Geum.ru

Методичні рекомендації для вивчення курсу «Фізика атома» за кредитно-модульною системою для студентів 3 курсу напрямку підготовки 0 4

Вид материалаМетодичні рекомендації

Содержание


Уклад.: Салтикова А.І. – Вид. центр СумДПУ імені А.С. Макаренка, 2009. - с.
НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ «Фізика атома»
Тематичний план навчального курсу
Зміст лекційного курсу
П Л АН практичних занять з курсу
Практичне завданя: 40..1-4.0.5, 40.7., 40.8 Д/З: 40.9, 40.11.
Семінар. Література
Розподіл балів за модулями та видами навчальної діяльності
Теоретичні питання до модульного контролю
Лабораторний практикум
Список лабораторних робіт
Графік виконання робіт
Тематика курсових робіт
Зміст самостійної роботи студентів
Вивчення курсу
Подобный материал:
  1   2   3


Міністерство освіти і науки України

Сумський державний педагогічний університет

імені А. С. Макаренка

Методичні матеріали

щодо організації навчального процесу

за кредитно-модульною системою

з курсу «Фізика атома»


для студентів 3 курсу фізико-математичного

факультету

Спеціальність: 6.040203 – Фізика


Суми – 2009

УДК 512.13(075.8)

ББК 22.1я73

М 54




Методичні рекомендації для вивчення курсу «Фізика атома» за кредитно-модульною системою для студентів 3 курсу напрямку підготовки 6.040203 – Фізика

Уклад.: Салтикова А.І. – Вид. центр СумДПУ імені А.С. Макаренка, 2009. - с.







Укладач: Салтикова А.І. – кандидат фізико-математичних наук, доцент кафедри експериментальної і теоретичної фізики СумДПУ імені А.С. Макаренка.


Затверджено вченою радою фізико-математичного факультету СумДПУ імені А.С. Макаренка

Протокол № ___ від______________ 2009 р.

УДК 539.19

ВВК 22.36я73


РОБОЧА ПРОГРАМА

НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ «Фізика атома»



1. Опис предмета навчальної дисципліни


Курс 3

Підготовка бакалаврів
Галузь знань, напрям підготовки, освітньо-кваліфікаційний рівень
Характеристика навчальної дисципліни

Кількість кредитів, відповідних ECTS: 6


Змістових модулів: 8


Загальна кількість годин: 216


Тижневих годин: 8
Галузь знань: 0402 – Фізико-математичні науки


Шифр та назва напряму підготовки:

6.040203 – Фізика;

6.040203 – Фізика*


Освітньо-кваліфікаційний рівень: бакалавр

Нормативна


Рік підготовки:3


Семестри: 5


Лекції : 50 годин


Практичні: 36 годин

Лабораторні: 54

Індивідуальні:

4 годин


Самостійна робота:

72 години


Вид підсумкового контролю: залік. екзамен



Метою та завданням навчального курсу є: формування цілісної сучасної фізичної картини світу на основі вивчення фізики атома, розкриття фізичних понять і означень фізичних величин, змісту моделей, законів, принципів, теорій.

Курс загальної фізики у педагогічному університеті є профілюючим для майбутнього вчителя фізики середньої школи. У процесі вивчення курсу загальної фізики має сформуватись уявлення, що створення узагальнюючих теорій базується на величезному експериментальному матеріалі, який здобувається самовідданою працею вчених, інженерів, винахідників; що фізика є основою сучасної техніки і технологій; що методи фізики широко використовуються в астрономії , хімії, біології, геології та інших галузях.

Особливість вивчення фізики в педагогічному університеті, в тому числі і атомної, полягає в тому, що студенти мають оволодіти системою вмінь і навичок, які б давали можливість ефективно передавати знання учням, виховувати в них допитливість, інтерес до знань, любов до творчої праці і винахідництва.

В результаті вивчення дисципліни студенти повинні:
  • знати:
    • - місце і роль фізики атома у формуванні сучасної фізичної картині світу.
    • - основні закони і співвідношення фізики атом



  • вміти:
    • обгрунтовувати суть фізичних явищ і законів, які їх описують
    • розв’язувати задачі з фізики атома
    • користуватися фізичними приладами та вимірювати фізичні величини
    • аналізувати літературу з проблем сучасної фізики і техніки.



ІІ. ЗМІСТ ДИСЦИПЛІНИ


Програма курсу розрахована на 50 год. лекційних,

36 год. практичних,

4 год. індивідуальних

54 год. лабораторних,

72 год. самостійних занять.

Всього - 216 год

Форми контролю - залік, екзамен


ТЕМАТИЧНИЙ ПЛАН НАВЧАЛЬНОГО КУРСУ


№

п/п
Назва змістового модуля
Аудиторні години
Самостійна робота

лекційні
практич
лабор

1
Експериментальні засади квантових уявлень
8
4
12
12

2
Корпускулярно-хвильовий дуалізм
6
4
8
8

3
Квантово-механічний опис атомних систем
4
4
-
6

4
Атом водню
8
6
6
12

5
Багатоелектронні атоми
8
8
10
10

6
Атоми в зовнішніх полях
4
2
-
4

7
Будова та спектри молекул
4
2
8
4

8
Квантові властивості твердих тіл
8
6
10
14



ЗМІСТ ЛЕКЦІЙНОГО КУРСУ



№ п/п
Тема та зміст лекції з висвітленням основних питань
Кількість годин

1
2
3

1.
Теплове випромінювання (ТВ) його властивості,кількісні характеристики, абсолютно чорне тіло (АЧТ), закон Кірхгофа, закони випромінювання АЧТ
2

2.
Теоретична модель утворення рівноважного ТВ. Формула Релея-Джінса і висновки з неї. Ультрафіолетова катастрофа. Гіпотеза і формула Планка. Універсальний характер формули. Стала Планка.
2

3.
Явище фотоефекту (ЯФ); закономірності, модель ЯФ на підставі уявлень класичної фізики. Квантова теорія фотоефекту, рівняння Ейнштейна для фотоефекту. Фотоелементи та їх застосування
2

4.
Ефект Комптона, теоретичне обгрунтування, дослідне вивчення. імпульс фотона. Досліди Боте, Вавілова та ін. фізиків для з'ясування природи світла. Властивості фотона. Корпускулярно-хвильовий дуалізм світла.
2

5.
Гіпотеза де Бройля. Дослідне підтвердження хвильових властивостей частинок речовини. Модельне уявлення хвиль де Бройля. Інтерпретація Борна. Корпускулярно-хвильовий дуалізм-загальна властивість фізичної матерії.
2

6.
Співвідношення невизначеності (СН) Гейзенберга. Досліди по підтвердженню або скасуванню СН. Обмеженість можливостей класичної фізики для опису руху мікрооб'єктів.Фізичний зміст СН. Природна ширина ліній випромінювання атомів.
2

7.
Хвильова функція (ХФ)-зміст, призначення, стандартні умови. Загальне рівняння Шредінгера (Ш), рівняння Ш для стаціонарних умов. Розв'язок рівняння Ш. Приклади рівняння Ш для певних умов.
2

8.
Задачі КМ. 1. Рух вільної частинки. 2 Частинка в одномірній потенціальній ямі з нескінчено високими стінками.
2

9.
Задачі КМ. 1 Визначення ХФ стану і характеристик лінійного гармонічного осцилятора. 2 Проходження частинки через потенціальний бар'єр кінцевої висоти
2

10.
Досліди Резерфорда по визначенню будови атома. Планетарна модель атома. Серіальні закономірності в спектрі випромінювання атома водню. Комбінаційний принцип Рітца. Протиріччя в уявленні про будову атома
2

11.
Теорія Бора атома водню. Визначення характеристик атома та їх узгодженість з дослідом. Дослідне підтвердження постулатів Бора. Обмеженість можливостей теорії Бора
2

12.
Теорія атома водню в КМ. Рівняння Шредінгера та його розв'язок. Радіальна і сферична хвильова функція, квантові числа. Стан атома. Виродження.
2

13.
Модель атома водню. Енергетична діаграма, правила відбору, спектр випромінювання. Узгодженість висновків теорії з дослідом
2

14.
Спін електрона. Хвильова функція атома з урахуванням спіна. Повний момент руху електрона. Теоретичне обгрунтування спіна. Спіновий магнітний момент. Спін орбітальна взаємодія. Енергетична діаграма атома водню, тонка структура ліній випромінювання
2

15.
Спектри випромінювання атомів лужних металів. Серіальні закономірності. Модель валентного електрона. Енергетична діаграма атомів. З'ясування серіальних закономірностей.
2

16.
Багато електронні атоми. Рівняння Ш, хвильова функція Наближені методи розв'язування задачі. Метод одноелектронної задачі. Хвильова функція електрона в складному атомі. Принцип Паулі
2

17.
Електронна оболонка складних атомів. Правила забудови. Електронна конфігурація оболонки. Періодичність в будові електронної оболонки. Періодичний закон. Таблиця елементів Менделєєва
2

18.
Сумарні характеристики електронної оболонки атома. Типи зв'язків в оболонці атома. Терм атома. Магнітний момент. Приклади
2

19.
Характеристичне рентгенівське випромінювання. Закон Мозлі. Спектри поглинання ХРВ. Дія РВ на живу і неживу речовину. Застосування РВ
2

20.
Атом в зовнішньому магнітному полі. Вплив магнітного поля на спектри випромінювання атомів. Простий і склад ний ефект Зеемана. Атом в зовнішньому електричному полі. Ефект Штарка.
2

21.
Молекула. Енергія молекули. Молекулярний спектр випромінювання і поглинання. Причина виникнення смугастого спектра.

2

22.
Спонтанне та вимушене випромінювання. Фізичні основи роботи лазерів.
2

23.
Теплоємність твердих тіл; модель теплоємності в класичній фізиці; теорія Ейнштейна; квантова теорія теплоємності (теорія Дебая)
2

24.
Провідність металів, квантова модель вільних електронів в металі. Зонна модель кристалів: рух електронів в періодичному полі, функція Блоха, Зони енергетичних станів електронів в кристалі
2

25.
Провідність кристалів. Напівпровідники. Власна і домішкова провідність. -Р-перехІд. Застосування напівпровідників
2



П Л АН

практичних занять з курсу

"Фізика атома"


Практичне заняття № 1.

Теоретичні питання: Теплове випромінювання.