УМК квантовая 2009

излучение» к семинару, подготовка к самостоятельной работе Вопросы для самостоятельного

изучения: спектральная плотность энергии излучения, ее связь со спектральной плотностью излучения, плотность энергии.

Методическое обеспечение: [1-3, 8-10]

Контроль

Текущий: проверка индивидуального задания №1; проверка самостоятельной письменной работы № 1, контроль выполнения лабораторного практикума. Итоговый:

проверка теоретических знаний по теме "Тепловое излучение" – проверочная работа № 1

Модуль 2. Квантовые свойства света

Цель изучения: продолжение формирования представлений о квантовых свойствах излучения на примере явлений фотоэффекта, давления света и эффекта Комптона

Аудиторная работа

11

Текущий:

проверка индивидуального задания №2; проверка самостоятельных письменных работы № 2, 3, контроль выполнения лабораторного практикума. Итоговый:

проверка теоретических знаний по теме "Квантовые свойства света": проверочная работа № 2; письменная проверочная (контрольная) работа № 1 по материалам модулей 1, 2

Модуль 3. Волновые свойства микрочастиц

Цель изучения: формирование представлений о двойственной природе элементарных частиц, рассмотрение простейших задач квантовой механики

Аудиторная работа

12

13

дифракции элекронов, границы применимости квантовой механики

Методическое обеспечение: [1-3, 8-10,

12-17]

Контроль

Текущий:

проверка индивидуального задания №3; проверка самостоятельной письменной работы № 4, контроль выполнения лабораторного практикума. Итоговый:

проверка теоретических знаний по теме "Волновые свойства микрочастиц"- проверочная работа № 3

Модуль 4. Физика атомов и молекул

Цель изучения: формирование представлений о квантовании основных характеристик атомов и молекул, введение основных квантовых чисел, объяснение происхождения линейчатых спектров и других физических явлений, а также принципов построения периодической системы химических элементов с квантово-механической точки зрения

Аудиторная работа

14

15

правила Хунда

Методическое обеспечение: [1-3, 9, 12-

16]

Контроль

Текущий:

проверка индивидуального задания № 4; проверка самостоятельной письменной работы № 5 , контроль выполнения лабораторного практикума. Итоговый:

проверка теоретических знаний по теме "Физика атомов и молекул" – проверочная работа № 4, № 5; письменная проверочная (контрольная) работа № 2 мо материалам модулей 3, 4

Модуль 5. Физика атомного ядра и элементарных частиц. Фундаментальные взаимодействия

Цель изучения: формирование представлений о строении атомных ядер, классификации и кварковой теории строения элементарных частиц; обменном характере фундаментальных взаимодействий

Аудиторная работа

16

Текущий:

проверка индивидуального задания №5; проверка самостоятельных письменных работ №6, №7 , контроль выполнения лабораторного практикума. Итоговый:

проверка теоретических знаний по теме "Физика атомного ядра и элементарных частиц. Фундаментальные взаимодействия" – проверочная работа № 6; письменная проверочная (контрольная) работа № 3, компьютерное тестирование по разделу «Квантовая физика».

17

IV. Методические материалы

4.1. Терминологический минимум

Тепловое излучение

Тепловое излучение, энергетическая светимость, испускательная способность тела, поглощательная способность тела, абсолютно черное тело (АЧТ), серое тело, закон Кирхгофа, равновесная плотность энергии излучения, закон Стефана-Больцмана, постоянная Стефана-Больцмана, закон смещения Вина, постоянная Вина, формула Ре- лея-Джинса, ультрафиолетовая катастрофа, квант, формула Планка, постоянная Планка, длина волны, частота света, энергия кванта.

Квантовые свойства света

Тормозное рентгеновское излучение, коротковолновая граница тормозного рентгеновского излучения, характеристическое излучение, фотоэффект, законы Столетова, задерживающее напряжение, формула Эйнштейна, красная граница фотоэффекта, внешний фотоэффект, внутренний фотоэффект, фотон, корпускулярно-волновой дуализм, эффект Комптона, давление света, энергия фотона.

Волновые свойства микрочастиц

Гипотеза де Бройля, волны де Бройля, соотношение неопределенностей Гейзенберга, принцип неопределенности Гейзенберга, волновая функция, уравнение Шредингера для стационарных состояний, оператор, гамильтониан, условие нормировки, плотность вероятности, собственные значения энергии, собственные функции, энергетический спектр, энергетический уровень, потенциальный барьер, потенциальная яма, линейный гармонический осциллятор, туннельный эффект, коэффициент отражения, коэффициент прохождения, коэффициент прозрачности, нулевая энергия.

Физика атомов и молекул

Спектр, спектральные серии, линейчатый спектр, постоянная Ридберга, формула Бальмера, серии Лаймана, Бальмера, Пашена, Брэкета, Пфунда, граница серии, головная линия, терм,.модель атома Томсона, альфа-частица, планетарная модель атома, постулаты Бора, главное квантовое число, боровский радиус, водородоподобный атом, энергетический уровень, вырожденные состояния, кратность вырождения, спин электрона, спин-орбитальное взаимодействие, гиромагнитное отношение, принцип Паули, периодическая система элементов, электронная конфигурация, лазер, потенциал ионизации, потенциал возбуждения, закон Мозли, тормозное излучение, характеристическое излучение.

Физика атомного ядра и элементарных частиц. Фундаментальные взаимодействия

Атомное ядро, протон, нейтрон, нуклон, ядерный магнетон, нейтрино, антинейтрино, зарядовое число, атомный номер ядра, массовое число ядра, изотопы, изобары, изотоны, изомеры, размер ядра, спин ядра, масса ядра, энергия связи, удельная энергия связи, дефект массы, атомная единица массы, капельная модель атомного ядра, оболочечная модель атомного ядра, ядерные силы, сильное взаимодействие, зарядовая независимость, дейтрон (дейтон), мезоны, виртуальные частицы, бозоны и фермионы, лептоны, адроны, гипероны, кварки, глюоны, радиоактивность, естественная радиоактивность, искусственная радиоактивность, закон радиоактивного распада, постоянная распада, период полураспада, среднее время жизни, активность вещества, альфа-распад, бета-распад, гамма-распад, ядерная реакция, энергия реакции, деление ядер, осколки деления, цепная ядерная реакция, ядерный реактор, термоядерная реакция, протонно-протонный цикл, управляемая термоядерная реакция, обменная природа взаимодействий.

18

4.2. Критерии оценивания учебной деятельности студента

Оценки о зачете, экзамене выставляются в зависимости от суммарного рейтинга студента в соответствии с переводной шкалой.

Для получения зачета студенту необходимо отчитаться за все индивидуальные задания (ИЗ) и выполнить все лабораторные работы, при этом его суммарный рейтинг по этим видам работ должен быть не менее 70%.

Рейтинг студента по дисциплине по всем видам деятельности в конце семестра является основанием для освобождения студента от сдачи экзамена. Оценки выставляются в зависимости от рейтинга студента в соответствии с переводной шкалой:

Оценка «отлично» выставляется, если рейтинг студента по дисциплине находится в пределах 90-100%.

Оценка «хорошо» выставляется, если рейтинг студента по дисциплине находится в пределах 80-89%.

Оценка «удовлетворительно» выставляется, если рейтинг студента по дисциплине находится в пределах 70-79%.

Если рейтинг студента по дисциплине меньше 70%, или он имеет желание повысить оценку, сдает экзамен. Студент может повысить экзаменационную оценку только на 1 балл. По итогам экзамена не может быть понижена оценка студента, полученная по итогам рейтинга.

КРИТЕРИИ ОЦЕНИВАНИЯ ответов студентов на экзамене по физике

Оценки «отлично» заслуживает студент, обнаруживший всестороннее систематическое и глубокое знание учебного материала, умение объяснять физические явления и закономерности и иллюстрировать их примерами из жизни, усвоивший взаимосвязь основных физических понятий и их значение для профессии учителя, проявивший творческие способности в понимании, изложении и использовании программного материала, способный к самостоятельному пополнению и обновлению знаний по физике в ходе дальнейшей учебной работы и профессиональной деятельности,

Оценки «хорошо» заслуживает студент, обнаруживший полное знание учебного материала, умение формулировать физические закономерности и применять их для объяснения природных явлений, показавший систематический характер знаний по физике,

Оценки «удовлетворительно» заслуживает студент, обнаруживший знание основного учебного материала по физике, допустивший ошибки в ответе при описании приложений данного явления или закона.

Оценка «неудовлетворительно» выставляется студенту, обнаружившему пробелы в знаниях основного учебного материала, затрудняющемуся в объяснении физических явлений и закономерностей, а также, если он не понимает смысла своих записей, сделанных при подготовке ответа.

19

4.3.Вопросы к экзамену

1.Предмет квантовой физики. Краткий исторический обзор развития квантовых представлений.

2.Тепловое излучение и его характеристики. Абсолютно черное тело. Закон Кирхгофа.

3.Распределение энергии в спектре излучения абсолютно черного тела. Формулы Рэлея-Джинса и Вина.

4.Гипотеза Планка о квантовании энергии излучения. Формула Планка.

5.Фотоэлектрический эффект. Законы фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна.

6.Фотон и его основные характеристики. Двойственность представлений о свете.

7.Давление света с квантовой точки зрения. Опыты Лебедева.

8.Эффект Комптона.

9.Гипотеза де Бройля. Экспериментальное открытие волновых свойств вещества.

10.Соотношения неопределенностей Гейзенберга.

11.Волновая функция и физический смысл квадрата ее модуля. Стационарное уравнение Шредингера.

12.Простейшие задачи квантовой механики: электрон в потенциальной яме, линейный гармонический осциллятор.

13.Туннельный эффект.

14.Спектр атома водорода. Спектральные серии водорода. Формула Бальмера.

15.Первоначальные сведения о строении атома. Опыты Резерфорда по рассеянию альфа-частиц. Планетарная модель атома.

16.Постулаты Бора и их экспериментальное обоснование.

17.Тормозное рентгеновское излучение. Характеристическое рентгеновское излучение. Закон Мозли.

18.Квантование момента импульса. Спин электрона. Опыт Штерна и Герлаха.

19.Состояние электрона в многоэлектронном атоме. Квантовые числа. Принцип Паули.

20.Электронные оболочки. Периодическая система элементов Менделеева и закономерности ее построения.

21.Спонтанное и вынужденное излучения. Люминесценция.

22.Оптический квантовый генератор (лазер). Принцип действия и применение.

23.Естественная радиоактивность. Закон радиоактивного распада.

24.Закономерности α-, β- и γ-распадов.

25.Экспериментальные методы ядерной физики: счетчики частиц, трековые камеры, ускорители заряженных частиц.

26.Состав ядра. Нуклоны. Заряд и массовое число ядра. Модели ядра.

27.Энергия связи ядра. Устойчивость ядер.

28.Изотопы. Искусственные превращения ядер.

29.Теория Дирака. Частицы и античастицы.

30.Ядерные реакции. Деление ядер. Цепная реакция.

31.Атомные реакторы. Проблемы атомной энергетики.

32.γ-излучение. Эффект Мессбауэра.

33.Реакции синтеза, проблема управляемого термоядерного синтеза.

34.Кварковая модель строения адронов. Космические лучи.

35.Элементарные частицы и их характеристики. Классификация элементарных частиц.

36.Фундаментальные взаимодействия. Обменный характер фундаментальных взаимодействий.

20