Оптика, атомная физика

1. Цель и задачи освоения дисциплины
Цель дисциплины:
Формирование представлений
 о физической теории как инструменте анализа явлений живой и неживой
природы, возможностях применения фундаментальных законов физики
для объяснения свойств и поведения сложных многоатомных систем,
включая биологические объекты;
 о физических методах исследований (в том числе, методах физикохимического анализа, радиоизотопных исследований и методах изучения
механизмов действия ионизирующих излучений на биологические
объекты);
 о физических принципах работы современных технических устройств.
Овладение
 основными принципами и законами физики;
 основами техники лабораторного эксперимента; его технического
обеспечения;
 методами наблюдения и экспериментального исследования, практики и
планирования физического эксперимента;
 системой физических знаний и умений, необходимых для изучения
смежных дисциплин (атомная физика, биофизика, медицинская
электроника и информатика, физическая химия и многие другие) и для
применения в научно-исследовательской и практической деятельности.
Задачи дисциплины:
Ознакомить с основными принципами и законами физики, их математическим
выражением.
Дать представление:
 о физических методах исследований (в том числе, об
использовании
методов
физико-химического
анализа,
радиоизотопных исследований и методах изучения механизмов
действия ионизирующих излучений на биологические объекты);
 о границах применимости физических моделей и гипотез.
Обучить:
 правильно выражать физические идеи, количественно формулировать и
решать типовые физические задачи, применять их в прикладных областях;
 представлять графически и аналитически результаты экспериментальных
измерений и интерпретировать их;
 вычислять погрешности прямых и косвенных измерений физических
величин.
2. Место дисциплины в структуре ООП
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по
направлению подготовки 30.05.01 Медицинская биохимия.
Дисциплина входит в математический, естественно-научный и медикобиологический цикл и является обязательной для изучения. Для изучения
дисциплины студент должен знать основы математического анализа, включая
базовые понятия аналитической геометрии, функции и пределы,
дифференциальное и интегральное исчисление, основы векторного анализа,
включая дифференциальные операторы; основные понятия и законы механики
и
электричества,
свойства
электромагнитных
волн,
поведение
электромагнитных волн на границе раздела диэлектриков, поведение
электрических и магнитных полей в диэлектриках, колебания осциллятора
Данная дисциплина является предшествующей для дисциплин "Общая и
медицинская биофизика", «Физическая химия», "Медицинская электроника",
«Клиническая лабораторная диагностика» и др.
3. Требования к уровню освоения содержания дисциплины
Компетенции, формируемые в результате освоения дисциплины:
Коды
формируемых
Компетенции
компетенций
Общекультурные компетенции
ОК-№1,
Способность и готовность использовать на практике методы
естественных наук в различных видах профессиональной
деятельности
ОК-№5
Способность
и
готовность
к
логическому
и
аргументированному,
редактированию
текстов
профессионального содержания
Профессиональные компетенции
ПК -№1
Способность и готовность выявлять естественнонаучную
сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной
деятельности, анализировать результаты естественнонаучных
исследований
ПК-№2,
Способность и готовность к анализу медицинской информации
при помощи системного подхода, к восприятию инноваций в
целях
совершенствования
своей
профессиональной
деятельности, к использованию полученных теоретических,
методических знаний и умений по фундаментальным
естественнонаучным
дисциплинам
в
научноисследовательской, лечебно-диагностической, педагогической
и др. видах работ
ПК-№23
Способность и готовность пользоваться измерительными
приборами
электрических
величин,
оптическими
измерительными приборами, генераторами гармонических и
импульсных сигналов
В результате изучения дисциплины студент должен
знать:
 основные явления и законы оптики и атомной физики, физики волновых
явлений;
 современное состояние оптики и атомной физики, в том числе приложения в
области медицины;
 физические основы функционирования медицинской аппаратуры,
устройство и назначение медицинской аппаратуры, и принципы ее работы;
 принцип действия, область применения аппаратуры, представленной в
лабораторном практикуме, методику проведения измерений;
 технику безопасности при работе с аппаратурой;
уметь:
 решать физические задачи, строить физические модели изучаемых явлений и
давать их теоретическую интерпретацию;
 выбирать экспериментальные методы, адекватные поставленной задаче;
 грамотно планировать и проводить эксперимент; обрабатывать
экспериментальные результаты;
 пользоваться современной аппаратурой для оптических, спектроскопических
и радиологических измерений.
владеть:
 методами работы с аппаратурой для оптических, спектроскопических и
радиологических измерений;
 приемами измерений основных физических параметров различных объектов,
в том числе медико-биологических.
4. Объем дисциплины и виды учебной работы:
Общая трудоемкость дисциплины составляет 7 зачетных единиц.
Всего часов
Семестр
Аудиторные занятия (всего)
В том числе:
Лекции (Л)
Практические занятия (ПЗ)
Семинары (С)
Лабораторные практикумы (ЛП)
Клинические практические занятия (КПЗ)
Самостоятельная работа (всего)
Экзамен
144
1,2
Общая трудоемкость (час.)
252
Вид учебной работы
48
96
72
36
2
5. Содержание дисциплины:
5.1. Содержание разделов дисциплины
№ Наименование раздела
Содержание раздела
п/п дисциплины
1
2
3
1
Оптика. Геометрическая Основные понятия и законы геометрической
оптика
оптики.
Оптические системы: сферическая
поверхность и зеркала и их характеристики;
линзы и их характеристики. Связь
оптических и геометрических оптических
систем. Сложение оптических систем.
Глаз как ОС. Дефекты зрения.
Построение изображений в оптических
системах и оптических приборах.
Увеличение ОП.
2
Оптика. Волновая оптика Электромагнитная природа света. Уравнение
волны. Энергия электромагнитной волны.
Интенсивность.
Интерференция света, способы получения
когерентных волн. Характеристика
интерференционных картин: распределение
интенсивности, ширина интерференционной
полосы, ее расположение на экране.
Временная и пространственная
когерентность света.
Дифракция света. Дифракция на различных
неоднородностях. Распределение
интенсивности. Метод зон Френеля и
векторных диаграмм в дифракциях Френеля
и Фраунгофера.
Поляризация света. Различные виды
поляризованного света. Поляризационные
устройства. Вращение плоскости
поляризации.
3
Оптика. Взаимодействие Дисперсия света. Фазовая и групповая
ЭМВ с веществом
скорости. Элементарная теория дисперсии.
Поглощение света. Рассеяние света.
4
Оптика. Фотометрия
Основные понятия и законы фотометрии
5
Оптика. Квантовая
Тепловое излучение и его законы.
теория излучения
Оптическая пирометрия. Источники света.
Рентгеновское излучение: тормозное и
характеристическое. Поглощение
рентгеновских лучей их рассеяние.
Дифракция рентгеновских лучей.
6
Оптика. Действия света
7
Атомная физика.
Волновые свойства
микрочастиц
Атомная физика.
Боровская теория атома
8
9
Атомная физика.
Квантово-механическая
теория водородного
атома
10
Атомная физика.
Многоэлектронные
атомы.
11
Атомная физика.
Молекулы
12
Элементы физики
атомного ядра.
Фотоэффект. Внешний фотоэффект.
Основные закономерности внешнего
фотоэффекта.
Давление света.
Теория эффекта Комптона, элементарные
акты рассеяния и законы сохранения.
Волны Луи-де-Бройля. Опыты Дзвисона и
Джермера.
Опыты по рассеянию α-частиц. Ядерная
модель атома. Постулаты Бора.
Элементарная теория водородоподобного
атома. Закономерности атомных спектров.
Уравнение Шредингера. Квантовомеханическое описание движения
микрочастиц. Свойства волновой функции.
Частица в бесконечно глубокой одномерной
потенциальной яме. Атом водорода.
Принцип Паули. Распределение электронов в
атоме по состояниям. Периодическая система
элементов Д. И. Менделеева. Рентгеновские
спектры.
Молекулы: химические связи, понятие об
энергетических уровнях. Молекулярные
спектры.
Лазеры и их применение.
Состав и характеристика атомного ядра.
Масса и энергия связи ядра.
Ядерные силы. Радиоактивность. Основные
типы радиоактивности. Дозиметрия
5.2. Разделы дисциплин и виды занятий
№
п/п
Наименование раздела
дисциплины
1
1
2
Оптика. Геометрическая
оптика
Оптика. Волновая оптика
Оптика. Дисперсия света.
Поглощение света
Оптика. Фотометрия
Итого. Оптика
Оптика. Квантовая теория
излучения
Оптика. Действия света
Атомная физика. Волновые
свойства микрочастиц
Атомная физика. Боровская
теория атома
Атомная физика.
Квантовомеханическая
теория водородного атома
Атомная физика.
Многоэлектронные атомы.
Атомная физика. Молекулы
Элементы физики атомного
ядра.
Итого. Атомная физика
Общая трудоемкость (час.)
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
СРС
Всего
часов
16
4
32
24
6
42
20
20
24
8
48
6
36
14
108
6
12
4
22
8
10
18
2
2
4
2
4
6
6
6
2
6
8
2
4
12
18
2
4
20
26
24
48
48
96
36
72
108
216
Л
ПЗ С
12
12
Л
П
КП
З
6. Интерактивные формы проведения занятий
№
п/п
1.
2.
Наименование раздела
дисциплины
Оптика. Геометрическая оптика
Интерактивные формы
проведения занятий
Дискуссия на примере
решения задач по темам
«методы расчета
оптических систем»,
«глаз как оптическая
система»
Оптика. Волновая оптика
Дискуссия на примере
решения задач по темам
«интерференция света»,
«поляризация света»
Итого (час.)
Итого (% от аудиторных занятий)
Длительн
ость
(час.)
4
4
8
5,5%
7. Внеаудиторная самостоятельная работа студентов
№
п/п
Наименование раздела
дисциплины
1.
Оптика. Геометрическая
оптика
2.
Оптика. Волновая оптика
3.
Оптика. Дисперсия света.
Поглощение света
4.
Оптика. Фотометрия
5.
Оптика. Квантовая теория
излучения
6.
Атомная физика. Молекулы
7.
Элементы физики атомного
ядра.
Виды
самостоятельной
работы
Практ. инд. задание по
теме «Построения в
оптических системах».
Решение задач по теме
«Глаз как ОС».
Практическая работа
по решению задач
Изучение
теоретического
материала
Изучение
теоретического
материала.
Решение задач по теме.
Изучение
теоретического
материала по теме
«Опт. пирометрия»
Изучение теор.
материала по темам
«лазеры», «лазерная
терапия», «лазерная
диагностика биол.
объектов»
Изучение
теоретического
материала по темам
«радиоактивное
излучение, применение
в медицине»,
Формы
контроля
Проверка
инд.задания.
Тестирование.
Контр.работа.
Экзамен.
Тестирование.
Контр.работа.
Экзамен.
Проверка
конспекта.
Проверка
конспекта.
Обсуждение
задач на ПЗ.
Тестирование.
Экзамен
Проверка
конспекта.
Проверка
конспекта.
Проверка
презентации
рефератов.
Проверка
конспекта.
Проверка
презентации
рефератов.
8. Формы контроля
8.1. Формы текущего контроля
 Контрольные работы
№
Тема
Семестр
1. Оптика. Геометрическая оптика
3
2. Оптика. Волновая оптика
3
3. Атомная физика.
4
Предлагаемые студентам варианты контрольных работ содержат теоретические
вопросы и практические задания:

Определения физических понятий и величин (оценивается в 2 балла);

Формулировки физических законов, правил, свойств (оценивается в 2
балла);

Доказательства свойств, вывод формул (оценивается в 5 баллов);

Практические задания (оценивается по сложности).
Итоговая оценка выставляется следующим образом:

70% от общей суммы баллов – оценка «удовлетворительно»,

80% - «хорошо»;

90% - «отлично».
Сумма баллов, накопленная студентом при выполнении текущих контрольных
работ, дает право студенту зачесть результат в качестве экзаменационной
оценки.
 Тестирование
 Проверка конспектов по темам, предложенным для
самостоятельного изучения
8.2. Формы промежуточной аттестации (экзамен)
Этапы проведения экзамена:
1 этап - текущее тестирование на практических занятиях;
2 этап - письменные контрольные работы;
3 этап - письменная экзаменационная работа.
Вопросы к экзамену приводятся в 4 разделе Учебно-методического
комплекса дисциплины «Средства оценки компетенций».
9. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
Список учебной литературы к изучению курса состоит из двух
частей: основной и дополнительной.
9.1. Основная литература
1. Трофимова Т.И. Краткий курс физики : [учеб. пособие для вузов]/ Т.
И. Трофимова. -7-е изд., стер.. -М.: Высш.шк., 2009. -351,[1] с
2. Антонов, Валерий Федорович. Физика и биофизика. Курс лекций для
студентов медицинских вузов : учеб. пособие для студентов мед. вузов
/ В. Ф. Антонов, А. В. Коржуев. - 3-е изд., перераб. и доп. - М. :
ГЭОТАР-Медиа, 2010. - 236 с.
3. Физика и биофизика : учеб. для студентов мед. вузов / под ред. В. Ф.
Антонова. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2008. - 472, [6] с. : ил., [2] л. цв. ил. Библиогр.: с. 473
4. Лабораторный практикум по физике / Сев. гос. мед. ун-т; сост.: Н.
Я. Ушакова, А. В. Тарасова. - Архангельск : СГМУ Ч.3 :
Электричество и магнетизм. Оптика. Атомная физика / сост. О. Ю.
Ешевский. - Архангельск : СГМУ, 2009. - 45 с. - Библиогр.: с.45
5. Антонов В. Ф. Физика и биофизика: краткий курс [Электронный
ресурс] : учеб. пособие В. Ф. Антонов, А. В. Коржуев. - М.: ГЭОТАРМедиа, 2011. - 288 с.: ил., вкл. цв. ил. Режим доступа:
http://www.studmedlib.ru/book/ISBN9785970420430.html?SSr=08013302
a5082c67e8ff55c
6. Волькенштейн, Валентина Сергеевна. Сборник задач по общему
курсу физики: Для студентов техн. вузов / В.С. Волькенштейн. - 3-е
изд.,испр.и доп. - СПб. : Книж.мир, 2003. - 327 с
9.2. Дополнительная литература
1. Бордовский Г.А., Бурсиан Э.В. Общая физика: Курс лекций с
компьютерной поддержкой:.: Учеб. пособие для студентов вузов: В 2 т.
/ Г.А. Бордовский, Э.В. Бурсиан. – М.: ВЛАДОС-ПРЕСС, 2001. Т.2.–
296с.: ил.
2. Кингсеп А.С., Локшин Г.Р., Ольхов О.А. Основы физики: Курс
общей физики: Учебн. в 2 т.: Т.1. Механика, электричество и
магнетизм, колебания и волны, волновая оптика / Под ред.
А.С.Кингсепа. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2001. –560с.
3. Белонучкин Ю.В., Заикин Д.А., Ципенюк Ю.М. Основы физики:
Курс общей физики: Учебн. в 2 т.: Т.2. Квантовая и статистическая
физика / Под ред. Ю.М.Ципенюка. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2001. –504с.
4. Савельев И. В. Курс общей физики (комплект из 4 книг). Изд-во
КноРус, - 2009. - 1856с.
5. Методические указания, созданные автором
9.3. Программное обеспечение и Интернет ресурсы
OS Windows XP (или OS Linux Mandriva 2010, Vista, 7), набор офисных
программ MS Office 2003, 2007 (или OpenOffice.org), Интернет поисковики
Explorer, или FireFox, Opera, базы данных medline, pubmed и др.или другие,
внутри университетские программные средства для контроля знаний.
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Перечень используемого лабораторного оборудования: выпрямитель В-24;
электронный вольтметр В7-16А; реостаты, магазины сопротивлений (типа Р-32,
Р-33); амперметры, вольтметры; микроскопы; фотоэлемент; дозиметр ДБГ-01Н;
осветитель; гониометр; зрительная труба; монохроматор УМ-2.
Использование на занятиях наглядных пособий
методические пособия кафедры и созданные автором).
(таблицы
и
11. Оценка студентами содержания и качества учебного процесса по
дисциплине
Анкета-отзыв на дисциплину «физика» (анонимная)
Просим Вас заполнить анкету-отзыв по прочитанной дисциплине
«Механика. Электричество». Обобщенные данные анкет будут использованы
для ее совершенствования. По каждому вопросу поставьте соответствующие
оценки по шкале от 1 до 10 баллов (обведите выбранный Вами балл). В случае
необходимости впишите свои комментарии.
1. Насколько Вы удовлетворены содержанием дисциплины в целом?
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Комментарий____________________________________________________
________________________________________________________________
2. Насколько Вы удовлетворены общим стилем преподавания?
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Комментарий____________________________________________________
________________________________________________________________
3. Как Вы оцениваете
методических материалов?
качество
подготовки
предложенных
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Комментарий_____________________________________________________
_________________________________________________________________
4. Насколько вы удовлетворены использованием преподавателем
активных методов обучения (моделирование процессов, кейсы, интерактивные
лекции и т.п.)?
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Комментарий______________________________________________________
__________________________________________________________________
5. Какой из разделов дисциплины Вы считаете наиболее полезным,
ценным с точки зрения дальнейшего обучения и / или применения в
последующей практической деятельности?
____________________________________________________________________
________________________________________________________________
6. Что бы Вы предложили изменить в методическом и содержательном
плане для совершенствования преподавания данной дисциплины?
____________________________________________________________________
________________________________________________________________
СПАСИБО!
Автор (ы):
Занимаемая должность
доцент
Фамилия, инициалы
Ушакова Н.Я.
Подпись
Рецензент (ы):
Место работы
Занимаемая должность
Фамилия,
инициалы
Подпись
Приложение 2
Тематический план лекций
Учебная дисциплина – оптика
Направление подготовки – 30.05.01 Медицинская биохимия
Семестр – 3
Курс –2
№
лекц.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Тема лекции
Геометрическая оптика (ГО). Основные понятия и законы
геометрической оптики. Абсолютный и относительный показатели
преломления. Явление полного внутреннего отражения, его
применение. Дисперсия света. Характеристики дисперсии.
ГО. Основные понятия. Сферическая поверхность как простейшая
оптическая система (формула ее). Условие гомоцентричности
светового пучка. Формула линзы. Оптическая сила, фокусы линзы.
Построение изображений в тонких линзах.
ГО. Общая теория центрированных ОС. Характеристики ОС.
Формула ОС. Расчет положений кардинальных элементов.
Построение изображений в ОС.
ГО. Сложение оптических систем. Аберрации ОС.
ГО. Глаз как ОС. Очки. Оптические приборы. Лупа, ее увеличение.
Микроскоп.
Волновая оптика (ВО). ГО как предельный случай волновой. Свет
как ЭМВ. Свойства волн оптического диапазона. Уравнение
световой волны. Излучение электрического диполя.
ВО. Интерференция света. Суперпозиция волн (метод векторных
диаграмм). Когерентность волн. Явление интерференции света.
Условие интерференции. Условие максимумов и минимумов
интенсивности света. Оптическая разность хода. Методы получения
когерентных волн (пространственное и амплитудное деление
волны). Методы наблюдения интерференции. Расчет картины
интерференции от двух точечных источников (опыт Юнга).
ВО. Интерференция света. Анализ картины интерференции в
тонких пленках (плоскопараллельная пленка, установка кольца
Ньютона). Применение явления интерференции.
ВО. Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон
Френеля. Метод векторных диаграмм. Дифракция Френеля на
круглом отверстии (расчет дифракционной картины).
ВО. Дифракция Фраунгофера на щели, на дифракционной решетке
(расчет дифракционной картины). Дифракционная решетка как
спектральный прибор. Дифракционная природа оптического
изображения. Разрешающая способность оптического прибора.
ВО. Поляризация как явление и качественная характеристика
Кол
.
час
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
световой волны. Виды поляризованного света. Степень
поляризации. Излучение электрического диполя. Получение
поляризованного света. Анализ линейно - и частично
поляризованного света на основе закона Малюса.
12 ВО. Поляризация света при отражении и преломлении. Закон
Брюстера. Вращение плоскости поляризации. Применение
поляризации.
ИТОГО
2
24
Тематический план лекций
Учебная дисциплина – атомная физика.
Направление подготовки – 30.05.01 Медицинская биохимия
Семестр – 4
Курс –2
№
Кол
Тема лекции
лекц.
.час
1
Квантовая теория излучения. Тепловое излучение и его законы.
2
2
Квантовая теория излучения. Оптическая пирометрия. Источники
2
света.
Тормозное рентгеновское излучение.
3
Квантовая теория излучения. Поглощение рентгеновских лучей их
2
рассеяние. Дифракция рентгеновских лучей.
4
Действия света. Фотоэффект. Внешний фотоэффект. Основные
2
закономерности внешнего фотоэффекта.
5
Действия света. Давление света.
2
6
Действия света. Теория эффекта Комптона, элементарные акты
2
рассеяния и законы сохранения.
7
Атомная физика. Волновые свойства микрочастиц. Волны Луи-де2
Бройля. Опыты Дзвисона и Джермера.
8
Атомная физика. Боровская теория атома. Опыты по рассеянию α2
частиц. Ядерная модель атома. Постулаты Бора. Элементарная
теория водородоподобного атома.
9
Атомная физика. Боровская теория атома. Закономерности
2
атомных спектров.
10 Атомная физика. Многоэлектронные атомы. Принцип Паули.
2
Распределение электронов в атоме по состояниям. Периодическая
система элементов Д. И. Менделеева. Рентгеновские спектры.
11 Атомная физика. Молекулы. Молекулы: химические связи, понятие
2
об энергетических уровнях. Молекулярные спектры. Лазеры и их
применение.
12 Элементы физики атомного ядра. Состав и характеристика атомного 2
ядра. Масса и энергия связи ядра. Ядерные силы. Радиоактивность.
Основные типы радиоактивности. Дозиметрия.
ИТОГО
24
Рассмотрено на заседании кафедры медицинской и биологической физики
"___"_____________ 20 г.
протокол № ____________
Приложение 3
Тематический план практических занятий
Учебная дисциплина – оптика
Направление подготовки – 30.05.01 Медицинская биохимия
Семестр – 3
Количество часов, отведенное на курс, цикл – 48 час.
Курс –3
Кол
Тема занятия
.
час
1 Геометрическая оптика (ГО). Законы отражения и преломления.
2
Явление полного внутреннего отражения. Сферическое зеркало.
2 ГО. Сферическая поверхность. Тонкая линза. Построение
2
изображений
3 ГО. Общая теория центрированных ОС. Формула ОС.
2
4 ГО. Расчет кардинальных элементов. Построение изображений в
2
ОС.
5 ГО. Глаз. Дефекты зрения.
2
6 ГО. Оптические приборы.
2
7 Контрольная работа по теме «Геометрическая оптика»
2
8 Волновая оптика (ВО). Интерференция света от двух точечных
2
источников.
9 ВО. Интерференция в тонких пленках.
2
10 ВО. Дифракция Френеля.
2
11 ВО. Дифракция Фраунгофера.
2
12 ВО. Дифракционная решетка как спектральный прибор.
2
Разрешающая способность ОП и глаза
13 ВО. Поляризация света. Степень поляризации. Закон Малюса.
2
Закон Брюстера. Вращение плоскости поляризации.
14 Контрольная работа по теме «Волновая оптика»
2
15 Фотометрия.
2
Лабораторный практикум
18
ИТОГО
48
№
зан.
Тема и содержание занятий лабораторного практикума
Оптика.
1).
2).
3).
4).
5).
6).
7).
8).
9).
Примерный перечень предлагаемых лабораторных работ:
Определение фотометрических и экономических характеристик
электрической лампы накаливания.
Определение показателя преломления вещества
Определение фокусных расстояний тонких линз
Изучение оптических приборов
Изучение явления интерференции.
Изучение дифракции Френеля.
Изучение дифракции Фраунгофера.
Определение разрешающей способности человеческого глаза.
Изучение прохождения света через систему «поляризатор – анализатор».
Тематический план практических занятий
Учебная дисциплина – атомная физика
Направление подготовки – 060601 Медицинская биохимия
Семестр – 4
Количество часов, отведенное на курс, цикл – 48 час.
Курс –2
№
зан
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Тема занятия
Квантовая теория излучения. Тепловое излучение и его законы.
Квантовая теория излучения. Тепловое излучение и его законы
(продолжение).
Квантовая теория излучения. Оптическая пирометрия.
Квантовая теория излучения. Оптическая пирометрия. Источники
света (продолжение).
Квантовая теория излучения. Тормозное рентгеновское излучение.
Квантовая теория излучения. Поглощение рентгеновских лучей,
их рассеяние. Дифракция рентгеновских лучей.
Действия света. Фотоэффект. Основные закономерности
внешнего фотоэффекта.
Действия света. Давление света.
Действия света. Эффект Комптона.
Атомная физика. Волновые свойства микрочастиц. Волны Луи-деБройля.
Атомная физика. Боровская теория атома. Элементарная теория
водородоподобного атома. Закономерности атомных спектров.
Атомная физика. Квантово-механическая теория водородного
атома. Уравнение Шредингера.
Атомная физика. Квантово-механическая теория водородного
атома. Уравнение Шредингера (продолжение).
Атомная физика. Квантово-механическая теория водородного
атома. Уравнение Шредингера (продолжение).
Кол
.
час
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Атомная физика. Многоэлектронные атомы. Описание состояния
электронов в атоме.
16 Характеристическое рентгеновское излучение, его
закономерности.
17 Элементы физики атомного ядра. Состав и характеристика
атомного ядра. Масса и энергия связи ядра. Радиоактивность.
Основные типы радиоактивности. Дозиметрия.
18 Элементы физики атомного ядра. Радиоактивность. Основные
типы радиоактивности. Дозиметрия.
19 Контрольная работа.
Лабораторный практикум
ИТОГО
15
2
2
2
2
10
48
Тема и содержание занятий лабораторного практикума
Атомная физика
Примерный перечень предлагаемых лабораторных работ:
1). Градуировка спектрального аппарата и качественный спектральный
анализ.
2). Изучение явления внешнего фотоэффекта.
3). Изучение спектра атома водорода.
4). Изучение рентгеновского излучения.
5). Основы дозиметрии.
Приложение 4
Вопросы к экзамену по оптике, атомной физике
Оптика
I.
Дайте определения
следующих понятий:
Волновая оптика
1. электромагнитной волны;
2. монохроматической волны;
3. линейчатого спектра;
4. сплошного спектра;
5. полностью когерентных волн;
6. частично-когерентных волн;
7. некогерентных волн;
8. явления интерференции;
9. ширины интерференционной
полосы;
10. дифракции света (по условию
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Дайте определения
физических величин:
Волновая оптика
интенсивности волны;
потока энергии;
плотности потока энергии;
поляризации (поляризованности);
степени поляризации;
удельного вращения вещества;
относительного удельного вращения
вещества (раствора);
Геометрическая оптика
1. линейного поперечного увеличения ОС;
возникновения);
11. дифракции света (по условию
проявления);
12. дифракционной решетки;
13. явления поляризации;
14. естественного света;
15. линейно поляризованного света;
16. частично поляризованного
света;
17. поляризатора, анализатора;
18. оси поляризатора (анализатора);
19. угла Брюстера;
20. оптически активного вещества;
Геометрическая оптика
1. светового луча;
2. светового пучка;
3. гомоцентрического светового
пучка;
4. оптической системы;
5. идеальной ОС;
6. центрированной ОС;
7. оптического центра;
8. изображения точки;
9. действительного (мнимого)
изображения;
10.собирающей (рассеивающей)
ОС;
11.кардинальных элементов ОС
(фокусов,узл.точек)
12.оптического прибора;
13.микроскопа;
14.явления полного внутреннего
отражения
15.предельного угла полного
внутреннего отражения
линейного продольного увеличения ОС;
углового увеличения ОС;
оптической силы;
углового увеличения оптического
прибора;
6. угла зрения глаза;
7. разрешающей способности глаза;
8. расстояния наилучшего зрения;
2.
3.
4.
5.
II. Cформулируйте:
Волновая оптика
1. физический смысл вектора
Умова-Пойтинга;
2. сущность метода векторных
диаграмм (при исследовании
интерференции света);
3. условия интерференции;
Геометрическая оптика
1. закон прямолинейного распространения
света;
2. закон отражения света;
3. закон преломления света;
4. физический смысл относительного
показателя преломления двух сред;
4. условия когерентности волн;
5. условие максимума (минимума)
при интерференции двух
волн;
6. принцип Гюйгенса- Френеля;
7. сущность метода зон Френеля;
8. сущность метода векторных
диаграмм (при исследовании
дифракции света);
9. условие максимума (минимума)
при дифракции Френеля;
10. закон Малюса;
11. закон Брюстера;
12. закон Био;
5. физический смысл абсолютного
показателя преломления среды;
6. условия возникновения полного
внутреннего отражения;
7. физический смысл предельного угла
полного внутреннего отражения;
8. правила построения изображений в
центрированной ОС;
9. правила построения изображений в
тонких линзах.
III. Доказательства и выводы:
Волновая оптика
1. Используя закон сохранения энергии получите выражение для объемной
плотности энергии ЭМВ. Получите связь E  vB .

2. Получите выражение для модуля вектора Умова - Пойтинга S  E  H .



Обоснуйте переход к векторной форме записи S  E  H .
3. Используя метод векторных диаграмм, получите выражение для расчета
квадрата амплитуды результирующего колебания при суперпозиции двух
световых волн в точке наблюдения. Выведите условие максимумов и
минимумов интерференции.
4. Получите условие когерентности двух световых волн.
5. Получите связь между оптической разностью хода и разностью фаз при
интерференции двух световых когерентных волн. Выведите условия
максимумов и минимумов, используя полученную связь.
6. Получите формулу для расчета оптической разности хода двух волн в опыте
Юнга.
7. Получите формулу для расчета ширины интерференционной полосы в опыте
Юнга. Покажите равенство ширины интерференционного максимума и
минимума.
8. Получите формулу для расчета оптической разности хода двух волн при
интерференции в тонкой пленке.
9. Получите формулу для расчета оптической разности хода двух волн при
интерференции в установке «кольца Ньютона».
10. Используя метод зон, покажите независимость площади зоны Френеля от ее
номера. Получите формулу для расчета площади одной зоны Френеля (для
случаев, когда точечный источник света находится на конечном и
бесконечном расстоянии от точки наблюдения).
11. Используя метод зон Френеля, получите условия максимумов и минимумов
при дифракции на круглом отверстии.
12. Используя определение степени поляризации света и закон Малюса,
получите выражение P 
I max  I min
для частично поляризованного света.
I max  I min
Рассмотрите частные случаи для естественного и линейно поляризованного
света.
13. Получите закон Брюстера.
Геометрическая оптика
1. получите связь между абсолютными и относительным показателями сред;
2. получите формулу для расчета предельного угла полного внутреннего
отражения;
3. выведите формулу преломления на сферической поверхности;
4. используя формулу преломления на сферической поверхности, получите
формулы для расчета координат ее фокусов;
5. используя формулу преломления на сферической поверхности, законы
отражения и преломления, получите формулу сферического зеркала.
6. используя формулу преломления на сферической поверхности, получите
формулу тонкой линзы;
7. используя формулу тонкой линзы, получите выражения для расчета
оптической силы и координат фокусов тонкой линзы;
8. выведите формулу Ньютона для ЦОС;
9. выведите формулу оптической системы;
10.выведите формулу углового увеличения микроскопа.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Атомная физика
I.
Дайте определения следующих понятий и величин
Электромагнитного
1. Энергетических характеристик излучения
излучения;
(потока энергии излучения  e ; спектральной
Приемника энергии
плотности потока излучения  e ; объемной
излучения;
плотности энергии U e ; спектральной
Эффективного потока
излучения;
плотности объемной плотности энергии (по
Теплового излучения;
шкале  , , ); излучательности M e ;
Черного (серого, белого) тела;
спектральной плотности излучательности (по
Люминесценции;
шкале  , , ); силы излучения I e ;
Явления фотоэлектронной
лучистости излучающей поверхности Le ;
эмиссии;
Красной границы
облученности поверхности Ee ) и единиц их
фотоэффекта.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
измерения;
Спектральной чувствительности приемника;
Относительной спектральной
чувствительности приемника;
Спектральной световой эффективности
потока излучения;
Фотометрических характеристик (светового
потока; светимости; силы света; яркости;
освещенности) и единиц их измерения;
Коэффициента поглощения  (отражения 
и пропускания  );
Спектрального коэффициента поглощения
(отражения и пропускания).
II.
Сформулируйте:
1. Закон Кирхгофа для теплового излучения.
2. Физический смысл универсальной функции f (  , t ) .
3. Закон Стефана – Больцмана.
4. Первый закон смещения Вина.
5. Второй закон смещения Вина.
6. Закон Столетова для ФЭЭ.
7. Механизм белого рентгеновского излучения.
8. Сущность эффекта Комптона.
9. Гипотезу де Бройля.
10.
Постулаты Бора.
III. Доказательства
1. Получите связь между характеристиками M e и M e ;( M e и M e ; M e и
M e ).
 3
2. Используя формулу Планка f (  , t ) 

4 2 c 2
1

kT
, покажите
e 1
справедливость закона Стефана - Больцмана. Получите значение

x 3 dx  4

постоянной . (Указание:  x
.)
15
0 e 1
 3
1
3. Из формулы Планка f (  , t ) 
, записанной в шкале ,

4 2 c 2 kT
e 1
получите вид функции распределения излучательности черного тела по
длинам волн.
4. Исходя из фотонной теории света, покажите справедливость закона
Столетова для фотоэлектронной эмиссии.
5. Используя уравнение Эйнштейна, обоснуйте наличие красной границы
фотоэффекта.
6. Исходя из фотонной теории света, получите формулу
пад
pф  N ф
Р св 
 ( 1     ) для расчета давления света при нормальном
 t S
его падении на облучаемую поверхность.
7. Исходя из фотонной теории света, получите формулу для расчёта
давления света на зачерненную поверхность, если задана плотность
потока фотонов. Свет падает нормально.
8. Исходя из фотонной теории света, получите формулу для расчета
светового давления на идеально отражающую поверхность, если задана
плотность потока фотонов. Свет падает нормально.
пад
pф  N ф
 ( 1     ) для расчета светового
9. Исходя из формулы Р св 
 t S
давления, выраженного через плотность потока фотонов, выразите рсв
через величину объемной плотности энергии.
10. Докажите, что свободный электрон не может поглотить фотон.
11. Исходя из квантовых представлений, обоснуйте (и получите формулу)
наличие коротковолновой границы сплошного рентгеновского спектра.
12. Основываясь на квантовых представлениях, получите формулу для
расчета величины комптоновского смещения при рассеянии
рентгеновского излучения на свободном покоящемся электроне.
13. Основываясь на квантовых представлениях, получите формулу для
расчета величины комптоновского смещения при рассеянии
рентгеновского излучения на релятивистском электроне.
14. Основываясь на постулатах Бора, выведите формулу для расчета
1
2 1 2
радиусов rn  (
)
  n разрешенных орбит
1
me 2 z
4 0
водородоподобных атомов.
15. Основываясь на постулатах Бора, выведите формулу для расчета
разрешенных значений энергии стационарных состояний
1 1 2 me 4 2 1
En   (
)  2  z  2 водородоподобных атомов.
2 4 0

n
16. Используя формулу для расчета энергий стационарных состояний
1 1 2 me 4 2 1
( En   (
)  2  z  2 ), получите обобщенную сериальную
2 4 0

n
формулу Бальмера.
Рассмотрено на заседании кафедры медицинской и биологической физики
"___"_____________ 20 г.
протокол № ____________
Список методических разработок для студентов
по дисциплине ОПТИКА, АТОМНАЯ ФИЗИКА
1. Ушакова Н.Я., Ешевский О.Ю., Тарасова А.В. Лабораторный
практикум по физике. Часть 3. Электричество и магнетизм. Оптика.
Атомная физика. Метод. указания. СГМУ. Архангельск, 2009. – 47с.
2. Интерференция света (лекция).
3. Интерференция света (решение задач).
4. Поляризация света (лекция).
5. Поляризация света (подборка задач).
6. Дифракция света (лекция).
7. Дифракция света (подборка задач).
8. Сферическая поверхность. Линзы (лекция).
9. Линзы (подборка заданий на построения).
10.Общая теория центрированных систем (лекция).
11.Оптические приборы (лекция).
12.Оптические системы (лекция).
13.Оптические системы (решение задач).
14.Законы отражения и преломления света (решение задач).
15.Глаз. Дефекты зрения (решение задач).
16.Фотометрия (лекция)
17.Фотометрия (решение задач).
18.Тепловое излучение (решение задач).
19.Давление света (решение задач).
20.Белое рентгеновское излучение (решение задач).
21.Дифракция рентгеновских лучей (решение задач).
22.Эффект Комптона. Гипотеза де Бройля. Теория Бора (подборка задач)
23.Фотоэлектронная эмиссия (решение задач).
24.Простейшие задачи квантовой механики. Уравнение Шредингера
(теоретическая разработка).
АТТЕСТАЦИОННЫЕ ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ
МАТЕРИАЛЫ
по физике
для специальности
30.05.01 «Медицинская биохимия»
Содержание АПИМ
1.
2.
3.
4.
5.
Спецификация АПИМ
Содержательная структура АПИМ
Инструкция по проведению педагогических измерений
Варианты тест-билетов
Инструкция по оценке заданий (ключи ответов)
3
4
5
6
21
Спецификация АПИМ
Название учебной дисциплины
Название цикла дисциплин
Физика
Естественно-научных дисциплин
Коды и наименования направлений
подготовки (специальностей), для
которых возможно использование
АПИМ
Количество заданий в тест-билете
Количество вариантов тест-билетов
Форма заданий тест-билета
060112.65 «Медицинская биохимия»
Время выполнения тест-билета
Реквизиты разработчиков
Год разработки АПИМ
29
2
Тест состоит из заданий с выбором
одного ответа из 4-х предложенных.
Тип заданий – закрытый.
120 минут
Ушакова Н.Я. – к. ф.-м. н., доцент
кафедры медицинской и
биологической физики.
Раб. тел. 65-44-85
Дом. тел. 29-00-27
2009 г.
Структура АПИМ дисциплины «Физика »
(для специальности 30.05.01 «Медицинская биохимия»
№
п./
п
Наименование
дидактической
единицы
дисциплины
Наименование темы
задания
1
2
3
Таблица 1
Объем
Требования ГОС
содерж к уровню подготовки
ания
Степень
Уровень
ДЕ
усвоени
деятель(часов
я ДЕ
ности при
по
контроле
програ
мме)
4
5
6
1
2
3
4
5
6
Механика
Механические
колебания и
волны
Молекулярная
физика и
термодинамика
1.1. Кинематика
поступательного и
вращательного
движения
1.2. Динамика
поступательного и
вращательного
движения
1.3. Работа и энергия.
Законы сохранения в
механике
2.1. Свободные
колебания
2.2. Сложение
гармонических
колебаний
2.3. Волны
3.1. Элементы МКТ
идеального газа
3.2. Элементы
термодинамики
4.1. Электростатическое
поле (в вакууме и в
Электричество веществе)
и магнетизм
4.2. Постоянный ток
4.3. Магнитное поле
тока
4.4. Действие МП на
проводники и
электрические заряды
5.1. Переменный ток
Электромагнит- (вынужденные
ные колебания и колебания)
волны
5.2. Волны. Энергия
волны. Перенос
энергии волной
6.1. Простейшие
Геометрическая оптические системы
оптика
(построения)
6.2. Глаз как ОС
Знать
Уметь
применять
в
стандартны
х ситуациях
Знать
Уметь
применять
в
стандартны
х ситуациях
Знать
Уметь
применять
в
стандартны
х ситуациях
Уметь
применять
в
стандартны
х ситуациях
Знать
Знать
Знать
Уметь
применять
в
стандартны
х ситуациях
Уметь
применять
в
стандартны
х ситуациях
7
8
Волновая и
квантовая
оптика
Квантовая
физика, физика
атома
7.1. Поляризация света
7.2. Интерференция
света
7.3. Дифракция света
7.4. Тепловое излучение
7.5. Эффект Комптона.
Световое давление
7.6. Рентгеновское
излучение
8.1. Спектр атома
водорода
8.2. Дуализм свойств
микрочастиц.
Соотношение
неопределенностей
Гейзенберга
8.3. Уравнение
Шредингера (общие
свойства)
Знать
Уметь
применять
в
стандартны
х ситуациях
Знать
Уметь
применять
в
стандартны
х ситуациях
Последовательность предъявления заданий и критерии «зачета» освоения
ДЕ
для одного (первого) варианта тест-билета АПИМ дисциплины «Физика»
(для специальности 30.05.01 «Медицинская биохимия»)
Таблица 2.1.
№ Наименование
№задания
п/п дидактическо
Критев 1-м
й единицы
Наименование темы задания
рий
варианте
дисциплины
зачета
тест-билета
ПрОП
1
2
3
4
5
1.1. Кинематика поступательного
1, 2
и вращательного движения
1.2. Динамика поступательного и
Механика
1
3
вращательного движения
3,4
1.3. Работа и энергия. Законы
сохранения в механике
2.1. Свободные колебания
2
3
Механические 2.2. Сложение гармонических
колебания и колебаний
волны
2.3. Волны
Молекулярная 3.1. Элементы МКТ идеального
физика и
газа
5,6
2
7
8
9
1
10
4
5
6
7
8
термодинамик
а
3.2. Элементы термодинамики
4.1. Электростатическое поле (в
вакууме и в веществе)
Электричеств 4.2. Постоянный ток
о и магнетизм 4.3. Магнитное поле тока
4.4. Действие МП на проводники и
электрические заряды
Электромагни 5.1. Переменный ток
т(вынужденные колебания)
ные
5.2. Волны. Энергия волны.
колебания и Перенос энергии волной
волны
Геометрическ 6.1. Простейшие оптические
ая оптика
системы (построения)
Волновая и
квантовая
оптика
Квантовая
физика,
физика атома
6.2. Глаз как ОС
7.1. Поляризация света
7.2. Интерференция света
7.3. Дифракция света
7.4. Тепловое излучение
7.5. Эффект Комптона. Световое
давление
7.6. Рентгеновское излучение
8.1. Спектр атома водорода
8.2. Дуализм свойств
микрочастиц. Соотношение
неопределенностей Гейзенберга
8.3. Уравнение Шредингера
(общие свойства)
11
12, 13
3
14
15
16
17
1
18
19
1
20
3
21
22
23
24
25
26
27
2
28
29
ВАРИАНТЫ ТЕСТ-БИЛЕТОВ
Тест-билет для специальности
060112 «Медицинская биохимия»
29 вопросов на 120 минут
Тест по физике
Вариант № 1
Указания: все задания имеют 4 варианта ответа, из которых правильный
только один. Номер выбранного Вами ответа проставляете цифрой в
контрольном листе опроса напротив номера задания.
1.
Кинематические характеристики равнопеременного прямолинейного движения
материальной точки в системе координат OX изображены на рисунке
где х 0 =3м,

V0 =2 м/с,

а =1 м/с2.
Кинематическое уравнение движения материальной точки x  x( t ) имеет вид…
1) x( t )  3  2 t  0 ,5 t 2 (м)
3) x( t )  3  2 t  0 ,5 t 2 (м)
2) x( t )  3  2 t  0 ,5 t 2 (м)
4) x( t )  3  2t  0 ,5 t 2 (м).
2.
Графики зависимости угла поворота радиус
вектора r от времени  ( t ) для равномерного
вращательного движения двух АТТ вокруг их
неподвижных осей OX изображены на рисунке.
Значения угловых скоростей  x ( t ) тел равны…
1) для 1-ого АТТ
для 2-ого АТТ
3) для 1-ого АТТ
для 2- ого АТТ
 x  4 рад/с
 x  2 рад/с
 x  2 рад/с
 x  1 рад/с
2) для 1-ого АТТ  x  6 рад/с
для 2- ого АТТ  x  2 рад/с
4) для 1-ого АТТ  x  10 рад/с
3
для 2- ого АТТ  x  1 рад/с
3.
Лифт, вызванный на первый этаж, опускается вниз с

ускорением, величина которого a  1 м/с2.
Вес человека (массой m  50 кг), покоящегося в
лифте, в последней фазе спуска равен:
1) P  550 Н и
2) P  450 Н и


вектор ускорения a направлен вверх
вектор ускорения a направлен вверх
3) P  550 Н и
4) P  450 Н и


вектор ускорения a направлен вниз
вектор ускорения a направлен вниз
(Указание. Ускорение свободного падения примите равным 10 м/с2.)
4.
На жесткий диск, способный вращаться
относительно

 неподвижной оси Z, действуют
силы F1 и F2 .


Моменты сил F1 и F2 относительно оси Z
таковы…

1) M oz ( F1 )  0

M oz ( F2 )  0
5.

2) M oz ( F1 )  0

M oz ( F2 )  0

3) M oz ( F1 )  0

M oz ( F2 )  0

4) M oz ( F1 )  0

M oz ( F2 )  0
Тело массой m равномерно соскальзывает по
наклонной плоскости под действием сил,
изображенных на рисунке.
Что верно…

1) Работа сил A( N )  0 ,

A( mg )  0 , A( Fтр )  0

3) Работа сил A( N )  0 ,

A( mg )  0 , A( Fтр )  0

2) Работа сил A( N )  0 ,

A( mg )  0 , A( Fтр )  0

4) Работа сил A( N )  0 ,

A( mg )  0 , A( Fтр )  0
6.
Тело, брошенное под углом к горизонту с
начальной скоростью V0  20 м/с, поднялось
на высоту h  15 м.
Скорости V в верхней точке траектории
и Vк в момент приземления равны…
1) 10 6 м/с и
-20 м/с
2) 10 м/с и
20 м/с
3) 10 7 м/с и
20 м/с
4) -10 м/с и
20 м/с
7.
Координата тела, совершающего гармонические колебания вдоль оси OX,
меняется по закону x  3 cos( 2 t   ) (см).
3
Максимальное ускорение тела равно…
1) 12 см/с2 и направлено  OX
2) 12 см/с2 и направлено  OX
3) 6 см/с2 и направлено  OX
4) 6 см/с2 и направлено  OX
8.
Требуется определить уравнение траектории y  y( x ) движения материальной
точки, колеблющейся (с одинаковой частотой) одновременно в двух взаимно
перпендикулярных направлениях. Уравнения колебаний в соответствующих
 x  A1 sin( t   01 )
направлениях имеют вид 
.
 y  A2 sin( t   02 )
Уравнение траектории движения МТ …
x2
y2
2) 2  2  1 , если
2
2
2
1) x  y  A , если
A1
A2

A1  A2 и  01   02
A1  A2 и  01   02 
2
A
3) y  x , если
4) y  2 x , если

A1
A1  A2 и  01   02 
2

A1  A2 и  01   02 
2
9.
Кривые 1 и 2, изображенные на рис. 1 и 2, относятся к двум различным волнам.
Зависимости x( t ) отражают характер колебаний точек (соответствующих
волн), находящихся на одинаковом расстоянии от своих источников; а
зависимости x( r ) являются «мгновенными фотографиями точек лучей» в
момент времени t, равный периоду соответствующей волны.
рис. 1
рис. 2
Линейные частоты  1 и  2 колебаний указанных точек соответствующих
волн и длины волн  1 и  2 равны…
1
1
1)  1  Гц и  2  Гц
2)  1  3 Гц и  2  6 Гц
3
6
 1  3 см и  2  6 см
 1  6 см и  2  12 см
3
1
1
1
3)  1  Гц и  2  Гц
4)  1  Гц и  2  Гц
2
3
3
6
 1  3 см и  2  6 см
 1  6 см и  2  12 см
10.
Температуры двух газов – водорода и гелия – одинаковы и равны 300 К.
Отношение средних энергий хаотического движения молекулы водорода и
гелия равно…
6
5
2)
3)
1) 2
4) 1
5
3
11.
Отношение удельных теплоемкостей
изохорном процессах равно…
5
7
1) для водорода , для гелия
3
5
4
3
3) для водорода , для гелия
4
3
cp
cV
водорода и гелия в изобарном и
7
5
, для гелия
5
3
3
5
4) для водорода , для гелия
7
5
2) для водорода
12.
Точечный заряд Q<0 находится в вакууме.
Электростатическое поле заряда на рисунке изображено с
помощью эквипотенциальных линий.
Что верно…
1)
2)
A  B и
 A  C
3)
A  B и
 A  C
13.
Плоский воздушный конденсатор емкости Co
заполняется наполовину (см. рисунок) жидким
диэлектриком (   2 ).
Электроемкость C получившейся системы
конденсаторов равна…
4)
A  B и
 A  C
A  B и
 A  C
1) C 
3
C0
2
3) C 
2) C  3C 0
1
C0
3
4) C 
2
C0
3
14.
На рисунке изображены графики вольтамперных
характеристик двух проводников, сечения которых
S 1  2 S 2 . Проводники изготовлены из одинаковых
материалов.
l
Отношение длин 1 проводников равно…
l2
2)
1
8
3)
1
2
1) 8
15.
По проволочному витку течет ток силой I .
Северный конец маленькой магнитной стрелки,
помещенной в центр витка, будет показывать…
1) вправо
16.
2) влево
4) 1
3) вверх
4) вниз

Отрицательно заряженная частица влетает со скоростью v

в однородное магнитное поле с индукцией B .
Частица движется
1) по окружности 2) по прямой
3) по окружности
влево
влево
вправо
4) по прямой
вправо
17.
Конденсатор, катушка индуктивности и
резистор подключены к источнику
переменного тока. На рисунке изображена
(в масштабе) векторная диаграмма такого
соединения.
Отношение индуктивного и
X
емкостного сопротивлений L равно…
XC
1) соединение R , L , C параллельное;
2) соединение R , L , C
последовательное;
XL 1

XL 1
XC 2

XC 2
3) соединение R , L , C параллельное;
XL
2
XC
4) соединение R , L , C
последовательное;
XL
2
XC
18.
Световой луч распространяется в направлении, указанном на
рисунке.
 Направление вектора напряженности электрического
поля E в данный момент времени в точке А световой волны
известно.

Направления векторов Умова-Пойтинга SУ - П и

напряженности H магнитного поля световой волны таковы…
1)
2)
3)
4)
19.
По известному ходу луча 1 в линзе требуется
определить вид линзы (собирающая или рассеивающая)
и найти построением положение заднего фокуса F2 . На
рисунках 1-4 предложены варианты решения задачи:
рис. 1
рис. 2
рис. 3
рис. 4
Правильная ситуация изображена…
1) на рис. 1
2) на рис. 3
3) на рис. 4
4) на рис. 2
20.
На рисунках 1-4 изображен «близорукий» глаз. Напряжение аккомодации
отсутствует и S 2 - изображение бесконечно удаленной точки. При «включении
аккомодации» положение изображения S 2 изменяется.
рис. 1
рис. 2
Правильная ситуация изображена…
1) на рис. 1
2) на рис. 3
21.
рис. 3
3) на рис. 2
рис. 4
3) на рис. 2
Естественный свет падает на границу раздела двух диэлектриков под углом,
равным углу Брюстера ( i Бр  60 0 ).
Относительный показатель преломления сред n 21 равен…
2) n21  3 и
3) n21  3 и
3
3
и
4) n21 
и
отраженный луч
отраженный луч
3
2
отраженный луч
отраженный луч
полностью
максимально
полностью
максимально
поляризован
поляризован
поляризован
поляризован
22.
Два когерентных точечных источника (в воздухе)
излучают свет с длиной волны   400 нм.
Оптическая разность хода волн, интерферирующих
в точке А экрана наблюдения, равна n  1 мкм.
Если оптическая разность хода лучей
увеличится в 2 раза, то в точке наблюдения…
1) максимум
2) минимум
3) ослабление
4) усиление
интенсивности
интенсивности
интенсивности
интенсивности
сменится на
сменится на
сменится на
сменится на
минимум ее
максимум ее
усиление ее
ослабление ее
23.
Плоская монохроматическая волна с
интенсивностью I0 падает нормально на
непрозрачный экран с круглым
отверстием, открывающим первую зону
Френеля (рис.1). Затем внешнюю половину
рис. 2
отверстия закрыли (рис.2).
рис. 1
Этим случаям соответствует пара векторных диаграмм, среди
изображенных на рисунке 3…
1) n21 
рис. 3
1) б и г
2) в и д
3) а и г
4): б и д
24.
Температуру черного тела увеличили в 3 раза. Его излучательность…
1) уменьшилась в 2) увеличилась в
3) уменьшилась в 4) увеличилась в
81 раз
81 раз
243 раза
243 раза
25.
Фотон рентгеновского излучения с энергией  0  62 кэВ испытывает
комптоновское рассеяние на свободном электроне под углом   90 0 .
Изменение длины волны  при рассеянии равно…




1) 0 ,2242 A
2) 0 ,0484 A
3) 0 ,0242 A
4) 0 ,1758 A
26.
Напряжение на рентгеновской трубке увеличили в 2 раза. Для граничных частот
сплошного рентгеновского спектра справедливо соотношение…
4) не изменилась
 гр 1 1
 гр 1
 гр 1 1
1)
2)
3)

2

 гр 2 2
 гр 2
 гр 2 2
27.
Электрон в атоме водорода возбужден на пятый энергетический уровень.
В спектре излучения появится…
1) 10 линий
2) 5 линий
3) 4 линии
4) все линии всех серий
28.
Два электрона пробегают в электрическом поле ускоряющую разность
потенциалов, соответственно, U 1  1B и U 2  100 B . Отношение длин волн де
Бройля 1 для этих электронов равно…
2
3) 100
4) 10
1) 0 ,01
2) 0 ,1
29.
Стационарное уравнение Шредингера для частицы в одномерном ящике с
бесконечно высокими стенками имеет вид…
2m
d 2 2 m
1)   2 E   0
 2 ( E  U )   0
2)

dx 2

2
2
d  2m
2m 
Ze 
 2 E   0
   0
4)
3)   2  E 
dx 2

4 0 r 
 
Вариант № 2
Указания: все задания имеют 4 варианта ответа, из которых правильный
только один. Номер выбранного Вами ответа проставляете цифрой в
контрольном листе опроса напротив номера задания.
1.
Прямолинейное движение материальной точки задано кинематическим
уравнением S y  3  4 t 2  2t 4 (м). Проекция линейной скорости точки V y
через две секунды после начала движения равна…
1) V y  48 м\с
2) V y  19 м\с
3) V y  48 м\с
4) V y  16 м\с
2.
Графики зависимости проекции скорости от
времени V x ( t ) для равнопеременного
прямолинейного движения двух материальных
точек изображены на рисунке.
Значения проекций ускорений a x ( t ) равны…
1) для 1-ой МТ a x  1 м/с2
для 2-ой МТ a x  10 м/с2
3
3) для 1-ой МТ a x  2 м/с2
для 2-ой МТ a x  6 м/с2
2) для 1-ой МТ a x  2 м/с2
для 2-ой МТ a x  4 м/с2
4) для 1-ой МТ a x  1 м/с2
для 2-ой МТ a x  2 м/с2
3.
Лифт, вызванный на первый этаж, опускается вниз с

ускорением, величина которого a  1 м/с2).
Вес человека (массой m  50 кг), покоящегося в
лифте, в начальной фазе спуска равен…
1) P  550 Н и
2) P  450 Н и


вектор ускорения a направлен вверх
вектор ускорения a направлен вверх
3) P  550 Н и
4) P  450 Н и


вектор ускорения a направлен вниз
вектор ускорения a направлен вниз
(Указание. Ускорение свободного падения примите равным 10 м/с2)
4.
На жесткий диск, способный вращаться
 относительно

неподвижной оси Z, действуют силы F1 и F2 .


Моменты сил F1 и F2 относительно оси Z таковы…

1) M oz ( F1 )  0

M oz ( F2 )  0

2) M oz ( F1 )  0

M oz ( F2 )  0

3) M oz ( F1 )  0

M oz ( F2 )  0

4) M oz ( F1 )  0

M oz ( F2 )  0
5.

График зависимости Fs ( S ) проекции силы F ,
действующей на
материальную точку, на вектор

перемещения S изображенна рисунке.
Отношение работы силы F на перемещении
S 1  4 м и S 2  1 м равно…
1)
A1
 27
A2
2)
A1
8
A2
3)
A1
 16
A2
4)
A1 32

A2
5
6.
Два шарика массами 4 г и 2 г движутся навстречу
друг другу со скоростями 3 м/c и 1 м/c. После
абсолютно упругого удара второй шар, изменив
направление движения, движется с той же
скоростью.
Скорость первого шарика после
столкновения равна…
1) 3 м/с и шарик движется прежнем
2) 2 м/с и шарик движется прежнем
направлении
направлении
3) 3 м/с и шарик изменил направление 4) 2 м/с и шарик изменил направление
движения на противоположное
движения на противоположное
7.
Графики зависимости x( t ) мгновенной
скорости от времени для колебаний двух
грузов ( m 1  2 m 2 ), подвешенных на
пружинах, изображены на рисунке.
Отношения циклических частот
1
колебаний грузов и коэффициентов
2
k1
равны…
k2
1

2
1

8
жесткости пружин
1 1
 и
2 2

1
3) 1  и
2 4
1)
k1
k2
k1
k2
1
2и
2

4) 1  4 и
2
2)
k1
8
k2
k1
2
k2
8.
Требуется определить уравнение траектории y  y( x ) движения материальной
точки, колеблющейся (с одинаковой частотой) одновременно в двух взаимно
перпендикулярных направлениях. Уравнения колебаний в соответствующих
 x  A1 sin( t   01 )
направлениях имеют вид 
.
 y  A2 sin( t   02 )
Уравнение траектории движения МТ …
1) x 2  y 2  A 2 , если
x2
y2
2) 2  2  1 , если

A1
A2
A1  A2 и  01   02 
2
A1  A2 и  01   02
3) y  x , если
A
4) y  2 x , если
A1  A2 и  01   02
A1
A1  A2 и  01   02 

2
9.
Волна распространяется в упругой среде со скоростью V  1000 м./с.
Наименьшее расстояние между точками среды, колебания которых происходят в
противофазе, равно l  25 м.
Частота колебаний равна…
1) 40 с -1
2) 80 с -1
3) 20 с -1
4) 80 с -1
3
10.
В процессе изотермического расширения объём газа увеличился в 3 раза.
Отношение давлений и плотностей газа таково…
P
P
P 1
P 1
1) 2 
2) 2  3
3) 2  3
4) 2 
P1 3
P1
P1
P1 3
2 1
2 1
2
2

3

3
1 3
1
1 3
1
11.
В сосуде объемом V  2 м3 находится
водород.
Удельная теплоемкость в процессе
1  2 равна…
Дж
(Указание. Примите R  8
)
моль  К
кДж
кДж
Дж
1) 6
2) 10
3) 12
кг  К
кг  К
кг  К
12.
4) 6
Дж
кг  К
На рисунке с помощью силовых и
эквипотенциальных линий изображено однородное

электростатическое поле напряженности E .
Что верно…


1) E A  E C и


2) E A  E B и


3) E C  E B и


4) E C  E A и
 A  C
A  B
C   B
C   A
13.
Плоский воздушный конденсатор емкости Co
заполняется наполовину (см. рисунок) жидким
диэлектриком (   2 ).
Электроемкость C получившейся системы
конденсаторов равна…
3) C 
4
C0
3
4) C 
2
C0
3
1) C  5 C 0
2) C  3C 0
14.
Резисторы c сопротивлениями R и 2 R соединены последовательно между
собой. Параллельно к ним подсоединен резистор с сопротивлением 6R.
Полное сопротивление получившегося соединения равно…
20
3
3)
4)
R
R
1) 2 R
2) 9 R
3
5
15.
По круговому витку течет ток силой I .


Направление векторов индукции B 0 и напряженности H 0 магнитного
поля в центре витка таково…
1)
2)
3)
4)
16.
На проводник, по которому течет ток силой I ,
находящийся в однородном магнитном поле с индукцией

B и расположенный перпендикулярно силовым линиям,
действует сила Ампера.
Направление силовых линий поля…
1)
2)
3) совпадает с
перпендикулярно
перпендикулярно
направлением

плоскостичертежа плоскости чертежа вектора FА
(на нас  B )
(от нас  B )
4)
противоположно
направлению

вектора FА
17.
В таблице приведены электрические схемы различных соединений элементов и
векторные диаграммы к ним:
а
б
в
г
Соединение
элементов
Векторная
диаграмма
А
Б
В
Г
Правильное соответствие «электрическая схема - векторная
диаграмма» таково…
1) а - В
2) б - В
3) б - А
4) г - Б
18.
Световой луч распространяется в направлении, указанном на
рисунке.
 Направление вектора напряженности электрического
поля E в данный момент времени в точке А световой волны
известно.

Направления векторов Умова-Пойтинга SУ - П и

напряженности H магнитного поля световой волны таковы…
1)
2)
3)
4)
19.
По известному ходу луча 1 в линзе требуется определить
вид линзы (собирающая или рассеивающая) и найти
построением положение заднего фокуса F2 .
На рисунках 1-4 предложены варианты решения задачи:
рис. 1
рис. 2
рис. 3
рис. 4
Правильная ситуация изображена…
1) на рис. 1
2) на рис. 3
3) на рис. 4
4) на рис. 2
20.
На рисунках 1-4 изображен «дальнозоркий» глаз. Напряжение аккомодации
отсутствует и S 2 - изображение бесконечно удаленной точки. При «включении
аккомодации» положение изображения S 2 изменяется.
рис. 1
рис. 2
рис. 3
Правильная ситуация изображена…
1) на рис. 1
2) на рис. 3
3) на рис. 2
21.
На поляризатор П падает частичнополяризованный свет, амплитуды колебаний
светового вектора которого в направлениях
перпендикулярном и параллельном оси


поляризатора E 0 1  2 E 02 .
Если ось поляризатора повернуть из
положения П 1 в положение П 2 , то
интенсивность выходящего из поляризатора
света…
1) не изменится
2) уменьшится
3) увеличится
в 4 раза
в 4 раза
22.
рис. 4
3) на рис. 2
4) увеличится
в 2 раза
В опыте Юнга два когерентных точечных источника
(в воздухе) излучают свет с длиной волны
  600 нм. Расстояние между источниками
d  1 мм, расстояние до экрана наблюдения l  1 м.
Оптическая разность хода волн, интерферирующих в
точке А экрана наблюдения, равна n  3 мкм.
Координата точки наблюдения равна…
1) x  3 мм
3) x  3 мм
2) x  1,5 мм
4) x  1,5 мм
и в т. А
и в т. А
и в т. А
и в т. А частичное
максимум
частичное
минимум
усиление
интенсивности
ослабление
интенсивности
интенсивности
интенсивности
23.
На круглое отверстие, радиус которого может
меняться, падает параллельный пучок
монохроматического света. Для наблюдателя,
находящегося в точке Р, отверстие открывает одну
зону Френеля.
Если площадь отверстия увеличить в 5 раз,
то наблюдатель зафиксирует затемнение…
1) 1 раз
2) ни разу
3) 2 раза
4) 3 раза
24.
Температура черного тела уменьшилась в 2 раза. Длина волны, на которую
приходится максимум в спектре излучения черного тела …
1) уменьшилась в 2) уменьшилась в 3) уменьшилась в 4) увеличилась в
16 раз
32 раза
2 раза
2 раза
25.
При взаимодействии свободного покоящегося электрона с фотоном

рентгеновского излучения с длиной волны 0 ,1 A комптоновское смещение

оказалось равным   0 ,0242 A . Угол рассеяния фотона равен…
1)  

2
2)  

3
3)   
4)   0
26.
Напряжение на рентгеновской трубке уменьшили в 2 раза. Для коротковолновых
границ сплошного рентгеновского спектра справедливо соотношение…
4) не изменилась
 гр 1 1
 гр 1
 гр 1 1

2

1)
2)
3)
 гр 2 2
 гр 2
 гр 2 2
27.
Электрон в атоме водорода возбужден на четвертый энергетический уровень.
В спектре излучения видимыми (серия Бальмера) будут…
1) 3 линии
2) 1 линия
3) 2 линии
4) 6 линий
28.
Два электрона пробегают в электрическом поле ускоряющую разность
потенциалов, соответственно, U 1  1B и U 2  100 B . Отношение частот
1
2
соответствующих этим электронам волн де-Бройля равно…
3) 100
4) 10
1) 0 ,01
2) 0 ,1
29. Стационарное уравнение Шредингера для частицы в бесконечно глубокой
одномерной потенциальной яме имеет вид…
d 2 2 m
2m 
Ze 2 
 2 E   0
   0
2)
1)   2  E 
dx 2

4 0 r 
 
d 2 2 m
 2 ( E  U )   0
3)
dx 2

4)  
2m
E   0
2
Ключи верных ответов по дисциплине
«Физика»
№
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Вариант 1
4
3
1
1
2
2
1
1
4
3
2
4
1
3
3
1
2
1
2
Вариант 2
3
4
4
3
4
2
1
3
3
1
2
2
3
1
2
2
2
3
3
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
3
2
2
4
2
3
3
1
4
4
1
3
1
3
4
1
1
3
1
2