Бакалавриат 2026/2027

Основы современной физики: Квантовая микрофизика

Статус: Курс обязательный (Физика)

Кто читает: Факультет физики

Где читается: Факультет физики

Когда читается: 3-й курс, 1, 2 модуль

Охват аудитории: для своего кампуса

Преподаватели: Гуденко Станислав Викторович, Моргун Леонид Александрович

Язык: русский

Кредиты: 4

Контактные часы: 64

Программа дисциплины

Аннотация

В курсе «Основы современной физики: Квантовая микрофизика» изучается круг физических явлений, связанных с микромиром и обусловленных процессами, происходящими внутри молекул, атомов, ядер и элементарных частиц. С использованием аппарата квантовой механики определяются состояния и энергетические спектры простейших водородоподобных и сложных атомов, ядер и элементарных частиц, различные процессы распада и синтеза ядер и частиц, принцип работы ядерного реактора. Рассмотрены также магнитные свойства микрочастиц, эффект Зеемана, туннельный эффект, принцип Паули, обменное взаимодействие. Обсуждаются кварковая структура адронов, сильное и слабое взаимодействия, законы сохранения и внутренние квантовые числа элементарных частиц, свойства лептонов.

Цель освоения дисциплины

• В ходе курса рассматриваются корпускулярные свойства электромагнитных волн, законы излучения абсолютно черного тела и принцип работы лазера, строение и характеристики молекул, атомных ядер и элементарных частиц, различные процессы распада и синтеза ядер и частиц, принцип работы ядерного реактора.

Планируемые результаты обучения

• Уметь описывать строение и свойства ядер
• Уметь описывать основные виды радиоактивного распада
• Уметь вычислять сечения реакций, решать задачи по теме "Ядерные реакции"
• Уметь перечислять основные типы элементарных частиц Стандартной модели
• Знать круг физических явлений, связанных с микромиром и обусловленных процессами, происходящими внутри молекул, атомов, ядер и элементарных частиц
• Знать различные процессы распада и синтеза ядер и частиц
• Обсудить кварковую структуру адронов, сильное и слабое взаимодействия, законы сохранения и внутренние квантовые числа элементарных частиц, свойства лептонов

Содержание учебной дисциплины

• Строение и свойства ядер
• Радиоактивность. Альфа, бета, гамма распады
• Ядерные реакции. Оценка сечений.
• Фундаментальные взаимодействия и частицы. Элементарные частицы
• Корпускулярные свойства электромагнитных волн. (Лекция 1).
• Волновые свойства частиц. (Лекция 2)
• Формализм нерелятивистской квантовой механики. (Лекция 3).
• Потенциальные ямы и барьеры. (Лекция 4
• Движение в центральном поле. Молекулы. (Лекция 5).
• Водородоподобные атомы. (Лекция 6)
• Тождественность частиц. Обменное взаимодействие. Сложные атомы. Спин-орбитальное взаимодействие. (Лекция 7)
• Атом в магнитном поле. Эффект Зеемана. Излучение, правила отбора. ЭПР и ЯМР. (Лекция 8)
• Строение и свойства ядер (Лекции 9, 10)
• Радиоактивность. Альфа, бета, гамма распады, спонтанное деление ядер (Лекции 11,12)
• Ядерные реакции. Оценка сечений (Лекции 13, 14)
• Фундаментальные взаимодействия и частицы. Элементарные частицы. (Лекции 15, 16)

Элементы контроля

• Контрольная работа
  две контрольные работы по темам домашних заданий,. Каждое домашнее задание должно быть оформлено в отдельной тетради. Контрольная работа включает письменное решение 3-4 задач по темам пройденного материала в течение 2 академических часов. Оценка за каждое задание выставляется по результатам контрольной работы и его проверки.э
• Домашнее задание
  Текущий контроль предусматривает выполнение двух домашних заданий (8-10 задач по каждой теме). Каждое домашнее задание должно быть оформлено в отдельной тетради.
• Экзамен
  Итоговый контроль - экзамен. Проводится устно. Студенты отвечают по билетам, содержащим теоретические вопросы (2) и задачи (2) по темам 1 и 2 заданий, затем проводится опрос по всей программе. Блокирующим элементом является экзамен

Промежуточная аттестация

• 2026/2027 1st module
  Текущий контроль предусматривает выполнение двух домашних заданий (7-10 задач по каждой теме) и две контрольные работы по темам домашних заданий. Каждое домашнее задание должно быть оформлено в отдельной тетради. Контрольная работа включает письменное решение 3-4 задач по темам пройденного материала в течение 2 академических часов. Оценка за каждое задание выставляется по результатам контрольной работы и его проверки.
• 2026/2027 2nd module
  0.6 * Экзамен + 0.2 * Контрольная работа + 0.2 * Домашнее задание

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

• Лекции по атомной физике, Ферми, Э., 1952
• Общий курс физики. Т.5: Атомная и ядерная физика, Сивухин, Д. В., 2008

Рекомендуемая дополнительная литература

• Квантовая физика : вводный курс, Гольдин, Л. Л., 2016
• Общий курс физики. Т. 5: Атомная и ядерная физика. Часть 2: Ядерная физика, Сивухин, Д. В., 1989

Авторы

• Пономарев Александр Александрович
• Панкратова Елена Игоревна