Введение в практическую астрономию. Учебный курс





Скачать 191.57 Kb.
НазваниеВведение в практическую астрономию. Учебный курс
Дата публикации07.03.2016
Размер191.57 Kb.
ТипУчебный курс
100-bal.ru > Астрономия > Учебный курс
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Физический факультет

Кафедра общей физики

Нестеренко А.Р. Нестеренко И.Н., Гиенко Е.Г.

Введение в практическую астрономию.

Учебный курс

Новосибирск 2012
Учебный курс «Введение в практическую астрономию» состоит из следующих частей: Основы ориентирования на звездном небе: системы координат. Основы небесной механики. Устройство телескопов разных типов. Обслуживание и эксплуатация телескопов. Основные правила проведения наблюдений звезд, поверхности Луны, Солнца. Проведение наблюдений с использованием автоматизированных средств. Автоматизированные Спектроскопические наблюдения.

Основной целью курса «.Введение в практическую астрономию»
является обучение студентов физического факультета во втором семестре третьего курса практическим навыкам работы на оптическом, спектроскопическом, астрофизическом оборудовании. С целью закрепления знаний полученных на оптическом и атомном практикумах при изучении реальных , природных объектов. Обучение способности ориентирования по звездам. Обучение основам небесной механики.

В ходе прохождения практикума студенты обучаются работе с астрофизическими и специальными измерительными приборами, детекторами излучения, аналогово-цифровыми преобразователями сигналов, ПЗС камерами, источниками спектрального и ионизирующего излучения, с методикой проведения астрофизических и спектроскопических измерений, представлению полученных и обработанных результатов в форме научного отчета.

Учебный курс " Введение в практическую астрономию " разработан в рамках реализации задачи 1 «Развития образовательного процесса» Программы развития НГУ. . Необходимость разработки такого курса обусловлена внедрением на физическом факультете новой концепции организации учебного процесса, отвечающий ФГОС ВПО третьего поколения, а также соответствующей требованиям, предусматривающим увеличение самостоятельной работы студентов и обеспечение индивидуальной траектории обучения, и направлена на формирование профессиональных компетенций бакалавров. Курс является совершенно новым и никогда не существовал в НГУ. Эта разработка должна позволить открыть целое направление на физическом факультете и разрабатывается в связи с внесением изменений в программу обучения на физическом факультете , соответствующих ФГОС 3-го поколения.

Авторы: Нестеренко И.Н., Нестеренко А.Р., Гиенко Е.Г.

Программа учебного курса подготовлена в рамках реализации Программы развития НИУ-НГУ на 2009-2018 г. г.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Новосибирский государственный университет

УТВЕРЖДАЮ

_______________________
"_____"__________________2012 г.

Введение в практическую астрономию

Программа учебного курса


Направление подготовки

01120(физика)

Профиль подготовки

_____________________

Квалификация (степень) выпускника

Бакалавр
Город Новосибирск

Год 2012

1.Цели учебной практики курса «Введение в практическую астрономию»

Основной целью «Введение в практическую астрономию» является обучение студентов физического факультета во втором семестре третьего курса практическим навыкам работы на оптическом, спектроскопическом, астрофизическом оборудовании. С целью закрепления знаний полученных на оптическом и атомном практикумах при наблюдении и изучении реальных, природных объектов.

Обучение способности ориентирования по звездам. Обучение основам небесной механики. В ходе прохождения практикума студенты обучаются работе с астрофизическими и специальными измерительными приборами, детекторами излучения, аналогово-цифровыми преобразователями сигналов, ПЗС камерами, источниками спектрального и ионизирующего излучения, с методикой проведения астрофизических и спектроскопических измерений, представлению полученных и обработанных результатов в форме научного отчета.

Особой задачей Астрофизического практикума и обсерватории КОФ ФФ НГУ является повышение мотивации у школьников и студентов к занятиям прикладной астрофизикой, а в дальнейшем прикладной физикой.
2. Задачи учебной практики курса Введение в практическую астрономию
Задачами учебной практики являются:

  • Обучение способности самостоятельного проведения астрофизических наблюдений и измерений.

  • Практическое изучение оптических, астрофизических, спектрометрических и спектроскопических приборов, физического принципа действия этих приборов, их характеристик, особенностей и точности измерений этими приборами.

  • Обучение применению детектирующих приборов для измерения различных оптических сигналов и спектров.

  • Обучение проводить оценки погрешностей измерений, правильного представления результатов.

Особая задача курса «Астрофизический практикум» - обучение проведению самостоятельной работы на современном научном оборудовании и подготовка студентов к работе в специализированных практикумах магистратуры физического факультета НГУ и восполнение рядов потенциальных преподавателей курса «Астрономия и Астрофизика» в ВУЗах и школах.

3. Место учебной практики в структуре ООП бакалавриата

«Введение в практическую астрономию» существует в НГУ с 1998 года. Данный практикум предваряет работу в специализированных лабораториях университета, в институтах СО РАН, СУНЦ НГУ и школах при прохождении обязательной педагогической нагрузки в аспирантуре ФФ НГУ. Задачей практикума является подготовка студентов к работе в лабораториях, использующих оптическую диагностику и для преподавательской работы. Курс постоянно обновляется, совершенствуется и автоматизируется по мере обновления приборного парка обсерватории и появления новых задач. В настоящее время в обсерватории «Введение в практическую астрономию» поставлен ряд различных исследовательских курсовых. В большинстве работ задания формулируются таким образом, чтобы выполняя исследовательскую работу, студент исследовал какое-либо физическое явление и, проведя измерения, имел возможность сравнить свой результат со справочными данными мировых баз данных, либо литературными данными и оценить, таким образом, качество своих измерений.

Содержание тем исследовательских работ соответствует теоретическим курсам, которые читаются в процессе обучения в бакалавриате ФФ. Курс (Введение в практическую астрономию) НГУ сохраняет актуальность и является сегодня необходимым и достаточным для изучения современного парка научных приборов, используемых в экспериментальной физике при подготовке профессионала физика исследователя и физика преподавателя. Компьютеры внедряются как дополнительный элемент, ускоряющий процесс сбора и обработки информации. Студенты исследуют естественные, наблюдаемые явления.

Сравнение исследовательских работ с лабораторными работами ГАИШ МГУ, Спб ГУ, Иркутским и Казанским университетами показало, что курс астрофизического практикума НГУ соответствует аналогичным курсам исследовательских работ студентов и сравним с ними. По уровню оснащенности наблюдений уровень астрофизического практикума превосходит аналогичные курсы в плане автоматизации исследований.
4. Формы проведения учебной практики

Учебная практика проводится в форме: исследовательских курсовых работ, c предварительным обучением приемам работы на оптическом, интерфейсном и астрофизическом оборудовании. Подготовлена материальная база и программного обеспечение для участия студентов в практической работе по обеспечению функционирования обсерватории в режиме удаленного пользователя для студентов и школьников других ВУЗов и школ.
5. Место и время проведения учебной практики

Студенты второго и третьего курса физического факультета проходят учебную практику по курсу “ Введение в практическую астрономию ” в обсерватории Вега Новосибирского государственного университета в четвертом или шестом семестре. Обсерватория находится на крыше лабораторного корпуса НГУ, пультовая комната обсерватории находится на 7 этаже лабораторного корпуса НГУ.
6. Компетенции обучающегося, формируемые в результате прохождения учебной практики

В результате прохождения данной учебной практики обучающийся должен приобрести следующие практические навыки, умения, универсальные и профессиональные компетенции:

  • Иметь четкое представление о строении небесной сферы и способах ориентирования по звездам.

  • назначении, физическом принципе работы и особенностях применения астрофизических, оптических и спектрометрических приборов различных типов и систем.

  • Иметь представление об основных положениях теории погрешностей.

  • Иметь четкое представление о назначении, физическом принципе работы и особенностях применения аналогоцифровых преобразователях сигналов, ПЗС камер и другого интерфейсного оборудования

  • Знать, как правильно юстировать и настраивать основные типы телескопов и спектроскопических приборов, источников излучения, и детектирующих устройств.

  • Определять состав неизвестных спектров звезд по известным спектрам. Понимать пределы и погрешности возможных измерений спектрометров и телескопов.

  • Уметь оценить надежность (погрешность) своих измерений и правильно представить результат.

  • Получить навыки работы с автоматизированными системами для исследований в области атомной спектроскопии и фотометрии

  • Закрепить полученные при прохождении предыдущих практикумов КОФ ФФ навыки работы на электроизмерительном, спектроскопическом и оптическом оборудовании.

  • Уметь оформить полученные результаты по правилам оформления научных статей.


7. Структура и содержание учебной практики
Общая трудоемкость учебной практики составляет 2 зачетные единицы, 72 часа, в том числе 36 часа аудиторных.



Раздел дисциплины

Семестр

Неделя семестра

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах)

Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра)

Форма промежуточной аттестации (по семестрам)

Лекция

Практ. занятия

Самост. работа

Контр. работа

Зачет

Экзамен

1

Техника безопасности, вводный инструктаж и ознакомительная лекция.

2

1

1



















2

Основы ориентирования на звездном небе: системы координат. Основы небесной механики.

2

2-4




6

6










Оценки за сданные работы

3

Устройство телескопов 5 разных типов, используемых в УААК КОФ ФФ

2

5-7




6

6










Оценки за сданные работы

4

Обслуживание и эксплуатация телескопов.

2

8-10




4

4










Оценки за сданные работы

5

Основные правила проведения наблюдений звезд, планет, поверхности Луны, Солнца.

2

11-12




3

3










Оценки за сданные работы

6

Проведение наблюдений с использованием автоматизированных средств.

2

13-14




3

3










Оценки за сданные работы

7

Автоматизированные спектроскопические наблюдения.










4

4










Оценки за сданные работы

8

Спектроскопия Солнца и звезд










6

6










Оценки за сданные работы

9


Фотометрия Солнца и звезд










4

3










Оценки за сданные работы





Итого: 72 часа







1

36

35













Примеры содержания отдельных разделов и тем.

Основы ориентирования на звездном небе: системы координат. Основы небесной механики.

Цель практики: Обучение ориентированию по звездам. Знакомство с законами небесной механики. Ознакомление с системой небесных координат.

Устройство телескопов 5 разных типов (используемых в УААК КОФ ФФ).

Цель практики: Обучение навыкам работы на телескопах систем Максутова, Клевцова, Ричи Критьена. На телескопах рефракторах и рефлекторах.

Обслуживание и эксплуатация телескопов.

Цель практики: Обучение приемам работы с телескопами в летнее и зимнее время. Обучение приемам обслуживания и установки подвижных деталей монтировок телескопов. Обучение приемам юстировки и чистки оптических деталей телескопов.

Основные правила проведения наблюдений звезд, поверхности Луны. Техника безопасности при проведении солнечных наблюдений.

Цель практики: Обучение безопасным приемам наблюдений за Солнцем и звездами. Ознакомление со специальными фильтрами, изготовление фильтров.

Проведение наблюдений с использованием автоматизированных средств.

Цель практики: Обучение работе с использованием средств автоматизации- ПЗС камерами и интерфейсным оборудованием. Объяснение физического принципа работы ПЗС камер и возможностей ПЗС камер разных типов.

Автоматизированные спектроскопические наблюдения.

Цель практики: ознакомление с физическими основами устройства спектрометров нового поколения: спектрометров совмещенных с персональным компьютером, производства Ocean Optics.

Спектроскопия Солнца и звезд

Цель практики: обучение спектроскопическим измерениям, объяснение модели абсолютно черного тела, запись спектра Солнца, запись профилей отдельных линий спектра Солнца, изучение Фраунгоферовых линий в спектре Солнца, Изучение сериальных закономерностей в спектре Солнца,

Измерение температуры на поверхности Солнца, Изучение химического состава спектра Солнца.

Фотометрия Солнца и звезд.

Цель практики: Изучение приемов фотометрии. Изучение стационарной модели фотосферы Солнца.

Изучение переменных звезд с использованием фотометрии.
8. Образовательные, научно-исследовательские и научно-производственные технологии, используемые на учебной практике.

Курсовые и исследовательские работы практикума выполняются студентами самостоятельно, после ознакомления с методическими описаниями, и после пояснений преподавателя и инженера.

В ходе выполнения лабораторных работ студенты обучаются технологии автоматизированного наблюдения и исследования небесных объектов и оптических спектров.

В практикуме есть курсовые работы с так называемым “открытым концом”, то есть, после выполнения стандартных заданий студенту предоставляется возможность изменить ход наблюдения и исследования с целью получения дополнительных физических параметров или исследовать объекты с использованием других телескопов и ПЗС камер.

По известному спектру предлагается определить спектр звезд. По фотомертическим данным определять температуру на поверхности Солнца.

В конце семестра студенты самостоятельно выбирают тему для исследования из раздела Атомной физики и спектроскопии и самостоятельно готовят и проводят измерение и запись спектров и составляют отчет.

Это вырабатывает у них навык в написании статей для научных журналов и представлении научных докладов.
9.Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов на учебной практике
Перечень примерных контрольных вопросов и заданий для самостоятельной работы (в объеме часов, предусмотренных образовательным стандартом и рабочим учебным планом данной дисциплины):

  1. Показать на небесной сфере расположение небесных координат, обозначить эти координаты.

  2. Объяснить происхождение единиц измерения в Астрономии, перечислить основные единицы измерения и размерности.

  3. Чем отличается телескоп рефрактор от телескопа рефлектора. Нарисовать схему хода лучей для данных видов телескопов?

  4. Нарисовать схему хода лучей для телескопов системы Ньютона, Максутова, Клевцова и Ричи-Критьена. Дать объяснение в чем схожесть и различие этих оптических систем.

  5. Какими основными параметрами характеризуется телескоп?

  6. Как определяется увеличение телескопической системы?

  7. Какие основные виды аберраций третьего порядка существуют?

  8. Объяснить принцип работы ПЗС камер. Для чего нужно охлаждение ПЗС камер?

  9. На каких принципах основана классификация звезд? К какому классу относиться Солнце?

  10. Как образуются фраунгоферовы линии поглощения в спектрах звезд?

  11. Назвать основные спектральные классы звезд?

  12. Назвать основные методы измерения расстояний до звезд, до других галактик?

  13. Что такое красное смещение?

  14. Назвать серии в спектре водорода. К какой серри относится видимая область спектра, ультрафиолетовая, инфракрасная. Привести расчетные формулы для этих серий.

Подготовить краткий отчёт, конспект или реферат (26-40стр) о темах и заданиях практикума, как о научно-исследовательской работе с учётом часов, предусмотренных рабочим учебным планом данной дисциплины в НГУ.

Подготовить Курсовую работу и отчет по Курсовой работе (6-8 страниц) как о самостоятельной научно исследовательской работе с учетом часов, предусмотренных рабочим учебным планом для выполнения курсовой работы студента в Атомном практикуме. Подготовить презентацию результатов курсовой работы для защиты на завершающем занятии в практикуме.
10. Формы промежуточной аттестации (по итогам практики)

По окончанию изучения тем студент составляет письменный отчёт, представляет его преподавателю и защищает с оценкой по каждой теме. Так же студентом выполняется итоговая Курсовая работа по разделу «Астрофизика».

По итогам защиты всех тем и курсовой работы, как правило, с предъявлением презентации по теме курсовой работы, студенту выставляется дифференцированный зачет с проставлением оценки в экзаменационную ведомость и зачетную книжку студента.
11. Учебно-методическое и информационное обеспечение учебной практики

По всем темам, и курсовым работам есть учебно-методические материалы, доступные для студентов. На занятии студентам выдается методическое пособие к работе, выполненное в удобном формате и снабженное пометками о текущих изменениях в курсовой работе. Пособия по темам и курсовым работам доступны так же в Интернет, в том числе сети Новосибирского университета, библиотеке НГУ, читальном зале, киоске для продажи учебно-методической литературы НГУ.
Учебно-методическая литература, изданная преподавателями кафедры для данной дисциплины.


  1. Методическое пособие «Введение в практическую астрономию»  MERGEFIELD "ФИО" Нестеренко Альфия Рашитовна, Нестеренко Игорь Николаевич, Гиенко Елена Геннадьевна . РИЦ НГУ 2014 год и фильм с таким же названием выпущенный по программе НИУ НГУ 2014.

  2. Нестеренко М.И., Нестеренко А.Р., М.П. Маслов Обучающий фильм «Метеорные потоки и кометы. Регистрация метеорных потоков, комет и метеоритов» программа НИУ НГУ 2013 год

  3. М.И. Нестеренко, М.П. Маслов, А.Р. Нестеренко. Учебно-методическое пособие «Метеорные потоки и кометы. Регистрация метеорных потоков, комет и метеоритов». РИЦ НГУ 2014

  4. Нестеренко М.И. и др. Учебно-методическое пособие "Наблюдение Лунных вспышек. Автоматизированная система наблюдения за Лунной поверхностью", РИЦ НГУ 2014.

  5. «Атомная физика. Методическое пособие к лабораторным работам в 6 частях» Новосибирск. Изд. НГУ, 2010 год

  6. «Спектральная классификация звезд и спектроскопия Солнца».

  7. Методическое пособие, Нестеренко И. Н., Нестеренко А. Р. Новосибирск, Изд. НГУ, 2012 год

  8. «Атомная физика. Методическое пособие к лабораторным работам часть 1 Спектроскопия» Новосибирск. Изд. НГУ, 2010 год

  9. Нестеренко А.Р. Спектроскопия Солнца как вариант классической лабораторной работы по изучению сериальных закономерностей в спектре водорода // Физическое образование в ВУЗах, изд. Московского физ. общества Т. 4, 2005.

  10. Котельников И.А., Ступаков Г.В. Лекции по физике плазмы: Учеб. пособие для студентов физ. факультета НГУ. Новосибирск, 1996.


Дополнительная литература.

  1. Гибсон Э. Спокойное Солнце / Пер. с англ. М.: Мир, 1977.

  2. Зайдель А. Н. и др. Таблицы спектральных линий. 4-е изд. М.: Наука, 1977.

  3. Миронов А. В. Прецизионная фотометрия. М, 1997.

  4. Курс астрофизики и звездной астрономии. В 3 Т. / Под ред. А. А. Михайлова. 3-е изд. М.: Наука, 1973. Т. 1. 608 с. Гл. 18.

  5. Мартынов Д. Я. Курс общей астрофизики: Учеб. для ун-тов по спец. «Астрономия». 4-е изд., перераб. и доп. М.: Наука, 1988.

  6. Физика космоса. Маленькая энциклопедия / Гл. ред. С. Б. Пикельнер. М.: Сов. энциклопедия, 1976.

  7. Железняков В. В. Звездные атмосферы. М., 1977.

  8. Каплан С. А. Физика плазмы солнечной атмосферы. М.: Наука, 1977

  9. Основы физики межзвездной среды, Н.Г. Бочкарев, Москва, 2009 Кн.дом «Либроком»


12.Материально-техническое обеспечение учебной практики

Для проведения курсовых работ и изучения тем по курсу “ Введение в практическую астрономию ” используются 5 телескопов разных типов, экваториальная монтировка «Paramount”

Спектрометры производства Ocean Optics, спектрометр Solar, комплекты объективов, окуляров и фильтров. Персональные компьютеры, Система управления куполом обсерватории, блоки питания ФЭУ, интерфейсное оборудование, переносные монтировки, переносные металлические площадки для телескопов. Экваториальная монтировка компьютеризирована. Все оборудование соответствуют требованиям техники безопасности.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению и профилю подготовки01120(физика)
Автор (ы) __Нестеренко А.Р._________________________

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Введение в практическую астрономию. Учебный курс iconВведение в экономику
Совместный бакалавриат вшэ-рэш, 2013-14 учебный год, 1-й курс введение в экономику
Введение в практическую астрономию. Учебный курс iconУчебный план календарный учебный график
Перечень заданий, выявляющих практическую подготовку врача-клинического фармаколога
Введение в практическую астрономию. Учебный курс iconЭлективный курс «введение в психологию» 9 класс 17 часов
Элективный курс «Введение в психологию» разработан учителем 1 квалификационной категории Тукубаевой Ильсияр Амировной ( Зам директора...
Введение в практическую астрономию. Учебный курс iconУчебный курс Новосибирск 2013 учебный курс «История Франции»
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Введение в практическую астрономию. Учебный курс iconУчебный курс Новосибирск 2013 учебный курс «История Французского языка»
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Введение в практическую астрономию. Учебный курс iconУчебный курс Новосибирск 2013 учебный курс «Французские прецендентные тексты и перевод песни»
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Введение в практическую астрономию. Учебный курс iconПрограмма по формированию навыков безопасного поведения на дорогах...
Совместный бакалавриат вшэ-рэш, 2013-14 учебный год, 1-й курс введение в экономику
Введение в практическую астрономию. Учебный курс iconПрограмма «Введение в этнотолерантность» Учебный курс предпрофильной подготовки
Российская Федерация, являясь государством, объединяющим около 40 национально-территориальных формирований, несет на себе немалый...
Введение в практическую астрономию. Учебный курс iconРабочая программа учебного курса, предмета, дисциплины по информатике...
Курс ориентирован на учебный план, объемом 68 учебных часов (по 1 часу в неделю в 10 и 11 классах), согласно фк буп от 2004 года....
Введение в практическую астрономию. Учебный курс iconТаможенное право оглавление введение
Программа учебного курса по таможенному праву составлена для студентов, обучающихся по специальности «Юриспруденция». Данный учебный...
Введение в практическую астрономию. Учебный курс iconРабочая программа «Истоки» 7класс на 2012-2013 учебный год Разработчик:...
Учебный курс «Истоки», предлагаемый для учащихся 7 класса, является составной частью истоковедения целостного педагогического направления,...
Введение в практическую астрономию. Учебный курс iconУчебно-методический комплекс по дисциплине введение в специальность
...
Введение в практическую астрономию. Учебный курс iconМетодика преподавания
Математика как учебный предмет имеет большие возможности для раскрытия роли научных методов в познании окружающего нас мира. Одной...
Введение в практическую астрономию. Учебный курс iconРабочая программа курса «Информатика и информационно-коммуникационные...
КТ» является общеобразовательным курсом базового уровня, изучаемым в 10-11 классах. Курс ориентирован на учебный план, объемом 70...
Введение в практическую астрономию. Учебный курс iconРабочая программа дисциплины (модуля) спецсеминар «актуальные проблемы фразеологии»
«Введение в языкознание», «Введение в специальную филологию», «Основы межкультурной коммуникации», «Современный русский язык и культура...
Введение в практическую астрономию. Учебный курс iconПрограмма по формированию навыков безопасного поведения на дорогах...
Курс ориентирован на учебный план, объемом 68 учебных часов (по 1 часу в неделю в 10 и 11 классах), согласно фк буп от 2004 года....


Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
100-bal.ru
Поиск