Скачать 199.84 Kb.
|
УЧЕБНЫЙ ПЛАН Дисциплина ФИЗИКА И ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ Для подготовки бакалавров по направлению 222000 «Инноватика» (специальности: ИБМ 2, 3, 4, 5, 6) Семестр 4 (семестр завершается экзаменом по курсу) ▼ Аудиторные занятия
МОДУЛЬ 5: Основы квантовой теории и физики твердого тела Лекция 1. Элементы квантовой оптики Интегральные и спектральные характеристики теплового излучения. Законы Кирхгофа, Стефана Больцмана и Вина. Гипотеза и формула Планка. Квантовое объяснение законов фотоэффекта и эффекта Комптона. ОЛ-1: §1.1, 1.2, 1.4; ОЛ-2: § 1.1 – 1.7, 2.2, 2.4; ОЛ-4: § 1.1, 1.2, 1.5 Лекция 2. Корпускулярно-волновой дуализм материи. Уравнение Шредингера для стационарных состояний Волновые свойства микрочастиц. Гипотеза де Бройля. Дифракция микрочастиц. Принцип неопределенностей Гейзенберга. Задание состояния микрочастицы. Волновая функция, ее статистический смысл и условия, которым она должна удовлетворять. Уравнение Шредингера для стационарных состояний. Одномерная потенциальная яма и потенциальный барьер. Туннельный эффект. ОЛ-1: § 2.1 – 2.3, 3.1, 4.1 – 4.3; ОЛ-2: § 4.1 – 4.9; ОЛ-4: § 3.1 – 3.4, 4.1 – 4.3, 4.5 Лекция 3. Основы квантовой теории атома Спектр излучения атома водорода. Формула Бальмера. Ядерная модель атома. Постулаты Н. Бора. Энергия связи электрона. Стационарное уравнение Шредингера для атома водорода. Волновые функции и квантовые числа. Спин, собственные механический и магнитный моменты электрона. Опыт Штерна Герлаха. (Спонтанное и индуцированное излучение. Активные среды с инверсной заселенностью энергетических уровней. Оптические квантовые генераторы.) ОЛ-1: § 5.1 – 5.5, 5.7; ОЛ-2: § 3.1 - 3.6, 5.1, 5.15, 5.16; ОЛ-4: § 2.1 – 2.4, 6.1, 6.3 Лекция 4. Элементы физики твердого тела Электроны в периодическом поле кристалла. Образование энергетических зон для электронов в кристалле. Зонная структура в металлах, полупроводниках и диэлектриках. Уровень Ферми. Чистые и примесные полупроводники. Формирование и свойства р-n-перехода. Вольтамперная характеристика полупроводникового диода. Транзисторы и современные микросхемы, их применения. ОЛ-2: § 8.1, 8.2, 8.6, 9.5; ОЛ-3: § 4.1, 4.2, 4.4, 4.5. МОДУЛЬ 6: Концепции современного естествознания Лекция 5. Панорама современного естествознания Основные концепции природы и этапы формирования физической картины мира. Достижения современного естествознания. Квантовые объекты и приборы нанотехнологий. Квантовые ямы, квантовые нити, квантовые точки, углеродные нанотрубки. ОЛ-5: § 1.4, 1.5; ОЛ-1: П.1, П.2; ДЛ-10: Вв., Р.1 § 1.1 – 1.4 Лекция 6. Структурные уровни организации материи. Фундаментальные взаимодействия в природе и их объединения Структурные уровни организации материи в неживой природе. Физический вакуум. Уровни микро- и макромира. Мегамиры ми. Теория и этапы эволюции Вселенной. Единство микро- и мегамиров. Фундаментальные взаимодействия и их формализация. Исторические аспекты объединения фундаментальных взаимодействий. Теории объединения. ОЛ-5: § 2.1 – 2.10, 3.1 – 3.8; ДЛ-10: Р.2 § 4.1 – 4.5, 5.1, 5.2 Лекция 7. Принципы при формировании законов природы. Симметрия и ее связь с законами сохранения Принцип относительности, принцип неопределенностей, принцип дополнительности, принцип запрета, принцип соответствия, принцип симметрии/асимметрии, и ряд общенаучных принципов таких, как вариационный принцип, принцип суперпозиции, принцип положительной обратной связи, принцип корреляций. Принципы симметрии в неживой и живой природе. Симметрия кристаллов. Симметрия пространства и времени. Внутренние симметрии. Общие и частные законы сохранения. Связь законов сохранения со свойствами симметрии физических систем. ОЛ-5: § 5.1 – 5.8, 4.1 – 4.8; ДЛ-10: Р.2 § 3.6 Лекции 8. Порядок и хаос в природе. Синергетика и эволюция Хаотические системы. Порядок и беспорядок. Диссипативные структуры. Фазовые траектории и аттракторы. Фракталы. Точки бифуркации. Неравновесные состояния материи. Длина корреляции. Принципы организации и самоорганизации в живой и неживой природе. Синергетика: область исследований, задачи. Методы и модели синергетики. Эволюционно-синергетическая парадигма естествознания. ОЛ-5: § 7.1 – 7.8, 8.1 – 8.6; ДЛ-10: Р.3 § 5.1 – 5.4, Р.4 § 1.1, 1.2, 4.3
МОДУЛЬ 5: Основы квантовой теории и физики твердого тела Занятие 1. Элементы квантовой оптики Ауд.: ОЛ-6 задачи 6.235, 6.240, 5.20, 5.36 или ОЛ-7 задачи 5.268, 5.294, 5.85, 5.310 Дома: ОЛ-6 задачи 6.231, 5.19, 5.34 или ОЛ-7 задачи 5.264, 5.293, 5.308 Занятие 2. Основы квантовой механики Ауд.: ОЛ-6 задачи 5.89, 5.109, 5.125, 5.141, 5.156 или ОЛ-7 задачи 6.51, 6.72, 6.81, 6.95, 6.103(б) Дома: ОЛ-6 задачи 5.87, 5.108, 5.137 или ОЛ-7 задачи 6.50, 6.71, 6.91 Занятие 3. Основы квантовой теории атома Ауд.: ОЛ-6 задачи 5.57, 5.65 или ОЛ-7 задачи 6.22, 6.29; ОЛ-8, ОЛ-9 задачи 47.22, 47.32 Дома: ОЛ-6 задачи 5.58, 5.73 или ОЛ-7 задачи 6.23, 6.37; ОЛ-8, ОЛ-9 задача 47.26 Занятие 4. Элементы физики твердого тела Ауд.: ОЛ-8, ОЛ-9 задачи 51-47, 51-54, 51-64, 51-68 Дома: ОЛ-8, ОЛ-9 задачи 51-46, 51-63, 51-65 Занятие 5. Рубежный контроль № 1. Утверждение планов рефератов Ауд.: Написание и проверка контрольной работы по материалам лекций № 1 – 4. Утверждение подробного плана-содержания реферативной работы (часть 1). МОДУЛЬ 6: Концепции современного естествознания Занятие 6. Микро-, макро- и мегамиры. Фундаментальные взаимодействия в природе Ауд.: ОЛ-6 задачи 5.311, 5.314, 5.334, 2.1 или ОЛ-7 задачи 6.292, 6.295, 6.311, 3.1 Дома: ОЛ-6 задачи 5.312, 5.315 или ОЛ-7 задачи 6.293, 6.296 Занятие 7. Симметрия и ее связь с законами сохранения Ауд.: ОЛ-8, ОЛ-9 задачи 49.3, 49.6, 44.27; ОЛ-6 задача 5.331 или ОЛ-7 задача 6.308 Дома: ОЛ-8, ОЛ-9 задача 49.8; ОЛ-6 задача 5.332 или ОЛ-7 задача 6.309 Занятие 8. Рубежный контроль № 2. Утверждение рефератов Ауд.: Написание и проверка контрольной работы по материалам лекций № 5 – 8. Утверждение/защита реферативной работы (часть 2). Замечание. Номера задач, решаемых в аудиториях, надо рассматривать как рекомендованные. Примечание. Материалы, указанные в скобках, выносятся на самостоятельную проработку студентами. ▼ Самостоятельная подготовка МОДУЛЬ 5: Основы квантовой теории и физики твердого тела Реферативная работа (часть 1) Сроки выполнения: выдача - 1-я неделя, прием – 8-я неделя. Первая часть реферативной работы предусматривает со стороны студентов выбор темы, составление подробного план-содержания реферата и соответствующий библиографический поиск. Темы рефератов выбираются студентами из списка (Приложение А) и согласуются с преподавателем, руководящим написанием реферата. Допускается работа над одной темой небольшой группы студентов из двух трех человек. Подготовка к рубежному контролю по модулю 5 Рубежный контроль 1 проводится на 9/10 недели в часы семинарского занятия № 5. Вопросы для оценки знаний по модулю 5
МОДУЛЬ 6: Концепции современного естествознанияРеферативная работа (часть 2) Сроки выполнения: выдача - 8-я неделя, прием – 14-я неделя. Вторая часть реферативной работы предусматривает написание работы согласно утвержденному плану и общим требованиям к реферату (Приложение В) и последующую ее защиту в рамках РК № 2 (или в форме доклада на факультативной миниконференции). Подготовка к рубежному контролю по модулю 6 Рубежный контроль 2 проводится на 15/16 недели в часы семинарского занятия № 8. Вопросы для оценки знаний по модулю 6
▼ Рейтинговая система контроля освоения дисциплины 1. Результирующая оценка знаний студента по дисциплине складывается на основе обобщения (интеграции) оценок отдельных этапов работы студента: результатов различных форм текущего и промежуточного контроля. 2. Все формы текущего и промежуточного контроля оцениваются исходя из 100-балльной суммарной шкалы. 3. Оценки ниже минимальной границы, набранные в каждом модуле равносильны оценке «неудовлетворительно».
4. Дополнительные баллы. Студент может получить дополнительные аттестационные баллы, если он выполняет учебную работу, не предусмотренную календарным учебным планом, как-то: успешно принимает участие в физических олимпиадах и студенческих научных конференциях (с представлением доклада), занимается научной работой на кафедре физики и т.п. Сумма дополнительных баллов в каждом конкретном случае определяется заведующим кафедрой (не более 10 баллов за модуль, или 20 баллов – за семестр) по представлению лектора. 5. Выставление итоговой оценки: Необходимым условием получения положительной оценки по дисциплине за семестр является получение положительной аттестации по каждому модулю семестра, а также получение положительной оценки за заключительный контроль по семестру, осуществляемый в ходе приема экзамена. Минимальная положительная оценка за экзамен (в баллах) – 10, максимальная – 30 баллов. Процедура итогового контроля по дисциплине фиксируется в письменном виде, а продемонстрированные студентом знания и умения оцениваются в рейтинговых баллах. Оценка (в баллах), полученная на экзамене, суммируется с баллами, полученными за семестр. Перевод набранной суммы баллов в итоговую оценку по дисциплине в семестре осуществляется в соответствии с «Положением о модульно-рейтинговой системе в МГТУ им. Н.Э. Баумана»: – студент, получивший 60 и более рейтинговых баллов, получает право на получение итоговой оценки; – студент, получивший 85-100 рейтинговых баллов, может получить оценку «отлично» при условии наличия оценок «отлично» за рубежные контроли; − студент, получивший 71-84 рейтинговых баллов, может получить оценку «хорошо» при условии наличия оценок «хорошо» или «отлично» за рубежные контроли; – студент, получивший 60-70 рейтинговых баллов, может получить оценку «удовлетворительно». ▼ Основная и дополнительная литература Основная литература (ОЛ)
Дополнительная литература (ДЛ)
Методические пособия, изданные в МГТУ (МП) При подготовке к семинарским занятиям и при выполнении текущих домашних заданий студенты используют методические указания кафедральной разработки, которые также имеются в электронном виде на сайте кафедры http://fn.bmstu.ru/phys.
При проведении семинарских занятий №№ 4, 6, 7, относящихся к модулю 6, и выполнении соответствующих текущих домашних заданий используются раздаточные материалы (РМ-1, 2, 3), подготовленные методической комиссией кафедры и утвержденные на заседании кафедры, которые также имеются в электронном виде на сайте кафедры http://fn.bmstu.ru/phys. Приложение А Темы реферативной работы и рекомендуемая литература для рефератов Темы рефератов
Примечание. Допускается внесение изменений в тему реферата в виде дополнений и конкретизаций после соответствующего согласования с ведущим преподавателем. Литература для рефератов Аксенов Г.П. Причина времени. М.: Эдиториал УРСС, 2001. Ахромеева Т.С., Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г., Самарский А.А. Нестационарные структуры и диффузионный хаос. М.: Наука, 1992. Березинский В.С. Объединенные калибровочные теории и нестабильный протон // Природа. 1984. № 11. Берже П., Помо И., Видаль К. Порядок в хаосе: Пер. с англ. М.: Мир, 1991. Болотовский Б.М. Излучение быстрых частиц в преломляющей среде // Природа. 1984. № 10. Бор Н. Избранные труды: В 2 т. Т. 2. М.: Наука, 1971. Вайнберг С. Идейные основы единой теории слабых и электромагнитных взаимодействий // Успехи физ. наук. 1980. Т. 132. Вейль Г. Симметрия. М.: Наука, 1975. Вернадский В.И. Биосфера и ноосфера. М.: Наука, 1965. Вернадский В.И. Философские мысли натуралиста. М.: Наука, 1988. Вилли К., Детье В. Биология: (Биологические процессы и законы): Пер. с англ. М.: Мир, 1975. Вишневский И.Л., Лашер А.Н., Салли И.В. Энтропия в природе и обществе. М., 1994. Воробьев А.В., Быков А.С., Пашков Е.П., Рыбаков А.М. Микробиология: Учебник. М.: Медицина, 1998. Гейзенберг В. Физика и философия. Часть и целое. М.: Наука, 1989. Гельфер Я.М. Законы сохранения. М.: Наука, 1967. Гленсдорф П., Пригожин И. Термодинамическая теория структуры, устойчивости и флуктуаций: Пер. с англ. М.: Мир, 1973. Глэшоу Ш. Кварки с цветом и ароматом // Успехи физ. наук. 1976. Т.119. Гут А., Стейнхардт П. Раздувающаяся Вселенная // В мире науки. 1984. № 7. Даннеман Ф. История естествознания: В 2 т. Т. 1-2. М.: ОНТИ, НКТП, 1985. Де Витт Б. Квантовая гравитация // В мире науки. 1984. № 2. Дмитриев А.С., Старков С.О. Передача сообщения с использованием хаоса и классическая теория информации // Успехи современной радиоэлектроники. 1998. № 11. Долгов А.Д., Зельдович Я.Б., Сажин М.В. Космология ранней Вселенной. М.: Моск. университет, 1988. Дремин И.М. О глюонных струях // Успехи физ. наук. 1980. Т. 131. Дэвис П. Случайная Вселенная: Пер. с англ. М.: Мир, 1985. Зельдович Я.Б. Возможно ли образование Вселенной «из ничего»? // Природа. 1988. № 4. Инфельд Л., Эйнштейн А. Эволюция физики. М.: Наука, 1965. Капица С.П., Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г. Синергетика и прогнозы будущего. М.: Наука, 1997. Кейн Г. Современная физика элементарных частиц: Пер. с англ. М.: Мир, 1990. Клепиков Н.П. Силы торможения излучением и излучение заряженных частиц // Успехи физ. наук. 1985. Т. 146. Клечек Й., Янеш П. Вселенная и Земля. Прага: Артия, 1986. Климашкин И.А. Астрономия наших дней. М.: Наука, 1976. Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Законы эволюции и самоорганизации сложных систем. М.: Наука, 1994. Коган Г.С. Нейтрино во Вселенной // Природа. 1982. № 10. Компанеец А.С. Симметрия в микро- и макромире. М.: Наука, 1978. Копысов Ю.С. Нейтринная спектроскопия солнечных недр // Природа. 1983. № 8. Кузнецов В.И. Общая химия. Тенденции развития. М.: Высш. шк., 1989. Кутепов А.М., Полянин А.Д., Запрянов З.Д. и др. Химическая гидродинамика: Справ. пособие. М.: Квантум, 1996. Лейзер Д. Создавая картину Вселенной: Пер. с англ. М.: Мир, 1988. Мандельброт Б. Форма, случайность и размерность: Пер. с англ. М.: Мир, 1977. Моисеев Н.Н. Человек и ноосфера. М.: Прогресс, 1990. Мусил Я., Новакова О., Кунц К. Современная биохимия в схемах: Пер. с англ. М.: Мир, 1984. Небел Б. Наука об окружающей среде. Как устроен мир: Пер. с англ. М.: Мир, 1993. Николис Дж. Динамика иерархических структур: Пер. с англ. М.: Мир, 1989. Николис Г., Пригожин И. Самоорганизация в неравновесных системах: Пер. с англ. М.: Мир, 1979. Одум Ю. Основы экологии: Пер. с англ. М.: Мир, 1975. Окунь Л.Б. Открытие промежуточных бозонов // Успехи физ. наук. 1983. Т. 141. Окунь Л.Б. Физика элементарных частиц. М.: Наука, 1984. Планк М. Единство физической картины мира: Пер. с англ. М.: Мир, 1966. Пригожин И., Рерих Н. В поисках нового миропонимания: Пер. с англ. М.: Знание, 1991. Пригожин И., Стенгерс И. Время, хаос, квант. К решению парадокса времени: Пер. с англ. М.: Эдиториал УРСС, 2001. Ребби К. Решеточная теория удержания кварков // В мире науки. 1983. № 4. Реймерс Н.Ф. Популярный биологический словарь. М.: Наука, 1991. Рудой Ю.Г., Суханов А.Д. Информационный подход к описанию сложных природных объектов // Вестник РУДН, сер. ФЕНО. 1997. № 3. Рюэль Д. Случайность и хаос: Пер. с франц. Ижевск: НИЦ «РХД», 2001. Сажин М.В. Современная космология в популярном изложении. М.: Эдиториал УРСС, 2002. Сингер М., Берг П. Гены и геномы: В 2 т. Т. 1-2: Пер. с англ. М.: Мир, 1998. Струнников В.А. Клонирование животных: теория и практика // Природа. 1998. № 7. Трухин В.И., Показеев К.В., Куницын В.Е. Общая и экологическая геофизика. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике: Пер. с англ. М.: Мир, 1977. Фридман Д.З., ван Ньювенхойзен П. Скрытые измерения пространства–времени // В мире науки. 1985. № 5. Хакен Г. Синергетика: Пер. с англ. М.: Мир, 1980. Хокинг С. Край Вселенной // Природа. 1985. № 4. Хокинг С. От Большого взрыва до черных дыр. Краткая история времени: Пер. с англ. М.: Мир, 1980. Хокинг С., Израэль В. Общая теория относительности. Вводный обзор // Успехи физ. наук. 1981. Т. 133. Чёрный В.Г., Майорова В.И. Астрономия в космонавтике: Учеб. пособие для вузов. – М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2008. Черепащук А.М., Чернин А.Д. Вселенная, жизнь, черные дыры. Фрязино: «Век 2», 2004. Шафрановский И.И. Симметрия в природе. Л.: Недра, 1985. Шеннон К. Работы по теории информации и кибернетики: Пер. с англ. М.: Мир, 1963. Энциклопедия по информатике / Под ред. Д. А. Поспелова. М.: Просвещение, 1994. Яблоков А.В., Юсуфов А.Г. Эволюционное учение. М.: Высшая школа, 1989. Яншина Ф.Т. Эволюция взглядов В.И. Вернадского на биосферу и развитие учения о ноосфере. М.: Наука, 1996. Richter M., Amusia M.Ya., Bobashev S.V. and etc. Extreme Ultraviolet Laser Excites Atomic Giant Resonance // Phys. Rev. Letters. 2009. V. 102, 163002 [4 pages].Приложение В Общие требования к оформлению (написанию) реферата
3. В тексте реферата, в местах, где используются определения, положения, данные, полученные в ходе библиографического поиска, указываются ссылки в квадратных скобках на соответствующие номера источников информации, например, [1, 2]. 4. Заключение реферата на обороте листа подписывается студентами-исполнителями. Страницы реферата нумеруются, начиная с содержания-оглавления. Полностью оформленный, выверенный и распечатанный реферат сдается руководителю и подлежит соответствующей защите. |
![]() | Рабочая программа дисциплины Финансы и кредит Направление подготовки 222000 «Инноватика» Кроме того, целью подготовки бакалавров становится обучение умениям использования методов регулирования денежного обращения и процесса... | ![]() | Основная образовательная программа высшего профессионального образования... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования |
![]() | Рабочая программа учебной дисциплины Направление подготовки 222000. 62 «Инноватика» Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования | ![]() | Примерная основная образовательная программа высшего профессионального... Список профилей подготовки бакалавров по направлению физика Фундаментальная физика |
![]() | Рабочая программа дисциплины Теория и системы управления Направление... В процессе освоения материала студенты получают теоретические знания, которые закрепляются на практических занятиях | ![]() | Рабочая программа по курсу «уголовное право. Особенная часть» для... Список бакалавров, для которых предназначена дисциплина: Юриспруденция (030900. 62) |
![]() | Рабочая программа дисциплины Управление инновационной деятельностью... Недостаточное качество проектного управления в сфере инновационной деятельности является проблемой не только в России, но в мировой... | ![]() | Перечень образовательных программ подготовки бакалавров по специальностям,... Настоящий государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования (гос впо) регламентирует требования к основной... |
![]() | Рабочая программа учебной дисциплины физика для подготовки бакалавров... Фгос впо по направлению подготовки 021600. 62 «Гидрометеорология», по профилю «Агрометеорология», утверждённого приказом Министерства... | ![]() | Список профилей подготовки бакалавров по направлению 011200 Рекомендуемый список профилей подготовки бакалавров по направлению 011200 Физика |
![]() | Обучающихся по направлению 222000 Инноватика Магистерская диссертация.... Магистерская диссертация. Требования по содержанию, оформлению и защите. Учебное пособие. Составители: Т. А. Итс, С. Г. Редько, И.... | ![]() | Рабочая программа учебной дисциплины физика для подготовки бакалавров... Фгос впо по направлению подготовки 111100. 62 «Зоотехния», все профили утверждённого приказом Министерства образования и науки Российской... |
![]() | 4 Календарный учебный график. Учебный план. Аннотации учебных курсов,... Нормативные документы для разработки ооп впо по направлению подготовки 080100. 62 Экономика | ![]() | Рабочая программа учебной дисциплины физика для подготовки бакалавров... Фгос впо по направлению подготовки 111900. 62 «Ветеринарно-санитарная экспертиза», утверждена приказом Министерства образования и... |
![]() | Обучающихся по направлению 222000 Инноватика Выпускная работа бакалавра.... Выпускная работа бакалавра. Требования к содержанию, оформлению и защите. Учебное пособие. Составители: Т. А. Итс, А. В. Мандрик,... | ![]() | Рабочая программа дисциплины “Английский язык” для направления подготовки... Английский язык” для направления подготовки интегрированных бакалавров 011200 “Физика” |