015 | biblioclub.ru |
| Л2.3 | М. К. Гусейханов | Основы астрономии [Текст : электронный] : учебное пособие | Санкт-Петербург : Лань, 2022 | e.lanbook.com |
| 6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет" | ||||
| Название | Эл. адрес | |||
| Э1 | Астрономия (направление подготовки 03.03.02 Физика) | portal.edu.asu.ru | ||
| Э2 | Журнал Космические исследования | sciencejournals.ru | ||
| Э3 | Радиационные процессы в астрофизике высоких энергий: Видеокурс Интернет-университета информационных технологий. Автор/создатель: Нагирнер Д.И. | intuit.ru | ||
| Э4 | Центр данных оперативного космического мониторинга | smdc.sinp.msu.ru | ||
| Э5 | Космическая погода: данные и анализ в реальном времени | swx.sinp.msu.ru | ||
| Э6 | Космофизические базы данных. Интерактивный доступ | www.magnetosphere.ru | ||
| 6.3. Перечень программного обеспечения | ||||
| Microsoft Windows7, №лицензии 60674416 (бессрочная) Microsoft Office 2010 №лицензии 60674416 (бессрочная) OriginLab Origin Pro 8.0 (OriginLab), 2008-2012 г. - бесплатный софт MatLAB 7 (MathWorks), 2010-2012 г. - бесплатный софт MathCAD 14/15 (Parametric Technology Corporation), 2007-2012 гг. - бесплатный софт Mathematica (Wolfram Research, Inc www.wolfram.com.)- бесплатный софт Google SketchUp - бесплатный софт 3DCrafter - бесплатный софт Art of Illusion - бесплатный софт Creo Elements / Direct - ранее CoCreate - бесплатный софтMicrosoft 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 | ||||
| http://lib.sinp.msu.ru/ejournals.cgi - Электронные библиотеки http://e.lanbook.com. - Электронная библиотечная система «Лань». Электронная библиотека издательства «Лань» – ресурс, включающий в себя как электронные версии книг издательства «Лань», так и коллекции полнотекстовых файлов других российских издательств. После регистрации с компьютера университета – доступ с любого компьютера, подключенного к Интернет; http://www.biblioclub.ru. - «Университетская библиотека ONLINE». Электронно-библиотечная система. Книги, конспекты лекций, энциклопедии и словари, учебники по различным областям научных знаний, материалы по экспресс-подготовке к экзаменам. После регистрации с компьютера университета – доступ с любого компьютера, подключенного к Интернет; http://window.edu.ru. - Информационная система «Единое окно доступа к образовательным ресурсам». Информационная система предоставляет свободный доступ к каталогу образовательных интернет-ресурсов и полнотекстовой электронной учебно-методической библиотеке для общего и профессионального образования. Доступ с любого компьютера, подключенного к Интернет; https://biblio-online.ru - ЭБС Юрайт; https://link.springer.com/search?facet-content-type="ReferenceWork"Электронные справочники и энциклопедии издательства Springer по естественным наукам; | ||||
| 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) |
| 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 |
| Основной целью при изучении дисциплины является стремление показать области применения и формирование у будущих специалистов теоретических знаний и практических навыков по астрономии. Для эффективного изучения теоретической части дисциплины «Астрономия» необходимо: - построить работу по освоению дисциплины в порядке, отвечающим изучению основных этапов, согласно приведенным темам лекционного материала; - систематически проверять свои знания по контрольным вопросам и заданиям; - усвоить содержание ключевых понятий; - плотно работать с основной и дополнительной литературой по соответствующим темам. Для эффективного изучения практической части дисциплины «Астрономия» рекомендуется: - систематически выполнять подготовку к практическим занятиям (лабораторным работам при наличии) по предложенным преподавателем тема и методическим указаниям ; - своевременно выполнять практические задания/лабораторные работы. - своевременно и систематически защищать результаты своих экспериментальных исследований. В течение семестра студенты выполняют: - домашние задания (Case-study - анализ конкретных ситуаций, ситуационный анализ), выполнение которых контролируется и обсуждается (групповое обсуждение)на практических занятиях или перед выполнением лабораторных работ (сократический диалог - подразумевающий постановку особых вопросов в процессе беседы, которые способствуют работе мышления, концентрации внимания, адекватной оценке текущей дискуссии и своей в ней роли); - промежуточные задания, во время практических или лабораторных работ (в форме дискуссий, дебатов)для выявления знаний по основным элементам новых разделов теории или методике проведения экспериментальных заданий; - построение "дерева решений" для проведения наиболее эфффективного анализа методики эксперимента, непосредственного выполнения экспериментальных исследований в ходе лабораторных работ; - обсуждают задания практических и лабораторных работ методом "Займи позицию", помогающем выяснить, какой спектр мнений может существовать по обсуждаемому вопросу и предоставляет возможность высказаться каждому, продемонстрировать различные мнения, а затем обосновать свою позицию, найти и выразить самые убедительные аргументы, сравнить их с аргументами других. Самостоятельная работа - это работа с наиболее современными Интернет-источниками, в т.ч. англоязычными, перечень которых готовится преподавателем непосредственно перед началом изучения курса и доводится до студентов в форме презентации. |