Документ 2734342

1. Цели и задачи дисциплины
«Астрономия»
Астрономия – наука о Вселенной, изучающая движение, строение,
происхождение и развитие небесных тел и их систем. Астрономия изучает
Солнце и звезды, планеты и их спутники, кометы и метеорные тела, туманности, звездные системы и материю, заполняющую пространство между
звездами и планетами, в каком бы состоянии эта материя ни находилась.
Изучая строение и развитие небесных тел, их положение и движение в пространстве, астрономия в конечном итоге дает нам представление о строении
и развитии Вселенной в целом.
Астрономия, являясь одной из старейших наук о Вселенной, в наше
время переживает стремительного развитие. Во второй половине XX века,
когда были развиты новые методы регистрации космических излучений, астрономия превратилась во всеволновую. В настоящее время бурно развиваются и применяются методы адаптивной оптики, создаются новые инструменты, обеспечивающие высочайшие разрешения. В итоге поток получаемой
информации о Вселенной возрос на несколько порядков. И это не только количественный скачок, главное заключается в более глубоком понимании эволюции как отдельных объектов, так и всей природы в целом. Этот сдвиг находит свое отражение и в той роли, какую астрономия играет в обществе, поскольку астрономические знания всегда лежали в основе мировоззрения людей. При такой роли астрономии в науке и культуре знакомство с важнейшими ее идеями необходимо каждому образованному человеку. Ни один современный человек не может считать законченным свое образование, если он,
изучив вопрос о происхождении и эволюции жизни на Земле, не имеет представления о всей предшествовавшей эволюции материи, происходившей в
звездах и в диффузной газо-пылевой среде как в недавнем прошлом, так и в
другие, более ранние периоды эволюции Вселенной.
Цели:
дать студентам краткое, но достаточно полное представление об основах
астрономии.
Задачи:
Требования к уровню освоения содержания дисциплины
Студент должен знать:
Основы астрономии, четко понимать внутреннюю логику развития астрономической науки.
Студент должен уметь:
применять методологию астрономических наблюдений в научных исследованиях.
Взаимосвязь дисциплин
Данный спецкурс опирается на знания, полученные студентами в рамках следующих курсов: курсы общей физики, теоретическая механика и механика сплошных сред, электродинамика, квантовая механика, статистическая физика, астрофизика.
Средства обеспечения освоения дисциплины
При изучении дисциплины рекомендуется использовать следующие средства:
− рекомендуемую основную и дополнительную литературу;
− методические указания и пособия;
− контрольные задания для закрепления теоретического материала;
− электронные версии учебников для СРС.
Формы работы студентов.
Формы работы студентов: лекционные занятия, выполнение контрольных
работ.
Изучаемая дисциплина разбита на модули, представляющие собой логически завершенные части курса и являющиеся теми комплексами знаний и
умений, которые подлежат контролю.
Контроль освоения тем включает в себя выполнение письменных контрольных работ или тестов.
В конце семестра проводится контрольное мероприятие, включающее
контроль последнего модуля для всех студентов и контроль, который проходят обязательно те студенты, которые имеют задолженности по прошлым
модулям.
Для максимального усвоения дисциплины рекомендуется проведение
письменных контрольных работ студентов или компьютерных тестов по материалам лекций. Подборка заданий для контрольных работ осуществляется
на основе изученного теоретического материала. Такой подход позволяет повысить мотивацию студентов при конспектировании лекционного материала
и стимулировать активную работу на лекциях.
В курсе используются классические аудиторные методы и современные
мультимедийные презентации для всех занятий.
2. Компетенции, формируемые в результате освоения дисциплины
В результате изучения дисциплины студент должен овладеть следующими компетенциями по направлению подготовки 0011200.68 «Физика»:
№ п/п
Компетенции
ОК-1
способность демонстрировать углубленные знания в области математики и
естественных наук
ОК-3
способность самостоятельно приобретать с помощью информационных технологий и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со
сферой деятельности, расширять и углублять свое научное мировоззрение
ПК-3
способность самостоятельно ставить конкретные задачи научных исследований в области физики (в соответствии с профилем магистерской программы) и решать их с помощью современной аппаратуры, оборудования, информационных технологий с использованием новейшего отечественного и
зарубежного опыта
способность использовать свободное владение профессиональнопрофилированными знаниями в области информационных технологий, современных компьютерных сетей, программных продуктов и ресурсов Интернет для решения задач профессиональной деятельности, в том числе находящихся за пределами профильной подготовки
способность свободно владеть профессиональными знаниями для анализа и
синтеза физической информации (в соответствии с профилем подготовки)
ПК-5
ПК-7
3. Структура изучения дисциплины
Всего часов (общая трудоёмкость в часах)
108
В.ч.
Аудиторных занятий
Лекций
26
Семинарских/практических занятий
Лабораторный практикум
Самостоятельных занятий
46
Изучение основной и дополнительной литературы
20
Написание курсовых работ, эссе, рефератов, проектов
26
Выполнение контрольных работ, тестов
20
Подготовка к экзамену, экзамен
16
4. Содержание дисциплины
4.1. Разделы дисциплины и виды занятий
№
Раздел дисциплины
п/п
1 Введение: предмет и задачи астрономии
Лекции
СРС
1
2
2 Элементы сферической астрономии
3
4
3 Способы измерения времени в астрономии
1
4
4 Системы счёта гражданского времени
1
4
5 Элементы небесной механики
3
4
6 Система Луна-Земля
2
4
7 Солнечная система
3
4
8 Солнце
2
4
9 Звёзды
3
4
10 Межзвёздная среда
2
4
11 Галактика
3
4
12 Вселенная
2
4
Форма
контроля
к/р, инд.
задание
к/р, инд.
задание
к/р, инд.
задание
к/р, инд.
задание
к/р, инд.
задание
к/р, инд.
задание
к/р, инд.
задание
к/р, инд.
задание
к/р, инд.
задание
к/р, инд.
задание
к/р, инд.
задание
к/р, инд.
задание
4.2. Содержание разделов дисциплины
1. Введение: предмет и задачи астрономии; методы исследования в астро-номии; этапы развития астрономии: 6 этапов – 6 революций в астрономии; практическое и мировоззренческое значение астрономии.
2.1 Элементы сферической астрономии: определение небесной сферы,
необходимость её введения; основные линии, плоскости и точки небесной
сферы.
2.2 Элементы сферической астрономии: горизонтальная система координат, связь географической широты места наблюдения и высоты полюса
мира; первая и вторая экваториальные системы координат; область применения астрономических систем координат.
2.3 Элементы сферической астрономии: видимое суточное движение
небесных светил; восход, заход и кульминация светил; невосходящие и незаходящие небесные светила; формулы высоты кульминации светил.
3.1 Способы измерения времени в астрономии: видимое суточное
движение Солнца; истинное Солнце, истинные солнечные сутки, истинное
солнечное время; среднее Солнце, средние солнечные сутки, среднее солнечное время; связь истинного и среднего солнечного времени, уравнение времени; видимое годовое движение Солнца, тропический год, юлианский и
григорианский календари.
3.2 Способы измерения времени в астрономии: звёздные сутки, звёздное время, связь звёздного и среднего солнечного времени; звёздный год, его
длительность в звёздных сутках и в средних солнечных сутках.
4. Системы счёта гражданского времени: местное время, его связь с
долготой места наблюдения; всемирное время; поясное время; декретное
(зимнее и летнее) время; связь декретного и истинного солнечного времени;
линия смены дат.
5.1 Элементы небесной механики: определение нижних и верхних
планет солнечной системы; особенности видимого движения нижних и верхних планет по небесной сфере; конфигурации планет; синодический период
обращения планет; объяснение конфигураций планет К. Птолемеем.
5.2 Элементы небесной механики: объяснение конфигураций планет
Н. Коперником; действительное движение планет солнечной системы; сидерический период обращения планет, связь между синодическим и сидерическим периодами, уравнение синодического движения; законы И. Кеплера.
5.3 Элементы небесной механики: элементы орбит планет; задача
двух тел и уточнённые законы И. Кеплера; задача трёх тел, возмущающая
сила, возмущённое движение тела на примере системы Луна-Земля-Солнце;
приливы и отливы на земной поверхности; прецессионное и нутационное
движение земной оси.
6. Луна: Земля-Луна – двойная планета, их сравнительная характеристика; элементы орбиты Луны, фазы Луны, синодический и сидерический
периоды обращения Луны; особенности вращения и либрация Луны; лунные
и солнечные затмения, условия их наступления, сарос.
7. Солнечная система: строение, размер, население; сравнительная характеристика планет земной группы; сравнительная характеристика планетгигантов; астероиды; кометы; солнечный ветер.
8. Солнце: общие сведения, спектральный класс, строение; источник
энергии, характер переноса энергии внутри Солнца; грануляция, конвективные зоны, пятна, факелы, флоккулы: определения, причины возникновения;
вспышки на Солнце, цикл солнечной активности.
9.1 Звёзды: определение; распространённость во Вселенной; классификация нормальных звёзд по массе, размерам, температуре, химическому
составу (спектру), возрасту. Видимые и абсолютные звёздные величины, их
связь со светимостью звёзд; определение расстояний до звёзд.
9.2 Звёзды: диаграмма «спектр-светимость» Герцшпрунга-Рессела;
происхождение и эволюция звёзд; краткая характеристика аномальных звёзд:
кратные, пульсирующие, новые, пульсары, чёрные дыры.
10. Межзвёздная среда: газопылевые туманности, планетарные туманности, остатки сверхновых звёзд, космические лучи, магнитное поле, тепловое и синхротронное излучение. Краткая характеристика межзвёздной материи: масса, размер, химический состав, температура, энергоёмкость.
11. Галактика: определение, размер, масса, светимость, население,
строение; классификация галактик; активность галактик; расстояния до галактик. Краткая характеристика нашей галактики.
12. Вселенная: строение, население, средняя плотность, однородность,
изотропность, размер. Модель происхождения «горячей» Вселенной и её
экспериментальное обоснование: гипотеза Ю. Гамова, красное смещение
Хаббла, закон Хаббла, реликтовое излучение, квазары. Возраст Вселенной,
размер видимой части Вселенной (Метагалактика). Эволюция материи от
большого взрыва до наших дней.
5. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
Базовые учебники:
1. Кононович Э.В., Мороз В.И. Общий курс астрономии. – Либроком,
2011.
2. Засов А. В. Астрономия. Физматлит, 2008.
3. Теребиж В. Ю. Современные оптические телескопы. Физматлит,
2007.
Основная литература:




Сурдин В.Г. Галактики. - Физматлит, 2013.
Бережной А.А. Солнечная система. - Физматлит, 2009.
Пирожный И.А. Астрономия. – М.: Высшая школа, 1967.
Бакулин П.И., Кононович Э.В., Мороз В.И. Курс общей астрономии:
учебник. – М.: Наука, 1983.
 Воронцов Вельяминов Б.А. Сборник задач и практических упражнений
по астрономии. – М.: Наука,1977.
 Дагаев М.М. Лабораторный практикум по курсу общей астрономии. –
М.: Высшая школа, 1972.
Дополнительная литература:
1. Мартынов Д.Я. Общая астрофизика: учебное пособие для ВУЗов. – М.:
Наука, 1967.
2. Мартынов Д.Я. Курс практической астрофизики: учебное пособие для
ВУЗов. – М.: Наука, 1967.
3. Еремеева А.И. Цицин Ф.А. Современные телескопы. / под ред.Дж. Бербиджа, А. Хьюит. / пер. с англ. – М.: Мир, 1994.
4.
5.
6.
7.
Чернин А.Д. История астрономии. /Учебник. – М.: изд-во МГУ, 1989.
Развитие астрономии в СССР. – М.: Наука, 1967
Каплан С.А. Элементарная радиоастрономия. – М.: Наука, 1966.
Минарт М. Практическая астрономия: практикум; задачи по курсу общей астрономии. /пер. с англ. – М.: Мир, 1971.
8. Блажко С.Н. Курс практической астрономии. – М.: Наука, 1979.
9. Цветков К.А. Практическая астрономия: учебное пособие для ВУЗов. –
М.: ОГИЗ, 1951
10. Цесевич В.П. Что и как наблюдать на небе: рук-во к организации и
проведению на-блюдений небесных тел. – М.: Наука, 1979.
11. Колчинский И.Г. и др. Что можно увидеть на небе: справочник. – Киев:
Наукова дум-ка, 1982.
12. Димитров С. Телескопы и принадлежности к ним. – М.: ОГИЗ, 1947.
13. Михельсон Н.Н. Оптические телескопы: теория и конструкция. – М.:
Наука, 1976.
14. Физика времени. – М.: Наука, 1987
15. Хауз Д. Гринвичское время и открытие долготы. / пер. с англ. – М.:
Мир, 1983.
16. Лейзер Дэвид Создавая картину Вселенной. / пер. с англ. – М.: Мир,
1987.
17. Роузвер Н.Т. Перигелий Меркурия. От Леверье до Эйнштейна. / пер. с
фр. – М.: Мир, 1985.
18. Галилео Галилей Диалог о двух главнейших системах мира Птолемеевой и Коперниковой. М-л, ОГИЗ, 1948.
Реестр электронных библиотечных ресурсов
Научная электронная библиотека:
www.elibrary.ru
Научная библиотека ВолГУ:
http://lib.volsu.ru
Американский институт физики (AIP)
http://scitation.aip.org/
Учебно-методический комплекс по дисциплине «Астрономия» находится в
ПТК «УМКа» на сайте Волгоградского государственного университета.
Режим доступа – http://umka.volsu.ru/newumka3/.
Фонд оценочных средств
1. Формирование результирующей оценки
Баллы по дисциплине выставляются в соответствии со следующими
формами контроля показателей освоения материала: модульные контрольные
работы, текущий контроль знаний, активность на занятиях, экзамен.
Текущий контроль осуществляется в течение семестра в виде контроля
посещаемости занятий. Промежуточный контроль проводится в виде теста/контрольной работы в конце каждого модуля, выполнения индивидуальных заданий в форме презентаций, докладов или рефератов на предложенную тему. Итоговый контроль проводится в виде экзамена в конце семестра
и по итогам работы в семестре.
При получении менее 60 баллов по результатам работы в трёх модулях
студент направляется на переэкзаменовку в соответствии с Положением о
курсовых экзаменах и зачетах. Итоговая оценка по дисциплине выставляется
в зачетную книжку и экзаменационную ведомость в соответствии со следующей таблицей:
Количество баллов
Оценка
91÷100
зачтено (отлично)
71÷90
зачтено (хорошо)
60÷70
зачтено (удовлетворительно)
Виды контроля
Модуль I
Модуль II
Модуль III
6 неделя
семестра
11 неделя
семестра
17 неделя
семестра
Итого
Контрольная работа
10
10
10
30
Индивидуальное задание
10
10
10
30
Экзамен
30
Активность на занятиях / посещаемость
3
3
4
10
Итого
23
23
24
100
2. Контрольные вопросы
2.1 Вопросы модульных контрольных работ
Модуль 1
1. Элементы небесной сферы,основные линии, плоскости и точки.
2. Горизонтальная система координат.
3. Первая и вторая экваториальные системы координат.
4. Способы измерения времени в астрономии.
5. Видимое суточное движение небесных светил.
6. Видимое суточное движение Солнца. Измерение времени по наблюдениям Солнца.
7. Видимое годовое движение Солнца. Календари.
8. Системы счёта гражданского времени.
9. Видимое движение нижних и верхних планет Солнечной системы.
10. Действительное движение планет Солнечной системы.
11. Расчёт элементов орбит планет - задача двух тел и уточнённые законы И. Кеплера
Модуль 2
1. Элементы орбиты Луны, фазы Луны. Особенности движения Луны.
2. Строение и население Солнечной системы.
3. Сравнительная характеристика планет земной группы
4. Сравнительная характеристика планет-гигантов
5. Малые тела Солнечной системы — карликовые планеты, астероиды,
кометы.
6. Общие сведения о Солнце. Строение Солнца. Источники энергии и
характер переноса энергии внутри Солнца
7. Видимая поверхность Солнца: грануляция, пятна, факелы, флоккулы.
Вспышки на Солнце. Цикл солнечной активности.
Модуль 3
1. Звёзды. Наблюдения, распространённость во Вселенной. Классификации нормальных звёзд.
2. Видимые и абсолютные звёздные величины, их связь со светимостью
звёзд.
3. Определение расстояний до звёзд.
4. Диаграмма «спектр-светимость» Герцшпрунга-Рессела
5. Происхождение и эволюция звёзд.
6. Межзвёздная среда: структура, масса, размер, химический состав,
температура, энергоёмкость.
7. Галактики: размер, масса, светимость, население, строение. Класси-
фикация.
8. Строение Вселенной — население, однородность, изотропность.
9. Модель происхождения «горячей» Вселенной и её экспериментальное обоснование.
10. Возраст Вселенной. Модель эволюции материи от Большого взрыва
до наших дней.
2.2 Перечень примерных вопросов к экзамену
1. Предмет и задачи астрономии; методы исследования в астрономии.
Практическое и мировоззренческое значение астрономии.
2. Определение небесной сферы, необходимость её введения. Основные
линии, плоскости и точки небесной сферы.
3. Горизонтальная система координат, связь географической широты
места наблюдения и высоты полюса мира.
4. Первая и вторая экваториальные системы координат; область применения астрономических систем координат.
5. Видимое суточное движение небесных светил; восход, заход и кульминация светил; невосходящие и незаходящие небесные светила. Формулы
высоты кульминации светил.
6. Видимое суточное движение Солнца; истинное Солнце, истинные
солнечные сутки, истинное солнечное время.
7. Среднее Солнце, средние солнечные сутки, среднее солнечное время.
Связь истинного и среднего солнечного времени, уравнение времени.
8. Видимое годовое движение Солнца, тропический год, юлианский и
григорианский календари.
9. Способы измерения времени в астрономии: звёздные сутки, звёздное
время, связь звёздного и среднего солнечного времени; звёздный год, его
длительность в звёздных сутках и в средних солнечных сутках.
10. Системы счёта гражданского времени. Местное время, его связь с
долготой места наблюдения; всемирное время; поясное время; декретное
(зимнее и летнее) время; связь декретного и истинного солнечного времени;
линия смены дат.
11. Нижние и верхние планеты Солнечной системы. Особенности их
видимого движения. Конфигурации планет. Синодический период обращения планет.
12. Действительное движение планет солнечной системы. Сидерический период обращения планет, связь между синодическим и сидерическим
периодами, уравнение синодического движения.
13. Элементы небесной механики. Законы И. Кеплера.
14. Элементы орбит планет; задача двух тел и уточнённые законы
И. Кеплера
15. Приливы и отливы на земной поверхности; прецессионное и нутационное движение земной оси.
16. Земля-Луна – двойная планета, их сравнительная характеристика.
Особенности движения Луны. Лунные и солнечные затмения, условия их наступления, сарос.
17. Строение и население Солнечной системы. Сравнительная характеристика планет и малых тел Солнечной системы.
18. Общие сведения о Солнце. Источники энергии и характер переноса
энергии внутри Солнца. Структура поверхности Солнца. Цикл солнечной активности.
19. Звёзды. Классификация нормальных звёзд по массе, размерам, температуре, химическому составу (спектру), возрасту.
20. Видимые и абсолютные звёздные величины, их связь со светимостью звёзд; определение расстояний до звёзд.
21. Диаграмма «спектр-светимость» Герцшпрунга-Рессела; происхождение и эволюция звёзд.
22. краткая характеристика аномальных звёзд: кратные, пульсирующие,
новые, пульсары, чёрные дыры.
23. Межзвёздная среда: структура, масса, размер, химический состав,
температура, энергоёмкость.
24. Галактики — характеристики, население и строение. Классификация
галактик. Краткая характеристика нашей галактики.
25. Вселенная: строение, население, средняя плотность, однородность,
изотропность.
26. Модель происхождения «горячей» Вселенной и её экспериментальное обоснование
27. Возраст Вселенной. Эволюция материи от большого взрыва до наших дней.
Материально-техническое обеспечение,
необходимое для осуществления образовательного процесса по дисциплинам основной
образовательной программы подготовки бакалавров по направлению 011200.68
Физика
(магистратура, профили: ):
- лекционные аудитории с презентационным оборудованием;
- компьютерные классы с соответствующим бесплатным и лицензионным программным
обеспечением;
- локальные телекоммуникационные сети, объединяющие компьютеры учебных аудиторий
и подразделений всего университета, обеспечивающие возможность беспроводного доступа
к сети (в том числе, с личных ноутбуков) и возможность выхода в сеть Интернет (в том числе,
в процессе проведения занятий);
- специализированные аудитории, оснащенные соответствующим лабораторным
оборудованием для проведения лабораторных занятий при изучении учебных дисциплин
магистратуры.
Перечень программного обеспечения и информационных справочных систем
№
Наименование
1.
Microsoft Office 2007 Russian Academic OPEN No Level 500
шт
ABBYY FineReader 9.0 Corporate Edition. Volume License
Concurrent (11-25 licenses) 23 шт
ABBYY FineReader 9.0 Corporate Edition. Volume License
Concurrent (26-50 licenses) 37 шт
Microsoft Windows Professional 7 Russian Upgrade Academic
OPEN 1 License No Level 13 шт
Microsoft Windows Server CAL 2008 Russian Academic
OPEN 1 License No Level Device CAL Device CAL, 20 шт
Office Professional Plus 2010 Russian Academic OPEN 1
License No Level, 200 шт
Microsoft Win Starter7 Russian Academic OPEN 1 License
No Level Legalization Get Genuine, 220 шт
Microsoft Windows Professional 7 Russian Upgrade Academic
OPEN 1 License No Level, 220 шт
ABBYY FineReader 11 Corporate Edition. Одна именная
лицензия Concurrent (11-25 пользователей)
CorelDraw Graphics Suite X6 Educational Lic (1-60) 1 шт
2
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Лицензия на право использования программного продукта
Windows Professional 7 Russian Russian Only DVD, 12 шт
9.
Доступ к информационным ресурсам системы
автоматизированной проверки текстов на наличие
заимствований «Антиплагиат: Вуз» в конфигурации:
интернет-версия с возможностью создания собственной
коллекции и подключением коллекций интернетисточников и диссертаций Российской государственной
библиотеки
Реквизиты
подтверждающего документа
Номер лицензии 43847745
Лицензионный сертификат
ООО «Аби» от 02.12.2008 г.
Лицензионный сертификат
ООО «Аби» от 16.05.2008 г.
Номер лицензии 60948557
Номер лицензии 60357707
Лицензионный сертификат
ООО «Аби» от 07.11.2012 г.
Corel License Certificate от 22
ноября 2012 г.
Договор № 01.05.2014-58 от 05
мая 2014 г. с ЗАО «Софтлайнтрейд»
Договор № 160 от 09 сентября
2013 г. с ЗАО «Антиплагиат»
Лицензионный договор № 206
от 17 сентября 2014 г. с ЗАО
«Антиплагиат»