Физические основы современных технологий 3

Физические основы современных технологий 3

Номер

Академический год

2011/2012

Семестр

Кафедра

15

Профессиональная педагогика

Программа

Профессиональное обучение (по отраслям)»,

Профиль «Электроника, радиотехника и связь»

Гарант модуля

Шихова Ольга Фёдоровна, д.пед.н., профессор

Цели и задачи дисциплины, основные темы

Цели: целью преподавания дисциплины является ознакомление студентов бакалавриата с физическими основами наиболее востребованных современных технологий, указанных в приоритетных направлениях развития науки, технологий и техники в Российской Федерации.

Задачи: формирование у студентов научного мировоззрения, творческого, инженерного мышления; подготовка общетеоретической базы для прикладных и профилирующих дисциплин; расширение представлений о физической картине мира на примере знакомства с физическими основами современных технологий.

Знания: строения и свойств атомов и атомных ядер; классификаций элементарных частиц; биологического действия радиоактивных излучений; методов обнаружения и регистрации радиоактивных излучений; современных ядерных технологий.

Умения: приводить примеры практического использования ядерных реакций; пояснять: физическую сущность термоядерной реакции синтеза; устройство ядерных реакторов и принципов работы атомных электростанций; действие α -, β -, γ -лучей на организм человека.

Навыки: способность выявлять и объяснять естественнонаучную сущность современных технологий в профессионально-педагогической деятельности.

Лекции (основные темы): состав и характеристики атомного ядра; ядерные силы; радиоактивное превращение ядер; ядерные реакции и их применение; элементарные частицы; фундаментальные взаимодействия.

Практические занятия: атомное ядро, ядерные реакции; законы сохранения при ядерных реакциях.

Основная литература

1. Савельев, И.В. Курс физики: учебное пособие. В 3 т. – М.: Изд-во «Лань», 2008.

2. Детлаф, А.А. Курс физики: учебное пособие / А.А. Детлаф, Б.М. Яворский. – М.: Изд-во «Академия», 2007. – 720 с.

3. Чертов, А.Г. Задачник по физике / А.Г. Чертов, А.А. Воробьев. – М.: Изд-во «ФИЗМАТЛИТ», 2009. – 640 с.

Технические средства

Проектор, компьютер, экран

Компетенции

Приобретаются студентами при освоении модуля

Общекультурные

ОК-16. Способен выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессионально-педагогической деятельности.

ОК-17. Готов использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессионально-педагогической деятельности.

Профессиональные

ПК-25. Способен организовывать и контролировать технологический процесс в учебных мастерских, организациях и предприятиях.

Зачетных единиц

3

Форма прове-дения занятий

Лекции

Практические занятия

Лабораторные работы

Самостоятельная работа

Всего часов

28

28

–

52

Зачет

Условие зачета модуля

получение оценки «зачтено»

Форма проведе-ния самостоят-ельной работы

Подготовка к лекциям, практическим занятиям, коллоквиумам и зачету

З

Перечень модулей, знание которых необходимо для изучения модуля

Знать:

– строение и свойства атомов и атомных ядер;

– классификации элементарных частиц;

– биологическое действие радиоактивных излучений;

  – методов обнаружения и регистрации радиоактивных излучений;

– современных ядерных технологий.

уметь:

   – приводить примеры практического использования ядерных реакций;

– пояснять: физическую сущность термоядерной реакции синтеза; устройство ядерных реакторов и принципов работы атомных электростанций; действие α -, β -, γ -лучей на организм человека.

  владеть:

– навыками выявления и объяснения естественнонаучной сущности современных технологий в профессионально-педагогической деятельности.

Разделы дисциплин и виды занятий

Раздел

Дисциплины

Семестр

Неделя семестра

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

Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра)

Содержание разделов курса

4.3. Наименование тем практических работ, их содержание и объем в часах

5. Рекомендуемые образовательные технологии

     Для проработки и закрепления лекционного материала по дисциплине «Физические основы современных технологий 3» применяются:

6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.

6.1. Примерные варианты заданий для контрольных работ

Контрольная работа № 1

1. Масса препарата радиоактивного магния равна 0, 2 мкг. Определить начальную активность препарата и его активность через 1 час. Предполагается, что все атомы препарата радиоактивны.

2. Вычислить толщину слоя половинного ослабления параллельного пучка γ -лучей для воды, если линейный коэффициент ослабления равен 0, 047 см^–1.

3. Какую наименьшую энергию нужно затратить, чтобы оторвать один нейтрон от ядра ?

Контрольная работа № 2

1. Чугунная плита уменьшает интенсивность узкого пучка γ -лучей (энергия квантов 2, 8 МэВ) в 10 раз. Во сколько раз уменьшит интенсивность этого пучка свинцовая плита такой же толщины?

2. При соударении γ -фотона с дейтоном последний может расщепиться на 2 нуклона. Написать уравнение ядерной реакции и определить минимальную энергию γ -фотона, способного вызвать такое расщепление.

3. Найти электрическую мощность атомной электростанции, расходующей 0, 1 кг урана-235 в сутки, если КПД станции 16 %.

6.2. Перечень контрольных вопросов для проведения зачета

1. Состав и характеристики атомного ядра.

2. Модели атомного ядра. Ядерные силы.

3. Дефект массы. Энергия связи ядра.

4. Радиоактивное превращение ядер.

5. Закономерности  α -распада.

6. β -распад.

7. γ -излучение и его свойства.

8. Ядерные реакции. Законы сохранения при ядерных реакциях.

9. Цепная ядерная реакция.

10. Ядерные реакторы и их типы. Военные и промышленные технологии.

11. Термоядерный синтез.

12. Современная физическая картина мира: иерархия структуры форм материи; физический вакуум.

13. Элементарные частицы; фундаментальные взаимодействия.

14. Классификация элементарных частиц.

15. Кварки, лептоны и кванты фундаментальных полей; незавершенность современной физики.

1. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:

а) основная литература

1. Савельев, И.В. Курс физики: учебное пособие. В 3 т. – М.: Изд-во «Лань», 2008.

2. Детлаф, А.А. Курс физики: учебное пособие / А.А. Детлаф, Б.М. Яворский. – М.: Изд-во «Академия», 2007. – 720 с.

3. Чертов, А.Г. Задачник по физике / А.Г. Чертов, А.А. Воробьев. – М.: Изд-во «ФИЗМАТЛИТ», 2009. – 640 с.

б) дополнительная литература

1. Иродов, И.Е. Квантовая физика. Основные законы: учебное пособие для вузов. – М.: ЛБЗ, 2001. – 272с.

2. Кобаяси, Н. Введение в нанотехнологию. – М.: изд-во БИНОМ, 2005. – 134с.

3. Курс физики: учебник для вузов: в 2 т. / под ред. В.Н. Лозовского. – СПб: Изд-во «Лань», 2000.

4. Наноматериалы. Нанотехнологии. Наносистемная техника: Сб.статей /под ред. П.П. Мальцева. – М.: Мир, 2004. – 232 с.

5. Сорокин, А.В. Физика: наблюдение, эксперимент, моделирование / А.В. Сорокин и др. – М.: Дрофа, 2006. – 178 с.

в) программное обеспечение:

1. MS PowerPoint

1. Материально-техническое обеспечение дисциплины:

1. Стандартно оборудованная лекционная аудитория.

2. Проектор.

3. Компьютер.

4. Экран

ПРИЛОЖЕНИЕ № 1

к рабочей программе по дисциплине

«Физические основы современных технологий 3»

на 8 семестр

Вид обучения

Форма и методы контроля КТ

Номер раздела с примерными заданиями

Всего баллов

100/120