Бакалавриат
2019/2020
Основы современной физики: атомная и ядерная физика
Статус:
Курс обязательный (Физика)
Направление:
03.03.02. Физика
Кто читает:
Факультет физики
Где читается:
Факультет физики
Когда читается:
3-й курс, 1 модуль
Формат изучения:
без онлайн-курса
Преподаватели:
Болдырев Кирилл Николаевич
Язык:
русский
Кредиты:
2
Контактные часы:
36
Программа дисциплины
Аннотация
Целями изучения дисциплины являются: ● обеспечение студентов современными знаниями по главным положениям атомной и ядерной физики, ее основных законов и явлений (экспериментальные и теоретические основы атомной и ядерной физики; физические принципы квантовой механики; строение и свойства атомов и молекул); ● знакомство с основами экспериментальными и теоретическими методами и подходами, применяемыми в этой области физики; ● получение навыка решения конкретных задач по теме курса, системного научного анализа проблем. В результате освоения курса студенты должны ● знать терминологию атомной и ядерной физики; ● представлять порядки физических величин, использующихся в ядерной физике; ● знать экспериментальные методы атомной и ядерной физики; ● ориентироваться в энергетической шкале масс, энергий связи; ● знать природу ядерных сил и современные модели ядра; ● обладать знаниями по основным методам и приемам для решения конкретных задач из области атомной и ядерной физики; ● демонстрировать способность и готовность системного научного анализа проблем (как природных, так и профессиональных) различного уровня сложности. Необходимыми для изучения дисциплины пререквизитами являются: ● квантовая механика ● общая физика (механика, термодинамика, электричество и магнетизм, оптика)
Цель освоения дисциплины
- Целями изучения дисциплины являются: ● обеспечение студентов современными знаниями по главным положениям атомной и ядерной физики, ее основных законов и явлений (экспериментальные и теоретические основы атомной и ядерной физики; физические принципы квантовой механики; строение и свойства атомов и молекул); ● знакомство с основами экспериментальными и теоретическими методами и подходами, применяемыми в этой области физики; ● получение навыка решения конкретных задач по теме курса, системного научного анализа проблем.
Планируемые результаты обучения
- знает терминологию атомной и ядерной физики
- обладает знаниями по основным методам и приемам для решения конкретных задач из области атомной и ядерной физики
- демонстрирует способность и готовность системного научного анализа проблем (как природных, так и профессиональных) различного уровня сложности
- знает природу ядерных сил и современные модели ядра
- знает экспериментальные методы атомной и ядерной физики
- ориентируется в энергетической шкале масс, энергий связи
Содержание учебной дисциплины
- Излучение черного тела. Спонтанное и индуцированное излучение.Термодинамика равновесного излучения. Спонтанные и индуцированные переходы, связь между ними. Лазер, мазер и их применение.
- Водородоподобный атом.Свойства водородоподобного атома, классификация состояний. Примеры водородоподобных атомов. Роль спин-орбитального взаимодействия и электрон-ядерного взаимодействия
- Тождественность частиц. Сложный атомТождественность частиц. Обменное взаимодействие. Термы сложного атома, правила Хунда. Спин-орбитальное взаимодействие в модели LS-связи
- Атом в магнитном поле.Эффект Зеемана: оптический эффект (простой и сложный), ЭПР, ЯМР. Эффекты Штерна-Герлаха и Эйнштейна-де Гааза. Спектроскопический множитель Ланде и "замораживание" орбитального момента.
- Строение ядра, ядерные модели, радиоактивностьСтроение ядра. Энергия связи, модель ядерных сил Юкавы. Капельная и оболочечная модели ядра. Виды распадов и их особенности. Изотопная датировка.
- Элементарные частицы и фундаментальные взаимодействияСтандартная модель: кварки и лептоны. Методы наблюдения частиц. Нейтрино: наблюдение, нейтринные пучки, нейтринные осцилляции
Элементы контроля
- Контрольная работаОценка за курс складывается из накопленной части (Н) и оценки за экзамен (Э). Итоговая оценка (ИО) вычисляется по формуле: ИО=0.6Н+0.4Э, округление при вычислении итоговой оценки производится по арифметическим правилам (дробная часть меньше 0.5 округляется в меньшую строну). Накопленная оценка выставляется по результатам оценки домашних заданий по каждой теме (Д1, Д2, Д3...) и оценки за контрольную работу (Кр). Н=0.25Кр+0.75(Д1+Д2+Д3+...)/N, где N — число домашних заданий, оценка округляется в пользу студента.
- Экзаменпроводится в форме письменной контрольной работы по всем темам курса. Длительность контрольной работы 3 часа. В экзаменационной работе 2 вопроса, один теоретический, один на расчет/экспериментальный.
- Домашние заданияДомашние задания включают в себя 3-5 задач по теме соответствующей недели. Сдача домашних заданий происходит в устанавливаемые преподавателем сроки. При оценке домашних заданий могут учитываться объяснения студента по применяемым подходам и методам решения.
Промежуточная аттестация
- Промежуточная аттестация (1 модуль)0.45 * Домашние задания + 0.15 * Контрольная работа + 0.4 * Экзамен
Список литературы
Рекомендуемая основная литература
- Гончарова Н.Г., Ишханов Б.С., Капитонов И.М. - Частицы и атомные ядра. Задачи с решениями и комментариями - Издательство "Физматлит" - 2013 - 448с. - ISBN: 978-5-9221-1459-2 - Текст электронный // ЭБС ЛАНЬ - URL: https://e.lanbook.com/book/59636
- Капитонов И.М. - Введение в физику ядра и частиц - Издательство "Физматлит" - 2010 - 512с. - ISBN: 978-5-9221-1250-5 - Текст электронный // ЭБС ЛАНЬ - URL: https://e.lanbook.com/book/2189
- Мухин К.Н. - Экспериментальная ядерная физика. В 3-х тт. Т. 1. Физика атомного ядра - Издательство "Лань" - 2009 - 384с. - ISBN: 978-5-8114-0739-2 - Текст электронный // ЭБС ЛАНЬ - URL: https://e.lanbook.com/book/277
- Мухин К.Н. - Экспериментальная ядерная физика. В 3-х тт. Т. 2. Физика ядерных реакций - Издательство "Лань" - 2009 - 326с. - ISBN: 978-5-8114-0740-8 - Текст электронный // ЭБС ЛАНЬ - URL: https://e.lanbook.com/book/279
- Мухин К.Н. - Экспериментальная ядерная физика. В 3-х тт. Т. 3. Физика элементарных частиц - Издательство "Лань" - 2008 - 432с. - ISBN: 978-5-8114-0741-5 - Текст электронный // ЭБС ЛАНЬ - URL: https://e.lanbook.com/book/280
- Общий курс физики: Учебное пособие для вузов: В 5 томах Том 1: Механика / Сивухин Д.В., - 6-е изд., стер. - М.:ФИЗМАТЛИТ, 2014. - 560 с.: 60x90 1/16 (Переплёт) ISBN 978-5-9221-1512-4
Рекомендуемая дополнительная литература
- Hofmann, P. (2008). Solid State Physics : An Introduction. Weinheim: Wiley-VCH. Retrieved from http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&site=eds-live&db=edsebk&AN=1103958
- Yuri M. Galperin. (n.d.). Introduction to Modern Solid State Physics. Retrieved from http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&site=eds-live&db=edsbas&AN=edsbas.FB1F97C2