Рассматриваемые вопросы - Учебно

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Ишимский государственный педагогический институт имени П.П.Ершова»
Кафедра ТиМПФТиП
Утверждаю
Проректор по учебной работе и
лицензированию
_____________ С.А. Вдовина
(подпись, расшифровка подписи)
“27” января 2011 г
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Оптика и ядерная физика
050100 – Педагогическое образование
(код и наименование направления подготовки)
Профиль подготовки
Физическое образование
(наименование профиля подготовки)
Квалификация (степень) выпускника
Бакалавр
Форма обучения
очная
Ишим 2011
Рецензент, _____________ кандидат педагогических наук, доцент Ермакова Е.В.
Рабочая программа дисциплины «Оптика и ядерная физика» /сост.Н.С. Журавлева –
Ишим: ФГБОУ ВПО «ИГПИ», 2011. - 29 с.
Рабочая программа предназначена для преподавания дисциплины вариативной части
профессионального цикла студентам очной формы обучения по направлению подготовки «050100
- Педагогическое образование», профиль подготовки – «Физическое образование» в третьем и
четвертом семестрах.
Рабочая программа составлена с учетом Федерального государственного образовательного
стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки «050100 Педагогическое образование», профиль подготовки – «Физическое образование», утвержденного
приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от «22» декабря 2009 г.
№788.
Составитель ____________________ Н.С. Журавлева
(подпись)
2011 г
Содержание
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Цели и задачи освоения дисциплины
Место дисциплины в структуре ООП ВПО
Требования к результатам освоения содержания дисциплины
Содержание и структура дисциплины
4.1. Содержание разделов дисциплины
4.2. Структура дисциплины
4.3. Лабораторные работы
4.4. Практические занятия (семинары)
4.5. Курсовая работа
4.6. Самостоятельное изучение разделов дисциплин
Образовательные технологии
5.1. Интерактивные образовательные технологии
Оценочные средства для текущего контроля успеваемости и промежуточной
аттестации
6.1. Формы оценочных средств
6.2. Вопросы для промежуточной аттестации
Учебно-методическое обеспечение дисциплины
7.1. Основная литература
7.2. Дополнительная литература
7.3. Периодические издания
7.4. Интернет ресурсы
7.5. Методические указания и материалы по видам занятий
7.6. Программное обеспечение современных информационно-коммуникационных
технологий
Материально-техническое обеспечение дисциплины
Лист согласования рабочей программы
4
4
4
5
5
5
7
8
9
9
9
10
10
10
15
19
19
19
19
19
19
28
28
29
3
Семестр: третий, четвертый
Трудоемкость по ФГОС: 7зач.ед, 252 часов.
1 Цели и задачи освоения дисциплины
Цели освоения дисциплины: формирование у будущего учителя физики научного
мировоззрения и умения пользоваться теоретическими методами, добиваясь при этом усвоения
студентами общей структуры физической науки и конкретных физических явлений, и в целом
формирование готовности использовать знания о современной картине мира в образовательной и
профессиональной деятельности.
Задачи освоения дисциплины:
- ознакомление с основными направлениями развития физической науки в области оптики,
квантовой и ядерной физики;
- овладение понятийным аппаратом (экспериментальными фактами, понятиями, законами,
теориями, методами физической науки);
- развитие мышления и формирование умений самостоятельно приобретать и применять
знания, наблюдать и объяснять физические явления в области оптики, ядерной физики;
- формирование познавательного интереса к физике и технике, развитие творческих
способностей;
- раскрытие взаимосвязи физики и техники, показ ее применения в производстве и
человеческой деятельности, объяснение физических процессов, протекающих в природе;
- привитие умения самостоятельно пополнять свои знания, ориентироваться в научно–
информационном потоке.
2 Место дисциплины в структуре ООП ВПО
Дисциплина «Оптика и ядерная физика» относится к вариативной части
профессионального цикла (Б.3.В.23).
3 Требования к результатам освоения содержания дисциплины
Студент в процессе освоения содержания дисциплины должен овладеть следующими
компетенциями:
- способен анализировать мировоззренческие, социально и личностно значимые
философские проблемы (ОК-2);
- способен использовать знания о современной естественнонаучной картине мира в
образовательной и профессиональной деятельности, применять методы математической
обработки информации, теоретического и экспериментального исследования (ОК-4).
В результате изучение дисциплины студент должен:
знать:
 сущности физических явлений: интерференции, дифракции, поляризации, дисперсии,
фотоэффекта, радиоактивного распада и т.д.;
 определения основных понятий: когерентности, поляризованного света, фотона, псифункции, нуклонов и т.д.;
 основные законы и теоремы: законы поляризованного света: закон Малюса, закон Бугера,
закон Рэлея, закон радиоактивного распада и т.д.;
 расчетные формулы: максимума и минимума интерференции, дифракционной решетки,
Вульфа-Брега, Бальмера, де-Бройля, Эйнштейна для фотоэффектв и т.д.;
 единицы физических величин и их размерности в СИ: кандела, люкс, люмин, диоптрий,
электрон-вольта и т.д
уметь:
 планировать и осуществлять учебный эксперимент по исследованию оптических явлений;
 решать задачи с соответствующим анализом результатов и полученных выводов по
следующим темам: фотометрия, интерференция и дифракция света, фотоэффект, строения атома
и атомного ядра;
 оценивать результаты эксперимента, готовить отчетные материалы о проведенной
исследовательской работе;
4
объяснить физическую сущность явлений и процессов в природе и технике связанных с
оптическими явлениями
владеть:
 методологией исследования в области оптики и ядерной физики;
 системой знаний о фундаментальных физических законах и теориях, физической сущности
явлений и процессов в природе и технике;
 системой знаний по организации и постановке физического эксперимента, обладает
способностью теоретического анализа результатов наблюдений и экспериментов;
 знанием
принципиальных
схем
проведения
конкретных
экспериментов,
экспериментальных устройств и установок, компьютерной обработки результатов измерений.
приобрести опыт:
 работы с лабораторным оборудованием.
4 Содержание и структура дисциплины
4.1 Содержание разделов дисциплины
Таблица 1
№
Наименование
Форма текущего
Содержание раздела
раздела
раздела
контроля
1
2
3
4
Элементы фотометрии.
Геометрическая оптика как придел
волновой.
Тест
1
Волновая оптика Интерференция света.
Проверочная работа
Дифракция света.
Реферат
Поляризация света.
Дисперсия и поглощение света
Элементы
2
релятивистской
Релятивистские эффекты в оптике
Реферат
оптики
Квантовые свойства излучения.
Тест
3
Квантовая оптика
Волновые свойства микрочастиц
Реферат
Физическое строение атомов и молекул,
их свойства.
Физика атома и
Проверочная работа
4
Структура атомного ядра и его свойства.
ядра
Реферат
Фундаментальные
взаимодействия
микромира и его структура

4.2. Структуру дисциплины
Таблица 2
Трудоемкость, часов
Вид работы
Общая трудоемкость
Аудиторная работа:
Лекции (Л)
Практические занятия (ПЗ)
Лабораторные работы (ЛР)
Самостоятельная работа:
Курсовой проект (КП), курсовая
работа (КР)1
1
3
семе
стр
160
88
30
26
32
72
4
сем
естр
92
32
8
8
16
60
Всего
252
120
38
56
48
132
На курсовой проект (работу) выделяется не менее одной зачетной единицы трудоемкости (36 часов)
5
Расчетно-графическое задание
(РГЗ)
Реферат (Р)
Самостоятельное изучение
разделов
Контрольная работа (К)2
Самоподготовка (проработка и
повторение лекционного
материала и материала учебников
и учебных пособий, подготовка к
лабораторным и практическим
занятиям, коллоквиумам,
рубежному контролю и т.д.)
Подготовка и сдача экзамена3
Вид итогового контроля
5
30
20
50
37
13
50
З
27
Э
27
З,Э
Таблица 3.1
Разделы дисциплины, изучаемые в 3 семестре
Количество часов
№
раздела
1
2
3
4
5
Наименование разделов
Всего
Волновая оптика
Элементы релятивистской оптики
Квантовая оптика
Физика атома и ядра
Итого:
114
16
24
7
160
Всего:
160
Внеауд.
работа
Аудиторная работа
Л
10
4
12
4
30
ПЗ
16
2
6
2
26
ЛР
32
55
7
6
4
72
32
Таблица 3.2
Разделы дисциплины, изучаемые в 4 семестре
Количество часов
№
раздела
1
2
3
4
Наименование разделов
Всего
Л
Волновая оптика
Элементы релятивистской оптики
Квантовая оптика
Физика атома и ядра
Итого:
Всего:
7
2
32
51
92
92
ЛР
Внеауд.
работа
СР
8
8
16
7
2
24
27
60
Аудиторная работа
8
8
ПЗ
8
8
4.3 Лабораторные работы
2
3
№
п/п
Номер
раздела
1
1
Наименование
лабораторной
работы
Изучение
дифракционной
Вопросы, выносимые на
лабораторные занятия
1.Определение длины волны
лазерного излучения при помощи
Таблица 4
Трудоемкость
из них
Всего
на базе
ОУ
5
Только для заочной формы обучения
При наличии экзамена по дисциплине
6
решетки и
определение длины
волны лазерного
излучения
2
3
1
Определение
главного фокусного
расстояния линз
1
Исследование силы
света и удельной
мощности лампы
накаливания
4
1
5
1
6
1
7
1
8
1
Определение
фокусного
расстояния линз
методом Бесселя
Определение
показателя
преломления
веществ.
Исследование
показателя
преломления
жидких веществ
Определение длины
световой волны при
помощи бипризмы
Френеля
Спектры
поглощения и
пропускания
дифракционной решетки.
2. Определение постоянной
решетки.
1.Изучение способов определения
фокусного расстояния.
2. Определить предложенными
способами фокусное расстояние
собирающей и рассеивающей линз
1.Экспериментальное определение
силы света с помощью
горизонтального фотометра.
2. Расчет удельной мощности лампы
накаливания.
1.Определение фокусного
расстояния линз методом Бесселя.
2. Исследование оптически
погрешностей линз.
1.Экспериментальное определение
показателей преломления твердых и
жидки веществ.
1.Исследование зависимости
показателя преломления жидких
веществ от концентрации раствора
2. Исследование зависимости
показателя преломления жидких
веществ от температуры
1.Наблюдение интерференции света
с помощью бипризмы Френеля.
2. Экспериментальное определение
длины световой волны
Определение характеристик
фильтров оптического излучения
1.Изучение принципа работы
рефрактометров
Рефрактометры
2. Определение процентного
«РПЛ» и «РЛ-2»
содержания сахара в растворе
3. Определение показателя
преломления раствора
Определение разрешающей
Глаз как оптический
способности глаза
объект
9
1
10
1
11
3
Исследование
фотоэлемента
12
3
Определение
постоянной Планка
13
4
Изучение спектра
водорода
Определение характеристик
селенового фотоэлемента
Экспериментальное определение
постоянной Планка
1.Построение градировочного
графика монохроматора.
2. Исследование спектра водорода
5
5
5
3
5
5
5
3
3
5
5
5
7
14
4
Исследование
треков частиц
серии Бальмера.
Исследование треков частиц по
фотографическим снимкам
Всего
5
75
4.4. Практические занятия (семинары)
№
п/п
Номер
раздела
1
1
2
1
3
1
4
1
5
1
6
2
7
3
8
4
9
4
Тема семинарского
занятия
Вопросы, выносимые на семинар
1. Когерентность световых волн и
способы ее осуществления.
2. Оптическая длина пути, условия
Интерференция света максимума
и
минимума
интерференции.
3. Интерферометры.
4. Применение интерференции в
технике.
1. Принцип Гюйгенса-Френеля.
Дифракция света
2. Дифракция Френеля.
3. Дифракция Фраунгофера.
4. Дифракционная решетка.
1. Явление поляризации света.
Поляризация света 2. Способы поляризации света.
3. Вращение
плоскости
поляризации
1. Основные
понятия
Основные
законы геометрической оптики.
геометрической
2. Основные
законы
оптики
геометрической оптики.
Оптические
системы
1. Основные элементы оптических
систем.
1.Классические
опыты
по
измерению скорости света.
Релятивистский
2.Опыты по распространению света
эффект в оптике
в движущихся средах.
3.Экспериментальные
основания
СТО.
1. Тепловое излучение.
Квантовые свойства
2. Фотоэффект.
света
3. Уравнение
Эйнштейна
для
фотоэффекта
1.Опыты Резерфорда по рассеиванию
Планетарная модель α-частиц
атома. Постулаты 2. Планетарная модель атома.
Бора
3. Постулаты Бора.
4. Спектр водорода по Бору.
1.Радиоактивность,
виды
Радиоактивность
радиоактивного распада.
2. Закон радиоактивного распада.
Таблица 5
Трудоемкость
из них
Всего
на базе
ОУ
6
3
3
6
7
3
9
3
6
8
10
4
Ядерные реакции
1. Ядерные реакции.
2. Цепная ядерная реакция.
3. Термоядерная реакция.
6
Всего
49
4.5 Курсовая работа
Курсовые работы не предусмотрены.
4.6 Самостоятельное изучение разделов дисциплины
Таблица 6
Номер
раздела
1
2
3
4
Вопросы, выносимые на самостоятельное изучение
Погрешности оптических систем.
Оптические приборы.
Оптика глаза.
Интерферометры.
Дифракционная решетка.
Разрешающая способность оптических приборов.
Оптические явления в природе.
Распространение света в анизотропном веществе.
Опыты по распространению света в движущихся
средах
Фотоэлементы и их применение.
Оптические пирометры.
Лазеры, принцип действия и использование.
Двойственность представлений о веществе.
Периодическая система элементов Менделеева.
Счетчики частиц, трековые камеры, фотоэмульсии,
ускорители заряженных частиц.
Ядерные реакторы.
Защита от ядерных излучений.
Форма
контроля
Тест
Реферат
Тест
Трудоемкость
25
5
Тест
Проверочная
работа
10
Тест
Проверочная
работа
10
Всего
50
5 Образовательные технологии
При изучении дисциплины «Оптика и ядерная физика» используются технологии
обучения:
- технология деятельностного подхода
- технология проблемного обучения
- технология дифференцированного обучения
5.1 Интерактивные образовательные технологии
Таблица 7
Кол-во
Семестр
Используемые интерактивные образовательные технологии
часов
Лекция с запланированными ошибками
4
Лекция - визуализация
6
практика Диспут
2
Составление рабочего портфолио по лабораторным
лаб/работы
17
исследованиям
Всего
29
Процент от общего количества часов
24
Вид
занятия
лекция
9
6 Оценочные средства для текущего контроля успеваемости и промежуточной
аттестации
6.1 Формы оценочных средств
Таблица 8
Форма оценочных средств
Устный экзамен
Проверочная
работ
портфолио
тест
зачет-тест
портфолио
реферат
тест
+
+
Количество баллов в рамках БРС оценки
Волновые свойства
света
Промежуточ
Геометрическая оптика
ная
ОК-2, ОК-4
Квантовые свойства
аттестация
света
Физика атома и ядра
Количество баллов в рамках БРС оценки
10
+
20
20
20
20
20
20
+
ОК-2, ОК-4
Волновые свойства
света
Геометрическая оптика
Квантовые свойства
света
4 семестр
+
Интерференция и
дифракция света.
Законы отражения и
ОК-2, ОК-4
преломления.
Плоские зеркала
Линзы.
Количество баллов в рамках БРС оценки
3 семестр
+
Текущий
контроль
Элементы учебного
материала: раздел/
тема/весь материал**
+
Входной
контроль
Оцениваемые
компетенции
+
Виды
аттестации
+
30
20
Выделенные виды работ обязательны для выполнения в полном объеме. До экзаменов
(зачета) допускаются студенты, набравшие не менее 40 баллов в семестре.
В ходе сдачи экзамена студент получает максимальное количество баллов – 40.
В ходе сдачи зачетного теста студент получает максимальное количество баллов – 30, если
общее количество баллов превышает 55, то студент получает зачет.
Балл
< 55
55 – 75
76 – 90
91 – 100
>55
Перевод баллов в отметку (зачет)
Отметка
Неудовлетворительно
Удовлетворительно
Хорошо
Отлично
Зачтено
Образец теста входного контроля
Тест 1
1. Ход одной волны до места их наложения друг на друга 2 м, а другой – 5 м. Длина волны 1
м. В месте их наложения наблюдается
10
максимум вследствие явления дифракции
минимум вследствие явления интерференции
минимум вследствие явления дисперсии
максимум вследствие явления интерференции
2. При прохождении света сквозь стекло наибольшая скорость у лучей
1) синего цвета
2) оранжевого цвета
3) зеленого цвета 4) голубого цвета
3. Угол между падающим лучом и поверхностью жидкости 600, показатель преломления
жидкости 1,5. Синус угла преломления луча в этой жидкости равен
1) 0,33
2) 0,57
3) 0,47
4) 0,39
4. Синус предельного угла полного внутреннего отражения для воды 0,75. Угол падения луча
на поверхность воды от источника света, расположенного на глубине, равен 60 0. При этом луч
света от источника
1) не выйдет из воды в воздух
2) выйдет из воды в воздух
3) будет скользить по поверхности воды
4) выйдет или нет, зависит от его яркости
5. Расстояние от предмета до собирающей линзы 8 см, фокусное расстояние линзы 10 см.
Изображение, даваемое линзой, будет
1) мнимым, обратным и уменьшенным
2) мнимым, прямым и увеличенным
3) действительным, обратным и увеличенным
4) действительным, прямым и увеличенным
6. Высота предмета 60 см, расстояние от него до линзы 2 м, расстояние от изображения до
линзы 4 см. Высота изображения равна
1) 0,4 см
2) 1,2 см
3) 2,4 см
4) 2,8 см
7. Какая из точек (1, 2, 3 или 4 ), показанных на рисунке, является
изображением точки S в зеркале?
1) Точка 1 2) Точка 2 3) Точка 3 4) Точка 4
1)
2)
3)
4)
8. Какая из точек (1, 2, 3 или 4 ), показанных на рисунке, является
изображением точки S в собирающей линзе?
1) Точка 1
2) Точка 2
3) Точка 3 4) Точка 4
9. Изменяются ли частота и длина волны света при его переходе из
вакуума в воду? Выберите верное утверждение
1) длина волны уменьшается, частота увеличивается
2) длина волны увеличивается, частота уменьшается
3) длина волны уменьшается, частота не изменяется
4) длина волны увеличивается, частота не изменяется
10. Собирающая линза, используемая в качестве лупы, дает изображение
1) действительное увеличенное
2) мнимое уменьшенное
3) мнимое увеличенное
4) действительное уменьшенное
1
4
2
2
3
1
4
1
Правильные ответы
5
6
2
2
7
3
8
4
9
3
10
3
Образец теста текущего контроля
Тест № 1
1. Угол падения равен углу отражения.
1) закон прямолинейного распространения света
2) закон преломления
3) закон
отражения 4) закон полного отражения
2. Закону преломления соответствует формула
1) sinα sin β = n
2) sinα /sin β = n
3) sinα /sin β = 1/n
4) sinα sin β = 1/n
3. При переходе из воздуха в стекло угол преломления
11
1) больше угла падения
2) меньше угла падения
3) равен углу падения
4)бывает как равным углу падения, так и больше его
4. При переходе из воды в воздух угол преломления
1) больше угла падения
2) меньше угла падения
3) равен углу падения
4)бывает как равным углу падения, так и больше его
5. При переходе из воздуха в воздух угол преломления
1) больше угла падения
2) меньше угла падения
3) равен углу падения
4)бывает как равным углу падения, так и больше его
6. В рассеивающей линзе можно получить изображения только
1) мнимое
2) действительное 3) мнимое и действительное
4) действительное, мнимое, удаленное на бесконечность
7. В собирающей линзе можно получить изображения только
1) мнимое
2) действительное 3) мнимое и действительное
4) действительное, мнимое, удаленное на бесконечность
8. Фокус линзы - это
1) центр линзы
2) крайние точки линзы
3) точка на оси линзы, через которую
проходят преломленные лучи, если до линзы они шли параллельно оси линзы 4) точка
пространства, где встречаются все лучи идущие через линзу
9. Фокусное расстояние – это расстояние между
1) фокусами линзы 2) оптическим центром и фокусом
3) краем линзы и фокусом 4) между
краями линзы
10. Фокусное расстояние линзы зависит от
1) кривизны поверхности 2) рода стекла
3)рода стекла и кривизны поверхности
1) расстояния между краями линзы
11. Лупа – это…
1) рассеивающая линза
2) собирающая линза
3)
система
собирающей
и
рассеивающей линзы
4) стеклянная пластина, не имеющая кривизны поверхности
12. При близорукости носят очки – это
1) собирающая линза
2) рассеивающая линза
3) система собирающей и рассеивающей
линзы
4) стеклянная пластина, не имеющая кривизны поверхности
13. При дальнозоркости носят очки – это
1) собирающая линза
2) рассеивающая линза
3) система собирающей и рассеивающей
линзы
4) стеклянная пластина, не имеющая кривизны поверхности
14. Если линзу поместить в воду ее фокусное расстояние
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
4) может как увеличиться так и
уменьшится, зависит от вида линзы
15. Доказательством закона прямолинейного распространения является
1) заход света в область тени
2) наличие четких теней предмета 3) наложение световых лучей,
приводящее к их усилению 4) отгибание светом соизмеримых препятствий
Правильные ответы
7
8
9
10
11
12
13
4
3
2
3
2
2
1
Тест № 2
1. Энергия фотона определяется по формуле
1) hν
2) h / ν
3) ν / h 4) 1/ hν
2. Фотоэффект – это явление вырывания электронов из вещества под действием…
1) нагревания 2) пропускания тока 3) света
4) химической реакции
3. Явление фотоэффекта исследовал…
1) Ньютон 2) Фарадей
3) Эйнштейн
4) Максвелл
4. Фотон – это
1) элементарная частица, имеющая электрический заряд
1
3
2
2
3
2
4
1
5
3
6
1
14
1
15
2
12
2) элементарная частица, имеющая массу покоя
3) элементарная частица, имеющая энергию
4) элементарная частица, имеющая электрический заряд и энергию
5. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта имеет вид
1) hν= Ek
2) hν= Ab + Ek
3) hν= Ab - Ek 4) hν= Ek - Ab
6. Условие существования фотоэффекта
1) энергия фотона света меньше работы выхода или равна ей
2) энергия фотона света меньше работы выхода
3) энергия фотона света больше работы выхода или равна ей
4) нет правильного ответа
7. Масса движения фотона равна
1) hνс2 2) hν / с2
3) 1/ hνс2
4) с2 / hν
8. Импульс фотона равен
1) hν / с2
2) hν / с
3) 1/ hνс
4) с / hν
9. Ток насыщения при фотоэффекте наблюдается когда…
1) все фотоэлектроны достигают анода 2) половина фотоэлектронов достигают анода
3)
2/3 фотоэлектроны достигают анода
4) 3/4 фотоэлектроны достигают анода
10. Постоянная Планка равна…
1) 6,6 10 34 Дж с
2) 6,6 10 - 34 Дж с
3) 7,6 10 - 34 Дж с
4) 7,6 10 34 Дж с
11. Фотоэффект не применяется в…
1) вакуумном фотоэлементе
2)
селеновом
фотоэлементе
3)
фотоумножителях
4)термоэлементе
12. Кинетическая энергия фотоэлектронов …
1) зависит от энергии света и его интенсивности
2) зависит от интенсивности света и не зависит от его энергии
3) зависит от энергии света и не зависит от его интенсивности
5) не зависит от энергии света и его интенсивности
13. Красная граница фотоэффекта описывается
1) массой фотонов 2) частотой фотонов 3) временем жизни фотонов
4) массой и частотой фотонов
14. Красная граница фотоэффекта зависит от…
1) рода вещества
2) температуры
3) давления
4) массы
1
1
2
3
3
3
4
3
5
2
Правильный ответ
6
7
8
9
3
1
2
1
10
2
11
4
12
3
13
2
14
1
Тест 3
1. Заряд атома…
1) положителен
2) отрицателен
2. Заряд атомного ядра…
1) положителен
2) отрицателен
3) заряд зависит от вида вещества
4) нейтрален
3) заряд зависит от вида вещества
4) нейтрален
3. Изотопы – это вещества, у которых…
1) одинаковый заряд, но разные массы ядер
2) одинаковые массы, но разные заряды ядер
3) одинаковые массы и заряды ядер
4) одинаковые химические свойства
4. Атомное ядро состоит из…
1) протонов и электронов
2) нейтронов и электронов
4) только протонов
5. В ядре атома гелия 24 He протонов …
3) протонов и нейтронов
13
1) один
2) два
3) шесть
4) восемь
1
6. В ядре атома водорода 1 H протонов …
1) один
2) два
3) не одного 4) три
4
7. В атоме гелия 2 He электронов …
1) один
2) два
3) шесть
4) восемь
1
8. В атоме водорода 1 H электронов …
1) один
2) два
3) не одного 4) три
9. В ядре атома водорода 11 H нейтронов …
1) один
2) два
3) не одного 4) три
10. В ядре атома гелия 24 He нейтронов …
1) один
2) два
3) шесть
4) восемь
11. Электрон заряжен ….
1) положительно
2) отрицательно
3) нейтрален 4) заряд зависит от вида вещества, в
котором присутствует данный электрон
12. Протон заряжен ….
1) положительно
2) отрицательно
3) нейтрален 4) заряд зависит от вида вещества, в
котором присутствует данный электрон
13. Нейтрон заряжен ….
1) положительно
2) отрицательно
3) нейтрален 4) заряд зависит от вида вещества, в
котором присутствует данный электрон
14. В ядре атома азота 714N
1) 7 протонов
2) 14 протонов
3) 21 протона
4) ни одного
15. В ядре атома бора 49Ве
1) 4 нейтрона
2) 9 нейтронов
3) 2 нейтрона
4) 5 нейтронов
1
4
2
1
3
1
4
3
5
2
6
1
Правильные ответы
7
8
9
2
1
3
10
2
11
2
12
1
13
3
14
1
15
4
Вариативный список возможных тем рефератов
Реферат оформляется согласно общих требований, предъявляемых к данному виду работ,
на листах формата А4, с обязательным указанием библиографического списка. Объем реферата не
более 30 страниц.
1. Оптические явления в природе.
2. Полярные сияния.
3. Оптическая система глаза.
4. Физика зрения
5. Принцип работы электронного микроскопа.
6. Микроскоп. Разрешающая способность микроскопа.
7. Радиоактивные изотопы в природе, и на службе человеку.
8. Радиоактивные элементы Земли.
9. Биологическое действие ионизирующий излучений.
10. Радиация и проблемы экологии
11. Лазеры, их применение.
12. Лазерное излучение, его свойства и применение
13. Термоядерные реакции.
14. Современные ускорители частиц.
15. Космические лучи.
16. Экологические проблемы энергопотребления.
17. Атомные электростанции.
18. Атомная энергия и ее применение.
14
19. Многолучевые интерференционные установки.
20. Радуга - оптическое явление
21. Дифракционная теория радуги.
22. Миражи.
23. Получение призматических спектров.
24. Нелинейные явления в оптике.
25. «Ультрафиолетовая катастрофа»
26. Электронный микроскоп.
27. Дмитрий Иванович Менделеев и его вклад в физику атомного ядра.
28. Применение фотолюминесценции.
29. Ядерная энергетика и ее экологические проблемы.
30. Оптические явления в природе, связанные с преломлением света
31. Оптические явления в природе, связанные с рассеянием света
32. Стереоэффект
33. Фотоэлементы
34. Вклад Ньютона в оптическую науку
35. Эффект Зеемана
36. Природа люминесцирующих веществ
37. Эффект Мессбауэра.
38. Теория ядерных оболочек
39. Излучение Вавилова-Черенкова.
40. Физические основы голографии
Портфолио по лабораторным исследованиям
Рабочее портфолио по лабораторным работам должно содержать результаты всех
исследований, их
теоретическое и
экспериментальное обоснование, полную
обработку
экспериментальных данных с расчетом погрешностей и, при возможности, прогнозированием
дальнейших результатов.
6.2 Вопросы для промежуточной аттестации
Вопросы к зачету
1. Принцип суперпозиции. Способы наблюдения интерференции света.
2. Условия максимума и минимума интерференции.
3. Интерферометры.
4. Просветление оптики.
5. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля.
6. Дифракция Френеля на круглом отверстии.
7. Дифракция Фраунгофера на одной, нескольких щелях.
8. Дифракционная решетка как спектральный прибор.
9. Распространение, отражение и преломление света.
10. Полное внутреннее отражение.
11. Преломление на плоской и сферической поверхностях.
12. Зеркала.
13. Линзы, Формула линзы.
14. Оптические приборы.
15. Оптика глаза.
16. Естественный и поляризованный свет.
17. Поляризация при отражении, угол Брюстера.
18. Двойное лучепреломление.
15
19. Вращение плоскости поляризации в оптически активных средах.
20. Опыты Ньютона. Дисперсия. Скорость света в веществе.
Образец зачетного теста
Тест
1.
На верхнем рисунке изображено распределение интенсивности монохроматического света
на удалённом экране при его дифракции на 2-х щелях в опыте Юнга. Каково будет распределение
интенсивности света, если одну щель закрыть?
1. Кривая 1
2. Кривая 2
3. Кривая 3
4. Кривая 4
2.
На рисунке изображена зависимость интенсивности света на выходе двулучевого
интерферометра от разности хода интерферирующих лучей. Какое из утверждений ниже
справедливо?
1. Источник излучения точечный и монохроматический.
2. Источник точечный, но не монохроматический (его излучение имеет некоторую спектральную
ширину).
3. Источник монохроматический, но не точечный.
4. Источник и не точечный, и не монохроматический.
3. В опыте Юнга по интерференции света размер источника – b, расстояние от источника до щелей
– L, размер каждой щели – d, расстояние от щелей до экрана – a, длина волны света - l. При каком
расстоянии D между щелями может наблюдаться интерференция?
1. D < aλ/L
2. D < λL/a
3. D < λL/b
4. D < aλ/d
4. Как изменится интенсивность в точке наблюдения, если между точечным источником и экраном
поставить непрозрачный диск, закрывающий 1,5 зоны Френеля?
1. Увеличится в √2 раз.
2. Увеличится в 2 раза.
3. Останется неизменной.
4. Уменьшится в 2 раза.
5. Как изменится интенсивность света в фокусе линзы, если её диаметр увеличить в 2 раза?
1. Не изменится
2. Увеличится в 4 раза
3. Увеличится в 8 раз 4. Увеличится в 16 раз
6. Луч света падает на стеклянную пластинку. При угле падения, равному углу Брюстера
1. Преломлённый луч исчезает и остаётся только отражённый
2. Преломлённый луч полностью поляризован
3. Преломлённый и отражённый лучи перпендикулярны друг другу
4. Если в падающем луче вектор электрического поля перпендикулярен плоскости падения, то для
такого луча коэффициент отражения равен нулю.
16
7. Как изменится ширина полос в опыте Юнга, если одновременно уменьшить в 2 раза расстояние
между щелями и увеличить в 2 раза расстояние до экрана.
1. Не изменится 2. Увеличится в 2 раза 3. Увеличится в 4 раза 4. Уменьшится в 4 раза
8. Какое из перечисленных ниже явлений НЕ имеет места при прохождении света через
дифракционную решетку?
1. Разложение белого света в спектр.
2. Изменение частоты световой волны.
3. Пространственное перераспределение энергии световой волны и образование дифракционных
максимумов и минимумов;
4. Наложение друг на друга спектров разных порядков при освещении решётки белым светом
9. Появление цветных масляных полос на лужах связано с
1. Интерференцией 2. Дисперсией 3. Аберрацией
4. Окрашенностью масла
10. Фотоэффект состоит в
1 Упругом рассеянии фотонов свободными электронами
2 Поглощении фотона атомом с испусканием электрона
3. Поглощении фотона атомным ядром
4. Поглощении фотонов свободными электронами
Вопросы к экзамену
1. Интерференция света. Наблюдение интерференции: установка Юнга, бипризма Френеля,
бизеркало, билинза.
2. Интерференция в тонких пленках. Просветление оптических стёкол. Кольца Ньютона.
3. Дифракция света. Принцип Гюйгенса – Френеля. Зоны Френеля.
4. Дифракция Френеля, Фраунгофера.
5. Дифракционная решетка.
6. Дифракция рентгеновских лучей. Формула Вульфа – Брега.
7. Естественный, поляризованный свет. Поляризация света. Закон Брюстера. Закон Малюса.
8. Анализ поляризационного света.
9. Дисперсия света.
10. Поглощение света и рассеяние света.
11. Опыты по измерению скорости света.
12. Фотоны. Фотоэффект. Законы фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта.
13. Давление света. Опыты Лебедева.
14. Тепловое излучение и его законы.
15. Излучение а.ч.т. и его законы.
16. Гипотеза де-Бройля.
17. Дуализм природы света.
18. Лазер и его применение.
19. Соотношение неопределенности.
20. Волновая функция, ее физический смысл.
21. Квантование энергии частиц в потенциальной яме.
22. Прохождение частицы сквозь потенциальный барьер.
23. Планетарная модель атома. Опыт Резерфорда.
24. Постулаты Бора.
25. Атом водорода по Бору. Спектральные серии.
26. Модели атома.
27. Радиоактивность. Законы радиоактивного распада.
28. Ядерные реакции. Теория  - , - , - и нейтронного распада.
29. Цепная реакция, термоядерная реакция. Управление ими.
30. Ядерная энергетика.
Образец экзаменационного билета
17
Министерство образования и науки РФ
ФГБОУ ВПО «ИГПИ им. П.П. Ершова»
Кафедра ТиМПФТиП
Направление: Педагогическое образование. Профиль: Физическое образование
Семестровый экзамен – оптика и ядерная физика
Билет № 1(образец)
1. Тепловое излучение и его характеристики
2. Сгорает кусок бумаги. Является ли горение цепной реакцией?
3. Докажите, что уравнение Эйнштейна для фотоэффекта следует из закона сохранения энергии.
4. Опишите структуру ядра бора 5 В11.
5. Нарисовать изображение предмета
Зав. кафедры __________________ Сидоров О.В.
Министерство образования и науки РФ
ФГБОУ ВПО «ИГПИ им. П.П. Ершова»
Кафедра ТиМПФТиП
Направление: Педагогическое образование. Профиль: Физическое образование
Семестровый экзамен – оптика и ядерная физика
Билет № 2(образец)
1. Гипотеза де-Бройля. Дуализм природы света и вещества.
2. Почему рентгеновскую пленку хранят в свинцовых коробках?
3. Объясните происхождение светового давления на основе квантовой теории
4. Принадлежит ли к составу видимого света излучение, фотоны которого обладают
энергией 6 10- 19 Дж?
5. Нарисовать изображение предмета
Зав. кафедры __________________ Сидоров О.В.
1.
2.
экз.
3.
7 Учебно-методическое обеспечение дисциплины
7.1. Основная литература
Гершензон, Е.М. Электродинамика / Гершензон Е.М..–М.: Академия,2002 – 15 экз.
Детлаф, А.А. Курс физики / А.А. Детлаф, Б.М. Яворский – М.: Высшая школа, 2010. – 62
Трофимова, Т.И. Курс физики / Т.И. Трофимова. – М.: Академия, 2006. – 19 экз.
7.2 Дополнительная литература
1. Грабовский, Р.И. Курс физики/ Р.И. Грабовский – С-Пб.:Лань,
http://vk.com/doc41508733_260033087 (электронный ресурс)
2. Трофимова, Т.И. Курс физики / Трофимова Т.И. – М.: Высшая школа,2000 – 12 экз.
2008.
–
18
7.3 Периодические издания
Периодические издания представлены в интернет - ресурсах
7.4 Интернет-ресурсы
1. Электронно-библиотечная система elibrary http://elibrary.ru
2. Универсальная справочно-информационная полнотекстовая база данных “East View”
ООО «ИВИС» http://www.eastview.com/
3. Электронный справочник «Информио» http://www.informio.ru/
4. Электронно-библиотечная система "Университетская библиотека онлайн"
http://www.biblioclub.ru
5. www.physbook.ru – Электронный учебник по физики
6. www.libedu.ru – Ахманов и др. Физическая оптика
7. www. fiz.1september.ru - Журнал «Физика»
8. www. physics.ru - «Физика»
7.5 Методические указания и материалы по видам занятий
(или ссылка на учебно-методическое пособие по дисциплине).
Методические рекомендации преподавателю:
Для освоения дисциплины «Оптика и ядерная физика» используются знания, умения и
виды деятельности, сформированные в процессе изучения дисциплин «Математика» и школьного
курса «Физики». Знания, умения и личностные качества будущего специалиста, формируемые в
процессе изучения дисциплины «Оптика и ядерная физика», будут использоваться в дальнейшей
профессиональной деятельности.
Методические рекомендации студентам:
Студенту следует помнить, что дисциплина «Оптика и ядерная физика» предусматривает
обязательное посещение студентом лекций, практических занятий. Она реализуется через систему
аудиторных и домашних работ, входных и итоговых контрольных тестов, систему рефератов.
Самостоятельная работа студентов заключается в изучении ряда теоретических вопросов, в
выполнении домашних заданий с целью подготовки к практическим занятиям, выполнение
рефератов. Контроль над самостоятельной работой студентов и проверка их знаний проводится в
виде индивидуальной беседы, контрольных работ и т.д. В ходе изучения данной дисциплины
предусмотрены коллоквиум и экзамен.
При подготовке к практическим занятиям рекомендуется пользоваться следующими
планами
Интерференция света
Цель: 1. Повторение теоретического материала темы занятий.
2. Практическое применение теоретического материала при решении задач.
3. Контроль за самостоятельным изучением теоретического материала.
Рассматриваемые вопросы
1. Когерентность световых волн и способы ее осуществления.
2. Оптическая длина пути, условия максимума и минимума интерференции.
3. Интерферометры.
4. Применение интерференции в технике.
I. Подготовка к занятию
1. Повторить теоретический материал:
1. Дать определение:
 интерференции
 когерентности
 временной когерентности
 пространственной когерентности
19
 оптической разности хода
2. Записать формулы:
 условия максимума для интерференции
 условия минимума для интерференции
 для определения радиуса колец Ньютона
2. Указать способы получения когерентных лучей и описать ход лучей в каждом способе.
3.
Законспектировать
материал,
выносимый
на
самостоятельное
изучение:
«Интерферометры»
II. Работа в аудитории
1. Вопросы, выносимые на обсуждение:
а) Как изменится интерференционная картина, если установку поместить в воду?
б) Почему не возникает интерференции от двух фар удаленной автомашины?
в) Почему по мере удаления от центра кольца Ньютона располагаются все более тесно?
г) Почему масляные пятна на поверхности воды имеют радужную окраску?
д) Почему цвет одного и того же места поверхности мыльного пузыря непрерывно
изменяется?
2. Практический блок.
1. Отчет по самостоятельному изучению материала
2. Решение задач в аудитории по сборникам
3. Решение задач домашнего задания: 16.6, 16.12 , 16.13 - [1]
III. Литература
1. Волькенштейн, В.С. Сборник задач по общему курсу физики / Волькенштейн В.С. – М:
Наука, 1985.
2. Гершензон, Е.М. Оптика и атомная физика: Учебник / Гершензон Е.М, Малов Н.Н.,
Мансуров А.Н. –М.:Академия,2000
3. Трофимова, Т.И. Краткий курс физики / Т.И. Трофимова. – М.: Академия, 2006.
Дифракция света
Цель:
1. Повторение теоретического материала темы занятий.
2. Практическое применение теоретического материала при решении задач.
3. Контроль за самостоятельным изучением теоретического материала.
Рассматриваемые вопросы
1. Принцип Гюйгенса-Френеля.
2. Дифракция Френеля.
3. Дифракция Фраунгофера.
4. Дифракционная решетка.
I. Подготовка к занятию
1. Повторить теоретический материал:
1. Дать определение:
 зоны Френеля
 дифракции
 дифракция Фраунгофера
 дифракция Френеля
 дифракционной решетки
 постоянной дифракционной решетки
2. Записать формулы:
 условия максимума для дифракционной решетки
 Вульфа-Брега
2. Ответить письменно на вопрос: Как будет изменяться картина на экране при дифракции
Френеля на малом отверстии при приближении или удаления экрана наблюдения к (от)
препятствию (я)? Почему?
20
3. Законспектировать материал, выносимый на самостоятельное изучение:
«Дифракционная решетка и ее характеристики»
II. Работа в аудитории
1. Вопросы, выносимые на обсуждение:
а) Почему дифракция звуковых волн более очевидна в повседневном опыте, чем дифракция
световых волн?
б) Каким способом можно изготовить дифракционную решетку?
в) Как изменится дифракционная картина, если экран удалять от дифракционной решетки?
Почему?
2. Практический блок.
1. Отчет по самостоятельному изучению материала
2. Решение задач в аудитории по сборникам
3. Решение задач домашнего задания: 16.37, 16.40, 16.50 - [1]
III. Литература
1. Волькенштейн, В.С. Сборник задач по общему курсу физики / Волькенштейн В.С. – М:
Наука, 1985.
2. Гершензон, Е.М. Оптика и атомная физика: Учебник / Гершензон Е.М, Малов Н.Н.,
Мансуров А.Н. –М.:Академия,2000
3. Трофимова, Т.И. Краткий курс физики / Т.И. Трофимова. – М.: Академия, 2006
Поляризация света
Цель:
1. Повторение теоретического материала темы занятий.
2. Практическое применение теоретического материала при решении задач.
Рассматриваемые вопросы:
1. Явление поляризации света.
2. Способы поляризации света.
3. Вращение плоскости поляризации
I. Подготовка к занятию
1. Повторить теоретический материал:
1. Дать определение:
 естественного света
 поляризованного света
 линейно поляризованного света
 частично поляризованного света
 плоскости поляризации
 поляризатора
 анализатора
 закона Малюса
2. Записать формулы:
 угла Брюстера
 закон Малюса.
2. Ответить письменно на вопрос: Почему при повороте анализатора меняется окраска
изображения, полученного с помощью света, прошедшего поляризатор, кварцевую пластину и
анализатор?
II. Работа в аудитории
1. Вопросы, выносимые на обсуждение
а) Что будет, если при получении эллиптический поляризационного света на
кристаллическую пластинку будет падать естественный свет?
б) Почему вращают плоскость поляризации оптический активные вещества?
2. Практический блок
1. Решение задач в аудитории по сборникам
21
2. Решение задач домашнего задания: 16.61, 16.62, 16.66 - [1]
III. Литература
1. Волькенштейн, В.С. Сборник задач по общему курсу физики / Волькенштейн В.С. – М:
Наука, 1985.
2. Гершензон, Е.М. Оптика и атомная физика: Учебник / Гершензон Е.М, Малов Н.Н.,
Мансуров А.Н. –М.:Академия,2000
3. Трофимова, Т.И. Краткий курс физики / Т.И. Трофимова. – М.: Академия, 2006
Основные законы геометрической оптики
Цель: 1. Повторение теоретического материала темы занятий.
2. Практическое применение теоретического материала при решении задач.
Рассматриваемые вопросы
1. Основные понятия геометрической оптики.
2. Основные законы геометрической оптики.
I. Подготовка к занятию
1. Повторить теоретический материал:
1. Дать определение:
 светового луча
 принципа Ферма
 закона отражения
 закона преломления
 угла падения
 угла преломления
 абсолютного показателя преломления
 относительного показателя преломления
 полного отражения
2. Записать формулы:
 закона отражения
 закона преломления
 предельного угла полного отражения
2. Законспектировать решение задачи: На дне реки глубиной 2 м лежит предмет. Где будет
видеть его изображение человек, луч зрения которого составляет угол 30° с перпендикуляром к
поверхности воды?
22
Дано
Н=2м
β =30°
Найти
h, f - ?
Решение
Изображение предмета будет находиться в т. А1 пересечения продолжение преломленных лучей.
Точка А1 смещена относительно точки А на расстоянии
(Н – h)
по вертикали и на расстояние f по горизонтали.
Из треугольников А1ОС и А1 OD имеем:
f1 – f = h tgβ
f2 – f = h tgβ1
1
Из треугольников АКС и АКD имеем:
f1 = H tgα
f2 = H tgα1
2
Углы α1 и β1 можно представить как
α1 = α + Δ α
β1 = β + Δ β
Очевидно, что Δ α и Δ β малы, так как они дают разницу в углах падения и преломления луча в
глазе наблюдателя.
Из уравнений 1 получаем
f = f1 – h tgβ = f2 - h tg(β + Δ β)
Подставим значение уравнений 2, получим
f = H tgα – h tgβ = H tg(α + Δ α) – h tg(β + Δ β)
или
hH
tg (   )  tg
sin  cos  cos(    )
H
tg (    )  tg
cos cos(   ) sin 
Учитывая малость углов Δ α и Δ β:
sin Δ β= Δ β; sin Δ α= Δ α; cos Δ α= 1; cos Δ β=1
получаем
соs2  • ∆
:
h = Н ———————
соs2  • ∆
Из законов преломления
sin / sin = 1/n
sin( +∆) / sin( + ∆) = 1/n
23
sin  sin(    ) sin  cos   cos sin 


sin  sin(    ) sin  cos   cos  sin 
sin sin +∆ sincos = sin sin +∆ sincos 
 sin  cos 
cos 


 sin  cos n cos
Окончательно
cos 
(
)
cos
3
H
h 
n
Из закона преломления, зная, что показатель преломления воды 1,33, находим h = 1,22 м f=0,104 м.
II. Работа в аудитории
1. Вопросы, выносимые на обсуждение:
а) В каких случаях можно пользоваться представлением о световом луче?
б) В какой среде лучи света могут быть криволинейными?
в) В каких случаях свет, переходя из одной среды в другую, не преломляется?
г) Почему сидя у костра, мы видим предметы по другую сторону костра колеблющимися?
д) Почему трудно попасть в камень, лежащий на глубине в несколько десятков
сантиметров, если вы стоите на берегу?
2. Практический блок.
1. Применить принцип Ферма для доказательства закона отражения.
2. Решение задач в аудитории по сборникам
3. Решение задач домашнего задания: 15.13, 15.17, 15.18 – [1]
III. Литература
1. Волькенштейн, В.С. Сборник задач по общему курсу физики / Волькенштейн В.С. – М: Наука,
1985.
2. Трофимова, Т.И. Курс физики / Т.И. Трофимова – М.: Академия, 2006.
3. Трофимова, Т.И. Краткий курс физики / Т.И. Трофимова – М.: Высшая школа, 2000.
4. Дягилев, Ф.М. Пособие по физике / Дягилев Ф.М., Конев Ю.М. – Тюмень: Вектор бук лимитед,
1996.
Оптические системы
Цель: 1. Повторение теоретического материала темы занятий.
2. Практическое применение теоретического материала при решении задач.
3. Формирование умений студентов строить изображение в зеркалах и линзах.
4. Контроль за самостоятельным изучением теоретического материала.
Рассматриваемые вопросы
1. Основные элементы оптических систем.
I. Подготовка к занятию
1. Повторить теоретический материал:
2.Дать определение:
 фокуса сферического зеркала
 фокусного расстояния зеркала
 оптического центра зеркала
 оптической силы зеркала
 преломляющего угла призмы
 линзы
 фокуса линзы
 оптического центра линзы
 фокусного расстояния линзы
 оптической силы линзы
24
 фокальной плоскости линзы
3. Записать формулы:
 оптической силы зеркала
 увеличения зеркала
 угла отклонения лучей призмы
 главного фокусного расстояния линзы
 тонкой линзы
 поперечного увеличения линзы
 углового увеличения линзы
 продольного увеличения линзы.
2. Законспектировать материал, выносимый на самостоятельное изучение: «Глаз – как
оптическая система»
II. Работа в аудитории
1. Вопросы, выносимые на обсуждение
а) Почему на автобусах с наружной стороны устанавливают выпуклые зеркала?
б) В каких случаях в собирающей линзе получается действительное изображение, а в каких –
мнимое?
2. Практический блок
1. Отчет по самостоятельному изучению материала
2. Решение задач в аудитории по сборникам
3. Решение задач домашнего задания: 15.34, 15.37, 15.41, 15.42, 15.51
- [1]
III. Литература
1. Волькенштейн, В.С. Сборник задач по общему курсу физики / Волькенштейн В.С. – М: Наука,
1985.
2. Трофимова, Т.И. Курс физики / Т.И. Трофимова – М.: Академия, 2006.
3. Трофимова, Т.И. Краткий курс физики / Т.И. Трофимова – М.: Высшая школа, 2000.
4. Дягилев, Ф.М. Пособие по физике / Дягилев Ф.М., Конев Ю.М. – Тюмень: Вектор бук лимитед,
1996.
Квантовые свойства света
Цель: 1. Повторение теоретического материала темы занятий.
2. Практическое применение теоретического материала при решении задач.
3. Контроль за самостоятельным изучением теоретического материала.
Рассматриваемые вопросы:
1. Тепловое излучение.
2. Фотоэффект.
3. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта
I. Подготовка к занятию
1. Повторить теоретический материал:
1. Дать определение, ввести понятие:
 кванта
 фотоэффекта
 тока насыщения
 1-3 закон фотоэффекта
 красной границы фотоэффекта
 теплового излучения
 энергетической светимости
 испускательной способности
 поглащательной способности
 абсолютно черного тела
 функции Кирхгофа
25
 закона Стефана – Больцмана
 закона смещения Вина
2. Записать формулы:
 энергия кванта
 уравнения Эйнштейна
 красной границы фотоэффекта
 функции Кирхгофа
 закона Стефана – Больцмана
 закона смещения Вина
 формулы Планка
2. Письменно ответить на вопрос: Как измерить постоянную Планка?
3. Законспектировать материал, выносимый на самостоятельное изучение: «Фотоэлементы и
их применение»
II. Работа в аудитории
1. Вопросы, выносимые на обсуждение
а) Через вакуумный фотоэлемент протекает фототок насыщения. Если заполнить этот
фотоэлемент инертным газом, то сила фототока при той же освещенности резко изменяется. Как и
почему?
б) Почему для изготовления газонаполненных фотоэлементов обычно используют
инертные газы?
в) Излучает ли электромагнитные волны книга, которую вы читаете?
г) Почему температура всех тел в не отапливаемом помещении одинакова?
д) Как можно измерить температуру тела на расстоянии?
2. Практический блок
1. Отчет по самостоятельному изучению материала
2. Решение задач в аудитории по сборникам
3. Решение задач домашнего задания: 18.4, 18.9, 18.16, 19.16, 19.18 - [1]
III. Литература
1. Волькенштейн, В.С. Сборник задач по общему курсу физики / Волькенштейн В.С. – М:
Наука, 1985.
2. Гершензон, Е.М. Оптика и атомная физика: Учебник / Гершензон Е.М, Малов Н.Н.,
Мансуров А.Н. –М.:Академия,2000
3. Трофимова, Т.И. Краткий курс физики / Т.И. Трофимова. – М.: Академия, 2006
Планетарная модель атома. Постулаты Бора
Цель: 1. Повторение теоретического материала темы занятий.
2. Практическое применение теоретического материала при решении задач.
Рассматриваемые вопросы
1. Опыты Резерфорда по рассеиванию α-частиц
2. Планетарная модель атома.
3. Постулаты Бора.
4. Спектр водорода по Бору.
5. Квантование энергии, момента импульса электрона.
6. Спин электрона.
I. Подготовка к занятию
1. Повторить теоретический материал.
1. Дать определение:
 планетарной модели атома
 первого постулата Бора
 второго постулата Бора
26
 спектральной серии
2. Записать формулы:
 постоянной Ридберга
 обобщенной формулы Бальмера
 радиуса стационарной орбиты электрона
 квантования энергии
 квантования момента импульса
 магнитома Бора
II. Работа в аудитории
1. Вопросы, выносимые на обсуждение.
а) Для какой цели в опыте Резерфорда применялся люминесцирующий экран?
б) В чем заключается противоречие между ядерной моделью атома Резерфорда и законами
классической физики?
в) Чем определяется частота излучения атома водорода по теории Бора?
г) Какое состояние атома называется возбужденным?
д) Какая величина, характеризующая физическое состояние атома, по теории Бора должна
быть квантованной?
2. Практический блок.
1. Решение задач в аудитории по сборникам
2. Решение задач домашнего задания: 20.6, 20.12, 20.14 - [1]
III. Литература
1. Волькенштейн, В.С. Сборник задач по общему курсу физики / Волькенштейн В.С. – М:
Наука, 1985.
2. Гершензон, Е.М. Оптика и атомная физика: Учебник / Гершензон Е.М, Малов Н.Н.,
Мансуров А.Н. –М.:Академия,2000
3. Трофимова, Т.И. Краткий курс физики / Т.И. Трофимова. – М.: Академия, 2006
Радиоактивность
Цель: 1. Повторение теоретического материала темы занятий.
2. Практическое применение теоретического материала при решении задач.
Рассматриваемые вопросы
1. Опыты Резерфорда по рассеиванию α-частиц
2. Планетарная модель атома.
3. Постулаты Бора.
4. Спектр водорода по Бору.
5. Квантование энергии, момента импульса электрона.
6. Спин электрона.
I. Подготовка к занятию
1. Повторить теоретический материал.
1. Дать определение:
 радиоактивности
 естественной радиоактивности
 закона радиоактивности
 постоянной распада
 периода полураспада
 изотопа
 средней времени жизни изотопа
 закона сохранения зарядового числа
 закон сохранения массового числа
 материнского ядра
 дочернего ядра
27
  - излучения
2. Записать формулы:
 закона убывания радиоактивного вещества
 закона радиоактивного распада
 количества распавшихся ядер
 периода полураспада
 среднего времени жизни изотопа
  - распада
  - распада: электронный, позитронный, электронный захват
 спонтанного деления тяжелых ядер
II. Работа в аудитории
1. Вопросы, выносимые на обсуждение:
а) Чем сопровождается естественная радиоактивность?
б) Что означает знак «-»в законе убывания радиоактивности вещества?
в) Что происходит, если образовавшиеся ядра при радиоактивном распаде радиоактивны?
г) Какие крупные семейства естественно радиоактивных веществ вы знаете?
д) Какие существуют виды радиоактивного распада?
е) В чем заключен закон смещения при радиоактивных распадах?
2. Практический блок.
1. Решение задач в аудитории по сборникам
2. Решение задач домашнего задания: 21.11, 21.15, 21.21 - [1]
III. Литература
1. Волькенштейн, В.С. Сборник задач по общему курсу физики / Волькенштейн В.С. – М:
Наука, 1985.
2. Гершензон, Е.М. Оптика и атомная физика: Учебник / Гершензон Е.М, Малов Н.Н.,
Мансуров А.Н. –М.:Академия,2000
3. Трофимова, Т.И. Краткий курс физики / Т.И. Трофимова. – М.: Академия, 2006
При подготовке к лабораторным работам рекомендуется пользоваться специально
разработанными инструкциями, которые хранятся в специализированных лабораториях.
7.6 Программное обеспечение современных информационно-коммуникационных
технологий
Microsoft Excel, Word, Access и т.п.
8 Материально-техническое обеспечение дисциплины
1. Специализированная лаборатория «Оптики и электромагнетизма».
2. Средства мультимедиа.
3. Презентация лекционного материала.
28
9 Лист согласования рабочей программы
Направление подготовки: «050100 - Педагогическое образование»
код и наименование
Наименование и код профиля подготовки: «Физическое образование»
код и наименование
Дисциплина: Оптика и ядерная физика
код и наименование
Форма обучения: очная Учебный год 2011-2012
(очная, заочная)
РЕКОМЕНДОВАНА заседанием кафедры ТиМПФТиП
наименование кафедры
протокол № 1от "16" сентября 2011г.
Ответственный исполнитель, заведующий кафедрой
ТиМПФТиП ____________________________ О.В. Сидоров
наименование кафедры
подпись
СОГЛАСОВАНО:
Декан
Е.В. Ермакова
личная подпись
расшифровка подписи
расшифровка подписи
дата
дата
Начальник отдела информационно-библиотечного обслуживания
личная подпись
Л.Б. Гудилова
расшифровка подписи
дата
Рабочая программа зарегистрирована в УМО под номером
Начальник УМО
личная подпись
И.А. Коробейникова
расшифровка подписи
дата
29
Дополнения и изменения в рабочей программе
дисциплины на 2012/2013уч.г.
Внесенные изменения на 2012/2013 учебный год
УТВЕРЖДАЮ
Декан факультета
Е.В. Ермакова
(подпись, расшифровка подписи)
“10”сентября 2012 г
В рабочую программу вносятся следующие изменения:
1. Изменений нет.
Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры ТиМПФТиП
(дата, номер протокола заседания кафедры, подпись зав. кафедрой).
СОГЛАСОВАНО:
Заведующий кафедрой ТиМПФТиП
наименование кафедры
личная подпись
6.09.2012 г.
расшифровка подписи
дата
Начальник отдела информационно- библиотечного обслуживания (если связано с изменением
списка литературы)
личная подпись
Л.Б. Гудилова ___________
расшифровка подписи
дата
Дополнения и изменения внесены в электронную базу данных рабочих программ дисциплин
Начальник УМО
личная подпись
И.А. Коробейникова__________
расшифровка подписи
дата
30
Дополнения и изменения в рабочей программе
дисциплины на 2013/2014уч.г.
Внесенные изменения на 2013/2014 учебный год
УТВЕРЖДАЮ
Декан факультета
Е.В. Ермакова
(подпись, расшифровка подписи)
“20”сентября 2013 г
В рабочую программу вносятся следующие изменения:
1. Изменений нет.
Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры ТиМПФТиП
(дата, номер протокола заседания кафедры, подпись зав. кафедрой).
СОГЛАСОВАНО:
Заведующий кафедрой ТиМПФТиП
наименование кафедры
личная подпись
19.09.2013 г.
расшифровка подписи
дата
Начальник отдела информационно- библиотечного обслуживания (если связано с изменением
списка литературы)
личная подпись
Л.Б. Гудилова ___________
расшифровка подписи
дата
Дополнения и изменения внесены в электронную базу данных рабочих программ дисциплин
Начальник УМО
личная подпись
И.А. Коробейникова__________
расшифровка подписи
дата
31