Типовая учебная программа vfaya 3215 введение в физику атомного ядра (код и наименование дисциплины)




НазваниеТиповая учебная программа vfaya 3215 введение в физику атомного ядра (код и наименование дисциплины)
Дата публикации23.09.2014
Размер92 Kb.
ТипПрограмма
literature-edu.ru > Физика > Программа
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

ТИПОВАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА
VFAYa 3215 ВВЕДЕНИЕ В ФИЗИКУ АТОМНОГО ЯДРА

(код и наименование дисциплины)
5В060500 – Ядерная физика

(код и наименование специальности)

объем 4 кредита


Алматы, 2012

Предисловие

1 РАЗРАБОТАНА И ВНЕСЕНА

Казахским национальным университетом имени аль-Фараби

Оскомов В.В., канд. физ.- мат. наук, доцент

Чебакова Е.А., канд. физ.- мат. наук, доцент

(название организации образования – составителя(ей) типовой программы


2 РЕЦЕНЗЕНТЫ

Юшков А.В., докт. физ.- мат. наук, профессор, Казахский национальный университет имени аль-Фараби

Жанкадамова А.М., канд. физ.- мат. наук, доцент, ДГП ИЯФ НЯЦ РК

(ф.и.о., ученая степень, звание, название организации)

3 УТВЕРЖДЕНА И ВВЕДЕНА В ДЕЙСТВИЕ приказом

Министерства образования и науки Республики Казахстан

от «___»__________20___года №____

4 Типовая учебная программа разработана в соответствии с государственным общеобязательным стандартом образования

специальностей

5В060500 – Ядерная физика

(наименование специальности)

5 РАССМОТРЕНА на заседании Республиканского Учебно-

методического совета от «___» _________20___года Протокол №___

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Ядерная физика как наука находится на границе знаний цивилизации об устройстве окружающего мира и закономерностях, управляемых как микромиром, так и макромиром. Строение атомного ядра относится к вопросам о структуре материи. Физик – экспериментатор может с помощью приборов осуществить эксперимент, многократно повторяемый, и подтвердить или опровергнуть теоретические модели изучаемого процесса, что в конечном счете позволит вывести соотношения, описывающие данный процесс, и связать его с известными физическими понятиями. Таким образом, возможно создать теоретическую модель, подтвержденную количественно экспериментом.

Успешное освоение дисциплины “Введение в физику атомного ядра” предполагает предварительное изучение студентами ряда обязательных дисциплин, таких как основы высшей математики, механика, молекулярная физика, электричество и магнетизм, оптика, атомная физика, квантовая механика.

Знания и умения, полученные студентами при усвоении дисциплины, являются необходимыми для дальнейшего обучения в магистратуре и для научно-педагогической работы.
В результате изучения дисциплины «Введение в физику атомного ядра» студенты должны:

- иметь представление об объективных законах протекания физических процессов в микромире; о современных проблемах и нерешенных вопросах в физике атомного ядра и физике элементарных частиц;

- разобраться в общих закономерностях радиоактивности естественной среды; источниках радиационного излучения; способах и средствах их измерения и количественной оценки;

- приобрести практические навыки решения задач по данному курсу, в частности, в расчетах безмодельных ядерных параметров, энергетических характеристик реагирующих ядер и элементарных частиц.

ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ДИСЦИПЛИНЫ



Фундаментальная ядерная физика.

Прикладная ядерная физика.

Общие свойства атомных ядер.

Ядерные модели.

Физика радиоактивного распада.

Ядерные реакции.

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Введение

Цель преподавания курса - ознакомить студентов с основными сведениями о ядерных системах - физическими явлениями, происходящими в субатомном микромире, методами их теоретического осмысления и экспериментального наблюдения.

Задачи:

- изучение известных к настоящему времени законов, закономерностей, систематик, эффектов и явлений в физике атомного ядра;

- освоение основных приемов вычислений ядерных констант, вывод основных формул, описывающих закономерности в физике атомного ядра; методов решения задач; методик выполнения лабораторных работ, проведения физического практикума и проведения научных исследований.
Предмет курса. Сведения об основных свойствах ядер, касающихся их внутренней структуры.

Исследование законов микромира – метод изучения дисциплины.
Начало исследования структуры ядер положил Резерфорд Э., установивший в 1913 году, что альфа-частицы являются ядрами атомов гелия. В 1919г. Резерфорд открыл расщепление атомного ядра азота, сопровождающееся вылетом из него положительно заряженной частицы с массой равной массе легкого изотопа водорода. Тем самым было доказано, что в составе ядер содержатся протоны.

В 1932г. Чедвиком была открыта новая частица по массе близкая к массе протона, но не имеющая заряда. Она была названа нейтроном. В 1950г. был обнаружен распад нейтрона. Сразу же после открытия нейтрона Д.Д. Иваненко и независимо от него В. Гейзенберг предложили протон - нейтронную модель ядер атомов.

С 1930 г. начали строить ускорители элементарных частиц, что позволило значительно расширить область исследования свойств этих частиц. Самый крупный коллайдер (ускоритель, в которых два циркулирующих пучка частиц сталкиваются в нескольких областях пересечения, в которых обеспечивается высокая плотность частиц) был построен в ЦЕРНе (Швейцария) в 2008 г. В нем могут сталкиваться протонные пучки с энергией 7 ТэВ каждый.
Основная часть
Фундаментальная ядерная физика

Проблемы физики структуры ядра

Предельная масса ядра, нейтронные ядра и нейтронные звезды. Граница таблицы Менделеева (предел по числу протонов). Мультикластерный состав ядер. Максимальные энергии связи. Проблемы ядерной плотности и сверхплотности. Энергия возбужденных состояний ядра и ее предел. Размеры и форма атомных[ ядер. Модели ядерной структуры (жидкокапельная, газовая, твердотельная).

Проблемы физики ядерных реакций и распадов

Физические пределы по периодам полураспада и массам распадных частиц. Механизм ядерных реакций при волновых и корпускулярных процессах. Предельные переходы по энергиям налетающих частиц. Зондирование молекул, атомов, ядер и элементарных частиц. Основные законы взаимодействия ядерных излучений с веществом. Происхождение Вселенной и космические лучи.

Взаимодействие ядерной физики с естественными науками.

Ядерные методы решения фундаментальных проблем в биологии и медицине. Ядерная геология и геофизика. Ядерная астрофизика и происхождение космических элементов.
Прикладная ядерная физика

Ядерная и термоядерная энергетика. Радиоэкология как постоянный фактор жизни. Связь онкозаболеваемости с эманацией радона. Радиофармпрепараты в медицине. Стерилизация продуктов питания и семян. Уровнемеры, расходомеры, плотностномеры и элементы автоматики. Радиоактивные электробатареи для длительных космических полетов.
Общие свойства атомных ядер

Основные этапы развития физики ядра и элементарных частиц. Масштабы явлений микромира. Общие свойства атомных ядер. Опыт Резерфорда по рассеянию альфа-частиц. Ядро как система взаимодействующих протонов и нейтронов. Электрический заряд ядра. Массовое число. Изотопы, изобары. Масса ядра. Энергия связи ядра. Полуэмпирическая формула для энергии связи ядра. Магические числа. Энергия связи нуклона. Стабильные и радиоактивные ядра. Внутриядерные силы взаимодействия. Спин и магнитный момент ядра. Ядерный магнетон. Электрический квадрупольный момент ядра. Изотопический спин атомных ядер. Квантовомеханическое описание ядерных состояний. Четность волновой функции. Свойство симметрии волновых функций для тождественных частиц. Бозоны и фермионы. Принцип Паули. Возможные состояния системы двух нуклонов.
Ядерные модели

Модели атомных ядер. Капельная модель ядра. Одночастичная модель Шмидта. Модель ядерных оболочек. Обобщенная модель ядра. Сверхтекучая модель ядра. Модели кластерного типа.
Физика радиоактивного распада

Основные причины неустойчивости атомных ядер. Естественная и искусственная радиоактивность. Статистический характер радиоактивного распада. Закон радиоактивного распада. Альфа-распад. Спектры альфа-частиц. Основные экспериментальные закономерности. Элементы теории альфа-распада. Туннельный эффект. Зависимость периода альфа-распада от энергии альфа-частиц. Определение размера ядер из данных альфа - распада. Бета-распад. Виды бета-распада. Энергетические спектры электронов. Экспериментальное доказательство существования нейтрино. Элементы теории бета-распада. Понятие о слабых взаимодействиях. Разрешенные и запрещенные бета-переходы. Несохранение четности в бета-распаде. Проблема массы нейтрино. Гамма-излучение ядер. Электрические и магнитные переходы. Правила отбора по моменту и четности для гамма-переходов и вероятности переходов для различных мультиполей. Ядерная изомерия. Внутренняя конверсия гамма-квантов. Эффект Мессбауэра и его применение в физике и технике.
Ядерные реакции

Сечения реакций, каналы ядерных реакций. Законы сохранения в ядерных реакциях. Механизмы ядерных реакций. Модель составного ядра. Резонансные ядерные реакции. Формула Брейта-Вигнера. Прямые ядерные реакции. Использование прямых ядерных реакций для определения квантовых характеристик ядерных состояний. Особенности реакций под действием гамма-квантов, электронов, нейтронов, легких ионов, многозарядных ионов. Трансурановые элементы. Основные экспериментальные данные о делении. Элементарная теория деления. Параметр делимости. Спонтанное деление. Деление изотопов урана под действием нейтронов. Цепная реакция. Коэффициент размножения. Ядерные реакторы. Ядерная энергетика. Синтез легких ядер. Ядерные реакции в звездах. Проблемы управляемого термоядерного синтеза.

Примерный перечень тем практических (семинарских) занятий
Модель атома Томсона. Модель Резерфорда.

Энергия связи ядра. Энергия связи ядра относительно каких-либо его составных частей.

Формула Вейцзеккера для энергии связи ядра.

Оболочечная модель ядра.

Закон радиоактивного распада.

Энергия альфа-распада.

Спектры альфа-частиц.

Бета-распад.

Гамма-излучение ядер.

Энергия ядерной реакции.

Кинематика ядерной реакции.

Порог ядерной реакции.

Потери энергии при прохождении заряженной частицы через вещество.
Примерный перечень тем лабораторных занятий
Обработка результатов физического эксперимента.

Исследование газоразрядного счетчика заряженных частиц.

Относительный метод определения абсолютной активности радиоактивных препаратов.

Определение константы распада изотопов по длине пробега альфа–частиц.

Определение максимальной энергии бета излучения методом полного поглощения.

Определение энергии гамма-излучения по поглощению в веществе.

Список рекомендуемой литературы

Основная

1. Мухин К.Н. Экспериментальная ядерная физика. 3 тома, М.: Лань, 2008. 1140 с.

2.Мухин К.Н. Экспериментальная ядерная физика: т.1, Физика атомного ядра-М.; Энергоатомиздат, 1983, 616 с.

3. Мухин К.Н. Экспериментальная ядерная физика: т.2, Физика элементарных частиц-М.; Энергоатомиздат, 1983 , 376 с.

4. Жусупов М.А., Юшков А.В. Физика атомных ядер. Т.3. – Алматы. 2007, 735 с.

5. Буркова Н.А., Жаксыбекова К.А., Жусупов М.А. Введение в теорию атомного ядра. Алматы: Казакуниверситетi,2008, 258 с.

6. Иродов И.Е. Атомная и ядерная физика Сборник задач.- М.:, 2002.

7. Скачков С.В. и др. Сборник задач по ядерной физике.- М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1963, 230 с.

8. Ахметова Б.Г., Абильдаев А.Х., Кадыров Н.Б., Дьячков В.В. Руководство к лабораторным работам по ядерной физике. - Алматы, 2005, 72 с.

Дополнительная

1. Юшков А.В., Канашевич В.И., Жусупов М.А. Ядерная физика. Понятийный аппарат. –Алматы: Казак университет. 2002, 151 с.

2. Жусупов М.А., Юшков А.В. Физика элементарных частиц. Т.2. – Алматы. 2006, 487 с.

3. Широков Ю.М., Юдин Н.П. Ядерная физика - М.; Наука, 1980, 671 с.

4.Ракобольская И.В. Ядерная физика. Издательство Московского университета, 1971, 295с.

5.Маляров В.В. Основы теории атомного ядра. - М.; Наука, 1967, 511 с.

6. Иродов И.Е. Сборник задач по атомной и ядерной физике.- М.:Энергоатомиздат, 1984, 215с.





Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Типовая учебная программа vfaya 3215 введение в физику атомного ядра (код и наименование дисциплины) iconТиповая учебная программа VIV 4303 взаимодействие излучения с веществом...
Кошеров Т. С. д ф м н., проф., Казахский Национальный Технический Университет им. К. И стапаева, Юшков А. В., д ф м н., проф. Казахский...

Типовая учебная программа vfaya 3215 введение в физику атомного ядра (код и наименование дисциплины) iconТиповая учебная программа VIV 4303 авматизация эксперимента в ядерной...
Кошеров Т. С. д ф м н., проф., Казахский Национальный Технический Университет им. К. И стапаева, Юшков А. В., д ф м н., проф. Казахский...

Типовая учебная программа vfaya 3215 введение в физику атомного ядра (код и наименование дисциплины) iconТиповая учебная программа по предмету «Биология» для 6-9 классов...
Учебная программа разработана в соответствии с Государственным общеобязательным стандартом среднего образования (начального, основного...

Типовая учебная программа vfaya 3215 введение в физику атомного ядра (код и наименование дисциплины) iconХарактеристика учебных программ
Вид учебной программы (типовая, скорректирован-ная, модифицированная, авторская, эксперимен-тальная, рабочая учебная программа)

Типовая учебная программа vfaya 3215 введение в физику атомного ядра (код и наименование дисциплины) iconПрограмма дисциплины утверждена
Учебная программа дисциплины «Управление персоналом» составлена в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта...

Типовая учебная программа vfaya 3215 введение в физику атомного ядра (код и наименование дисциплины) iconРабочая программа дисциплины (модуля) введение в специальность
Целью освоения дисциплины «Введение в специальность» является формирование у студентов профессиональной компетентности, заинтересованности...

Типовая учебная программа vfaya 3215 введение в физику атомного ядра (код и наименование дисциплины) iconРабочая программа дисциплины "Введение в педагогическую деятельность"
Целями освоения дисциплины "Введение в педагогическую деятельность" являются следующие

Типовая учебная программа vfaya 3215 введение в физику атомного ядра (код и наименование дисциплины) iconУчебно-методический комплекс по дисциплине «связи с общественностью»
Код и наименование специальности по Перечню направлений подготовки (специальностей) 020300

Типовая учебная программа vfaya 3215 введение в физику атомного ядра (код и наименование дисциплины) iconУчебно-методический комплекс по дисциплине «информационный менеджмент»
Код и наименование специальности по Перечню направлений подготовки (специальностей) 020300

Типовая учебная программа vfaya 3215 введение в физику атомного ядра (код и наименование дисциплины) iconРабочая программа дисциплины
Целями освоения дисциплины "Введение в логопедическую специальность" являются следующие

Литература


При копировании материала укажите ссылку © 2015
контакты
literature-edu.ru
Поиск на сайте

Главная страница  Литература  Доклады  Рефераты  Курсовая работа  Лекции