Учебная программа курса для специальности 050201. 65 Математика с дополнительной специальностью 050203. 65 Физика

Вид материала

Учебная программа курса

Содержание Российской федерации Сферическая астрономия Небесная механика Галактическая и внегалактическая астрономия Космология и космогония. Содержание курса Тема 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ВСЕЛЕННОЙ Тема 3. ОСНОВЫ НЕБЕСНОЙ МЕХАНИКИ Тема 4. ФИЗИКА ПЛАНЕТНОЙ СИСТЕМЫ Тема 5. ФИЗИКА ЗВЕЗД Тема 6. ГАЛАКТИКИ. Тема 7. ЭВОЛЮЦИЯ ВСЕЛЕННОЙ Учебно-методическое обеспечение Дополнительная литература Обязательный минимум усвоения содержания дисциплины Методы исследования Вселенной Солнечная система и ее эволюция Звезды и их эволюция Галактика и ее эволюция. Вселенная и ее эволюция. ... Полное содержание

Подобный материал:

• Учебная программа курса для специальности 050203. 65 Физика с дополнительной специальностью, 127.56kb.
• Программа учебной дисциплины основы теоретической физики специальность «050203 физика, 446.4kb.
• Программа учебной дисциплины методы математической физики специальность «050201 математика, 145.93kb.
• Учебная программа курса для специальности 050203. 65 Физика с дополнительной специальностью, 283.66kb.
• Учебная программа курса для специальности 0321. 00 Математика с дополнительной специальностью, 376.54kb.
• Программа учебной дисциплины теория и методика обучения физике Для специальности 050203, 597.46kb.
• Программа учебной дисциплины современные средства оценивания результатов обучения., 288.12kb.
• Программа дисциплины опд. Ф. 04. 1 «Теория и методика обучения математике» Специальность, 184.43kb.
• Программа дисциплины теория алгоритмов специальность 050201. 65 «Математика» с дополнительной, 454.48kb.
• Программа учебной дисциплины избранные вопросы теории и методики обучения физике Для, 187.82kb.

Российская Федерация


Федеральное агентство по образованию


Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

Брянский государственный университет

имени академика И.Г. Петровского

Физико-математический факультет

Кафедра теоретической физики


Астрономия


Учебная программа курса для специальности 050201.65 Математика


с дополнительной специальностью 050203.65 Физика

Брянск-2009

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ


БРЯНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ АКАДЕМИКА И. Г. ПЕТРОВСКОГО


АСТРОНОМИЯ


Учебная программа курса по специальности 032100.00 «Математика»

с дополнительной специальностью «физика»


Брянск

2008


ББК 22.6я 73

М – 91


Учебная программа по дисциплине «Астрономия» составлена в соответствии с требованиями государственного образования стандарта высшего профессионального образования, принятого 31.012005, номер государственной регистрации 694 пед/сп. (новый); типовым учебным планом, утвержденным ректором Брянского госуниверситета в 2005г.

Предназначена для студентов специальности «Математика» с дополнительной специальностью «физика».

Составитель – к.п.н., доцент Е.В. Максименко

Рецензенты:

1. Г.В. Егоров, кандидат физико–математических наук, доцент БГУ.
   
2. Б.И. Корнев, кандидат физико–математических наук, доцент БГУ.
   

Утверждена на заседании кафедры теоретической физики БГУ

протокол № 3 от 15.11.2000г


Рекомендована к печати на заседании совета физико-математического факультета протокол № 31 от 25.12.2000г


Издательство Брянского

Государственного университета

имени академика И.Г.Петровского, 2008 г.


Объяснительная записка

Программа курса астрономии разработана в соответствии с Государственным образовательным стандартом по специальности 050201.65 “Математика ”с дополнительной специальностью 050203.65 "Физика", входящей в образовательное направление “Естествознание”.

Из общей характеристики специальности и направлений деятельности специалиста вытекают требования к минимуму содержания и уровню его подготовки.

Успешно завершив обучение в вузе, учитель физики и астрономии должен обладать научно-гуманистическим мировоззрением, знать основные закономерности развития природы и общества, иметь сформированное представление о физической картине мира, знать формы и методы научного познания и их эволюцию, владеть различными способами познания и освоения окружающего мира, понимать роль науки в развитии окружающего мира В этом отношении роль астрономии трудно переоценить. Она всегда была и остается мировоззренческой наукой, глубокое знание ее положений для учителя физики является основой его представлений о мире, в котором мы живем.

Будущий учитель, как требует Государственный Стандарт высшего профессионального образования, должен владеть системой знаний о человеке как о существе духовном, как личности и индивидуальности, о взаимосвязях физического, психического и социального здоровья человека, природы и общества. И здесь астрофизические знания играют существенную роль. С древности астрономия - одна из наиболее "человеческих" наук. Сделанные с ее помощью предсказания (например, разливы Нила в Древнем Египте) и выводы нередко определяли судьбу целых народов и, в то же время, отдельных личностей. Астрономия всегда помогала человеку понять свое место в Мироздании.

Осознание личностной и социальной значимости своей профессии выпускник подтверждает знаниями о закономерностях и принципах образовательного процесса и умением использовать их в своей будущей деятельности. Для этого он должен обладать культурой общения, мышления и речи, владеть профессиональным языком, уметь адекватно выражать и научно обосновывать положения предметной области знаний.

Будущий учитель физики и астрономии должен быть психологически и методически готов к работе в междисциплинарных областях науки, владеть современными методами поиска, обработки и использования информации, уметь адаптировать информацию для адресата. Учитель должен быть психологически готов к критическому пересмотру своих позиций в условиях развития науки, к выбору новых форм и методов работы, к развитию своих творческих способностей.

В последнее время общество уделяет достаточно серьезное внимание поиску новых образовательных технологий, в частности, компьютерных технологий. Выпускник должен уметь использовать обучающие и развивающие возможности компьютера, должен уметь работать в системе INTERNET, в сайтах которого имеются многочисленные пакеты программ астрономического и астрофизического содержания.

Знакомство с современными концепциями естествознания позволит будущему учителю физики и астрономии ответственно решать вопросы взаимодействия человека и природы, активно участвовать в экологическом образовании и воспитании учащихся. Астрономия впервые ставит вопрос о том, что сохранение окружающей среды важно не только для Земли, но и для околоземного пространства, планет Солнечной системы и т.д.

Одной из функций образования во все времена было воспитание гражданина, преданного своей стране, своей родине. Астрофизика, как всякая настоящая наука, интернациональна, ее достижения в равной степени принадлежат всем. Студент должен знать какой вклад в развитие астрономии внесли отечественные ученые, благо нам есть чем гордиться и на кого равняться.

Студент должен понимать логику построения изучаемого предмета, выделять минимум содержания для сохранения целостного представления об изучаемой науке.

Государственный Образовательный Стандарт высшего профессионального образования предусматривает изучение следующих разделов астрономии: основы сферической и практической астрономии, задачи и законы небесной механики, методы внеатмосферных исследований, геодезия, Солнечная Система, система Земля – Луна - Солнце, эволюция звезд, галактика и внегалактическая астрономия, законы Хаббла, расширение Вселенной, космология звезд и планетных систем, космологические модели, космическая экология.

Авторы Стандарта справедливо полагают, что явления, с которыми человечество сталкивается во Вселенной, должны объясняться с позиций современных астрофизических теорий и исследоваться с помощью физических методов.

В Стандарте изучение вопросов астрофизики вынесено за пределы общей и теоретической физики. Однако часть теоретических вопросов астрофизики и ее методов предлагается рассматривать в других учебных курсах.

В ходе учебного процесса кафедра оставляет за собой право производить перераспределение отведенного учебным планом времени на изучение различных тем курса, а также изменять последовательность изучения вопросов в пределах программы. Некоторые вопросы, не относящиеся к основным, достаточно хорошо освещенные в учебной литературе, выносятся на самостоятельное изучение или же рассматриваются только на лабораторных занятиях.


Выписка

из государственного стандарта высшего профессионального образования

ДПП.Ф.05

Астрономия Сферическая астрономия. Небесные координаты. Видимое годичное движение Солнца, его причины и следствия. Система счета времени. Календари, их задачи и основы. Небесная механика. Строение и кинематика Солнечной системы. Движение Луны. Обобщенные законы Кеплера. Задача многих тел. Методы расчета траектории космических полетов. Основы астрофизики и методы астрофизических исследований. Методы астрофотометрии. Элементы теоретической астрофизики. Природа тел Солнечной системы. Физика Солнца. Две группы больших планет. Малые тела Солнечной системы. Звезды. Основные характеристики звезд. Кратные звезды. Физические переменные звезды. Внутреннее строение звезд. Эволюция звезд. Галактическая и внегалактическая астрономия. Галактика. Звездные скопления и ассоциации. Собственные движения и лучевые скорости звезд. Внегалактическая астрономия Космология и космогония. Элементы релятивистской космологии. Модель "горячей" Вселенной. Философские и методологические вопросы.

200

Объем и сроки изучения курса

Всего часов	Всего аудиторных	Лекции	Лаборат. работы	Объем самостоят. работы
200	66	34	32	134

Время обучения (по семестрам)	Общий объем	Форма итогового контроля
9	90	зачет
10	110	экзамен

Содержание курса

Тема 1. ВВЕДЕНИЕ В АСТРОНОМИЮ.

Общий объем изучения -14 ч.

Объем аудиторных занятий -4ч.

Из них: лекций -2ч., лабораторных занятий –2ч.

Объем самостоятельной работы - 10ч.

Предмет астрономии. Разделы современной астрономии. Роль астрофизики в формировании естественнонаучной картины мира. Превращение оптической астрономии во всеволновую астрофизику.


Тема 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ВСЕЛЕННОЙ.

Общий объем изучения - 44ч.

Объем аудиторных занятий -14ч.

Из них: лекций -4ч, лабораторных занятий – 10ч.

Объем самостоятельной работы - 30ч.

Предмет, задачи и методы астрометрии, связанной со строением Солнечной Системы.

Небесная сфера. Небесные координаты. Звездная величина. Звездная карта. Кульминации. Эклиптика. Время и его измерение, календарь. Определение географических координат по астрономическим явлениям.

Роль астрофизических методов в современной науке о Вселенной. Основы астрофизики: свойства излучения и основы спектрального анализа, физика излучающего газа, нетепловые механизмы излучения, эффекты Доплера, Зеемана и Штарка, эффект Комптона, методы измерения температуры, определение химического состава и плотности небесных тел, элементы физики плазмы.

Всеволновое электромагнитное излучение: инструменты и методы оптической астрономии, их основные характеристики, современная астрофотометрия.

ИК- и УФ - астрономия: приборы и их характеристики. Космические ИК -телескопы. Космические УФ-телескопы.

Радиотелескопы, их характеристики, принцип работы радиоинтерферометра с большой базой. Космические радиотелескопы.

Рентгеновская и Гамма-астрономия: физические принципы устройства таких телескопов, их характеристики. Физическая природа гамма-вспышек, особенности детектирования. Космические обсерватории.

Нейтринная астрономия. Нейтрино как физический объект, его роль во Вселенной. Особенности нейтринной астрономии.

Астрофизика космических лучей. История открытия, методы изучения космических лучей.

Гравитационно-волновая астрономия. ОТО и гравитационные волны. Детекторы гравитационных волн.


Тема 3. ОСНОВЫ НЕБЕСНОЙ МЕХАНИКИ

Общий объем изучения - 32ч.

Объем аудиторных занятий -12ч.

Из них: лекций -4ч, лабораторных занятий –8ч.

Объем самостоятельной работы - 20ч.

Законы небесной ме­ханики. Определение размеров и расстояний до тел Солнечной системы. Определение масс тел. Законы Кеплера. Задача двух тел и задача трех и N тел. Движение небесных тел при действии на них силы тяжести. Методы расчетов траекторий полета космических аппаратов. Определение орбит небесных тел. Расчет орбит и дат запуска космических аппаратов к другим планетам.


Тема 4. ФИЗИКА ПЛАНЕТНОЙ СИСТЕМЫ

Общий объем изучения - 30ч.

Объем аудиторных занятий -10ч.

Из них: лекций -6ч, лабораторных занятий –4ч .

Объем самостоятельной работы - 20ч.

Структура и масштаб Солнечной Системы: планеты, астероиды, кометы, метеоры и метеориты. Пространственное расположение планет, условия их видимости. Внутреннее строение планет и их атмосфер. Спутники планет. Земля. Проблемы современной космической геодезии. Система Земля - Луна. Солнечно - лунные затмения.

Элементы планетной космогонии. Предмет, задачи и методы космогонии. Закономерности в солнечной системе. Современный взгляд на происхождение Солнечной системы и её эволюцию.


Тема 5. ФИЗИКА ЗВЕЗД

Общий объем изучения - 32ч.

Объем аудиторных занятий -12ч.

Из них: лекций – 8ч, лабораторных занятий – 4ч.

Объем самостоятельной работы - 20 ч.

Предмет звездной астрофизики, её задачи, средства и методы исследования.

Солнце - ближайшая звезда. Строение Солнца. Строение солнечной атмосферы. Спектр излучения Солнца. Источники солнечной энергии. Солнечная активность. Солнечно - земные связи.

Физические характеристики звезд: звездная величина, светимость, температура, масса, радиус. Расстояния до звезд. Вращение и магнитные поля звезд. Внутреннее строение звезд: модели звезд, физические условия в недрах звезд, источники энергии звезд.

Спектральная классификация. Диаграмма "Спектр-светимость ".

Кратные и переменные звезды: общие характеристики двойных звезд, визуально-двойные звезды, спектрально-двойные звезды. Затменно-переменные звезды.

Физически переменные звезды. Пульсирующие переменные, эруптивные переменные. Нейтронные звезды. Рентгеновские звезды. Пульсары. Двойные пульсары и ОТО. Черные дыры. Новые и Сверхновые: история открытия и физические особенности Сверхновых Ι и ΙΙ типа.

Происхождение и эволюция звезд. Происхождение химических элементов.


Тема 6. ГАЛАКТИКИ.

Общий объем изучения - 30ч.

Объем аудиторных занятий -10ч.

Из них: лекций – 6ч, лабораторных занятий – 4ч.

Объем самостоятельной работы - 20ч.

Предмет, задачи, средства и методы исследования нашей Галактики, ее структура. Радиоизлучение водорода. Распределение звезд в Галактике.

Физические процессы в туманностях. Звездные скопления и ассоциации. Межзвездный газ и пыль. Космические лучи в Галактике. Магнитное поле Галактики. Галактические радиоисточники.

Собственные движения и лучевые скорости звезд. Движение Солнечной Системы.

Классификация галактик, физические свойства галактик, красное смещение в спектрах галактик. Ядра галактик и их активность. Взаимодействующие галактики.

Масштабы галактического мира. Закон Хаббла. Расширение Вселенной. Реликтовое излучение. Радиогалактики и квазары.

Элементы космической экологии. Предмет, задачи, средства и методы исследования космической экологии. Физические аспекты экологии: температура, давление, обмен веществом, невесомость, энергетически обмен.

Тема 7. ЭВОЛЮЦИЯ ВСЕЛЕННОЙ

Общий объем изучения -18ч

Объем аудиторных занятий -4ч.

Из них: лекций – 4ч.

Объем самостоятельной работы – 14 ч.

Понятие современной естественнонаучной картины мира. Физическая картина мира как составная часть естественнонаучной картины мира. Космогония и космология. Строение и эволюция Вселенной Крупномасштабная структура Вселенной Жизнь во Вселенной. Внеземные цивилизации Практическое значение современных астрономических исследований.

Учебно-методическое обеспечение

Основная литература

1. Кононович Э.В., Мороз В.И. Общий курс астрономии. – М.: Издательство УРСС.-2004.
   
2. Воронцов-Вельяминов Б. А. Астрономия: Учебник для II класса сред. школы. - М.: Просвещение, 1987. -159с.
   
3. Дагаев М.М., Демин В.Г., Климишин И.А., Чаругин В.М. Астро­номия: Уч. пособие для студентов физико - математич. ф-тов пед. ин-тов. - М.: Просвещение, 1983. -384с.
   
4. Засов А.В., Кононович Э.В. Астрономия: Учебник для 11 кл. общеобр. учрежд. 2-е изд.- М.: Просвещение, 1996. - 160с.
   
5. Климишин И.А. Астрономия наших дней. – М.: Наука, 1986.
   
6. Мартынов Д.Я. Курс практической астрономии. – М.:
   
7. Мартынов Д.Я. Курс общей астрономии. – М.:
   
8. Физика космоса. Маленькая энциклопедия. – М.: Совет. энциклопедия, 1986.
   

Задачники

1. Воронцов-Вельяминов Б.А. Сборник задач по астрономии. – М.: Просвещение, 1980. -56с.

2. Разбитная Е.П. Программированные задания по астрономии. - М.: Просвещение, 1981. - 80с.

Дополнительная литература

1. Гинзбург В.Л Какие проблемы физики и астрофизики представляются сейчас особенно важными и интересными (тридцать лет спустя, причем уже на пороге ХХIвека)?/ / УФН, 1999, т.169, №4, с.419 – 441.
   
2. Гинзбург В.Л. О науке, о себе и других. – М.: Наука, 1997
   
3. Гинзбург В.Л. О физике и астрофизике. – М.: Наука,1992.
   
4. Дагаев М.М. Лабораторный практикум по курсу общей астрономии. Учеб. пособие для ин-тов. Изд. 2-е. – М.: Высшая школа, 1972. – 424с.
   
5. Дагаев М.М., Чаругин В.М. Астрофизика: Книга для чтения по астрономии. - М.: Просвещение, 1988. -207с.
   
6. Климишин И.А. Релятивистская астрономия. – М.: Наука, 1983 - 208с.
   
7. Левитан Е.П. Астрономия. – М.: Просвещение, 1998.
   
8. Левитан Е.П. Астрономия: Учебное пособие для средних проф. тех. училищ - М.: Высшая школа, 1979. -136с.
   
9. Левитан Е.П. Основы обучения астрономии. – М.: Высшая школа,1987.
   
10. Левитан Е.П. Методика преподавания астрономии в средней школе. – М.: Просвещение, 1965.
    
11. Методика преподавания астрономии в средней школе/ Воронцов-Вельминов Б.А. и др. - М.: Просвещение, 1985. -240с.
    
12. Новиков И.Д. Как взорвалась Вселенная. – М.: Наука: библиотечка “Квант”, 1988, вып.68.
    
13. Новиков И.Д. Черные дыры во Вселенной. – М.: Знание,1977
    
14. Энциклопедический словарь юного астронома. - М.: Педагогика,1997 -320с.
    
15. Периодические издания: "Наука и жизнь", "Звездочет", "Земля и Вселенная", "В мире науки" и др.
    

Методические разработки кафедры

Егоров Г.В., Максименко Е.В. Лабораторно – практические занятия по астрофизике Брянск, БГПУ. 1999. 24с

Интернет – ресурсы

1. http:/astronet.ru
   
2. http:/astrogalaxy.ru
   
3. http:/krugosvet.ru
   
4. http:/nature.ru
   
5. http:/kosmofizika.ru
   
6. http:/www.sao.ru/Doc-k8/
   
7. http:/elementy.ru/news
   
8. http:/nasa.ru
   
9. http:/www.colege.ru
   
10. http:/www.edu.ru