Требования к результатам освоения содержания дисциплины

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование элементов следующих компетенций в соответствии с ФГОС ВПО и ООП ВПО по данному направлению подготовки (специальности):

а) общекультурных (ОК):

- использует в познавательной и профессиональной деятельности базовые знания в области математики и естественных наук, применяет методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-6);

- демонстрирует способность к письменной и устной коммуникации на родном языке, навыки культуры социального и делового общения (ОК-10);

- способен использовать базовые знания и навыки управления информацией для решения исследовательских профессиональных задач, соблюдает основные требования информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны (ОК-13);

- проявляет творческие качества (ОК-14);

- правильно ставит цели, проявляет настойчивость и выносливость в их достижении (ОК-15);

- заботится о качестве выполняемой работы (ОК-16);

- умеет работать самостоятельно и в команде (ОК-18);

б)профессиональных (ПК):

- способен эксплуатировать современную аппаратуру и оборудование для выполнения научно-исследовательских и лабораторных (ПК-15);

- применяет на практике приемы составления научно-технических отчетов, обзоров, аналитических карт и пояснительных записок (ПК-16).

 

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

знать:

· основные физические явления и основные законы атомной физики; границы их применимости, применение законов в важнейших практических приложениях;

· основные физические величины и физические константы, их определение, смысл, способы и единицы их измерения;

· фундаментальные физические опыты и их роль в развитии науки;

· назначение и принципы действия важнейших физических приборов;

уметь:

· объяснить основные наблюдаемые природные и техногенные явления и эффекты с позиций фундаментальных физических взаимодействий;

· указать, какие законы описывают данное явление или эффект;

· истолковывать смысл физических величин и понятий;

· записывать уравнения для физических величин в системе СИ;

· использовать различные методики физических измерений и обработки экспериментальных данных;

· использовать методы адекватного физического и математического моделирования, а также применять методы физико-математического анализа к решению конкретных естественнонаучных и технических проблем;

владеть базовыми концепциями и методами, развитыми в современном естествознании.

приобрести опыт деятельности в:

· использовании основных общефизических законов и принципов в важнейших практических приложениях;

· применении основных методов физико-математического анализа для решения естественнонаучных задач;

· обработке и интерпретировании результатов эксперимента;

· в пополнении физического знания на основе умений структурно-семантического анализа информации различного рода и происхождения, в том числе электронной.

 

Содержание и структура дисциплины (модуля)

Содержание разделов дисциплины

№ раздела	Наименование раздела	Содержание раздела	Форма текущего контроля
	Основные эксперименты, не укладывающиеся в рамки классических воззрений и приводящие к возникновению концепций новой атомной микрофизики	Тепловое излучение и люминесценция. Фотоэлектрический эффект. Формирование эталона размера для атома. Зондирование атомной структуры в экспериментах по рассеянию -частиц, рентгеновских лучей и электронов. Рассеяние электромагнитного излучения на свободных электронах. Интерференционные эффекты при рассеянии атомов (частиц) поверхностями кристаллов. Температурные зависимости теплоемкости двух- и многоатомных газов и кристаллов. Насыщающий характер «химических» сил.	устный опрос; письменные задания; собеседование; виртуальные и реальные ЛР; тесты действия; составление структурно-семантических схем учебного текста; метод проектов; контрольная работа; тестирование с помощью технических средств; домашнее задание
	Основные концепции старой квантовой теории	Постулаты Бора. Конструктивный постулат Бора о моменте импульса. Квантование одномерных периодических движений Бора-Зоммерфельда. Волны де-Бройля для свободных частиц. Стоячие волны. Квантование различных степеней свободы для сложного движения. Пространственное квантование в теории Бора-Зоммерфельда. Связь квазиклассического ВКБ-приближения для стоячих -волн с квантовой теорией Бора-Зоммерфельда.	устный опрос; письменные задания; собеседование; виртуальные ЛР; тесты действия; составление структурно-семантических схем учебного текста; метод проектов; контрольная работа; тестирование с помощью технических средств; домашнее задание
	Основные концепции новой квантовой теории	Уравнение Шредингера как обобщение и развитие идей де-Бройля. Квантование как проблема СЗ. Особенности формирования дискретного спектра. Роль граничных условий. Выделение независимых степеней свободы для частицы, движущейся в центральносимметричном поле. Уравнение для СЗ момента импульса и его проекции. Особенности формирования дискретного спектра в одно- и многомерных системах (в смысле степеней свободы). Нормировка волновых функций для финитных и инфинитных движений. Нестационарное уравнение Шредингера и переходы в квантовой системе. Принцип суперпозиции. Интерференция. Биения. Взаимосвязь спинового и орбитального моментов частицы.	устный опрос; письменные задания; собеседование; виртуальные ЛР; тесты действия; составление структурно-семантических схем учебного текста; метод проектов; контрольная работа; тестирование с помощью технических средств; домашнее задание
	Методы решения задачи многих тел в квантовой теории	Точное решение задачи двух тел. Одноэлектронное приближение. Факторизация волновой функции многоэлектронной системы. Погрешности одноэлектронного приближения. Метод самосогласованного поля- редукция задачи к одночастичному варианту. Слоистая электронная структура атомов и принцип Паули как обобщение эмпирических фактов об особенностях структуры. Гипотеза о спине электрона. Тождественность частиц. Правила заполнения электронных оболочек в атомах как единство 2-х принципов: минимума энергии свободной системы и принципа Паули. Взаимодействие моментов в системе многих частиц. Типы связи и природа связи. Прямые вариационные методы в квантовой теории многих тел.	устный опрос; письменные задания; собеседование; виртуальные ЛР; тесты действия; составление структурно-семантических схем учебного текста; метод проектов; контрольная работа; тестирование с помощью технических средств; домашнее задание
	Полуклассическая теория взаимодействия излучения и вещества (нерелятивистский подход)	Классической представление поля в нерелятивитской теории излучения. Дипольное приближение. Насыщение поглощения. Учет релаксации. Расчет времени жизни возбужденного состояния. Снятие спиновых запретов при излучении молекул. Формирование спектров молекул. Принцип Франка-Кондона.	устный опрос; письменные задания; собеседование; виртуальные ЛР; тесты действия; составление структурно-семантических схем учебного текста; метод проектов; контрольная работа; тестирование с помощью технических средств; домашнее задание

Структура дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы (108 часов)

Вид работы	Трудоемкость, часов
семестра		Всего
Общая трудоемкость
Аудиторная работа:
Лекции (Л)
Практические занятия (ПЗ)
Лабораторные работы (ЛР)
Самостоятельная работа:	89,5		89.5
Курсовой проект (КП), курсовая работа (КР)
Расчетно-графическое задание (РГЗ)
Реферат (Р)
Эссе (Э)
Самостоятельное изучение разделов
Контрольная работа (К)
Самоподготовка (проработка и повторение лекционного материала и материала учебников и учебных пособий, подготовка к лабораторным и практическим занятиям, коллоквиумам, рубежному контролю и т.д.),	29,5		29,5
Подготовка и сдача экзамена	4,5		4,5
Вид итогового контроля (зачет, экзамен)	Дифференцированный зачет

 

 

Разделы дисциплины, изучаемые в 4 семестре

 

№ раз- дела	Наименование разделов	Количество часов
Всего	Аудиторная работа	Вне- ауд. работа СР
Л	ПЗ	ЛР
	Основные эксперименты, не укладывающиеся в рамки классических воззрений и приводящие к возникновению концепций новой атомной микрофизики
	Основные концепции старой квантовой теории
	Основные концепции новой квантовой теории
	Методы решения задачи многих тел в квантовой теории
	Полуклассическая теория взаимодействия излучения и вещества (нерелятивистский подход)					25.5
	Итого:					89.5

 

 

Примечание к п.4.3: В рамках практических занятий по дисциплине предусмотрено проведение виртуальных лабораторных работ.

 

Лабораторные работы

№ ЛР	№ раздела	Наименование лабораторных работ	Кол-во часов
		Изучение монохроматора
		Тепловое излучение. Формула Планка.
		Спектр излучения атома водорода
		Спектр свечения щелочных металлов