Ответственный редактор: зав. Кафедрой микро-и нанотехнологий, д.Ф.-м.Н., профессор Кислицын а.А.

© Тюменский государственный университет, 2011.

© Кислицын А.А., 2011.

Пояснительная записка.

Дисциплина "Физика атома, атомного ядра и эле­мен­тар­ных частиц" чи­та­ет­ся в 5-м семестре. Данный курс завершает раздел "Общая физика" ма­те­ма­ти­чес­кого и общенаучного цикла Б2.

1.1. Цель дисциплины - формирование общекультурных и обще­про­фес­си­о­наль­ных компетенций в части разделов со­в­ре­мен­ной физики: физики атома, атом­но­го ядра и эле­мен­тар­ных частиц.

Основные задачи дисциплины – изучение экспериментальных фактов, ле­жа­щих в основе кван­то­вых представлений, изучение вопросов строения элект­рон­ных оболочек атомов, изучение яв­ле­ний, обусловленных свойствами и про­цес­са­ми в атомных оболочках, изучение состава и свойств атомных ядер, радио­актив­ных превращений, ядерных реакций, основных проблем ядерной энер­ге­тики, со­временных представлений физики элементарных частиц.

1.2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата. "Физика атома, атомного ядра и эле­мен­тар­ных частиц" базируется на следующих общих мате­ма­ти­чес­ких и естественно-научных дисциплинах: механика, молекулярная фи­зи­ка, элек­тричество и магнетизм, оптика, математический анализ, диф­фе­рен­ци­аль­ные урав­не­ния, линейная алгебра.

Освоение дисциплины "Физика атома, атомного ядра и эле­мен­тар­ных частиц" необходимо при последующем изучении дисциплин «Квантовая теория», «Физика плазмы», "Физика конденсированного состояния вещества".

1.3. В результате освоения данной дисциплины выпускник должен обла­дать следующими компетенциями:

По направлению 222900.62 "Нанотехнологии и микросистемная техника":

• способностью владеть основными приемами обработки и представления экспериментальных данных (ПК-5);

• способностью собирать, обрабатывать, анализировать и систематизировать на­учно-техническую информацию по тематике исследования, использовать до­стижения отечественной и зарубежной науки, техники и технологии (ПК-6);

По направлению 011200.62 "Физика":

• способностью использовать в познавательной и профессиональной дея­тель­ности базовые знания в области математики и естественных наук (ОК-1);

• способностью выстраивать и реализовывать перспективные линии интеллек­ту­аль­но­го, культурного, нравственного, физического и профессионального саморазвития и самосовершенствования (ОК-5);

  • способностью применить основные методы защиты производственного пер­сонала и населения от возможных последствий аварий, катастроф, стихийных бедствий (ОК-18);

• способностью использовать нормативные правовые документы в своей дея­тельности (ОК-20);

  • способностью использовать базовые теоретические знания для решения про­фессиональных задач (ПК-1);

  • способностью применять на практике базовые профессиональные навыки (ПК-2);

  • способностью эксплуатировать современную физическую аппаратуру и обо­ру­дование (ПК-3);

  • способностью использовать специализированные знания в области физики для освоения профильных физических дисциплин (в соответствии с про­фи­лем подготовки) (ПК-4);

По направлению 011800.62 "Радиофизика":

• способность к овладению базовыми знаниями в области математики и ес­тест­вен­ных наук, их использованию в профессиональной деятельности (ОК-8);

• способность самостоятельно приобретать новые знания, используя современные образовательные и информационные технологии (ОК-10);

• способность к правильному использованию общенаучной и специальной терминологии (ОК-12);

• способность использовать базовые теоретические знания (в том числе по дис­цип­линам профилизации) для решения профессиональных задач (ПК-1);

• способность применять на практике базовые профессиональные навыки (ПК-2);

По направлению 223200.62 "Техническая физика":

• способность понимать сущность и значение информации в развитии со­временного информационного общества, сознавать опасности и угрозы, воз­ни­кающие в этом процессе, соблюдать основные требования ин­фор­ма­ци­он­ной безопасности, в том числе защиты государственной тайны (ПК-5);

• владение основными методами, способами и средствами получения, хране­ния, переработки информации, получение навыков работы с компьютером, как средством управления информацией, способность самостоятельно рабо­тать на компьютере в средах современных операционных систем и наиболее распространенных прикладных программ и программ компьютерной графи­ки (ПК-6);

• В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

знать основные этапы развития сов­ре­мен­ных атомистических и кван­то­вых представлений, результаты опытов Резерфорда, экс­пе­ри­мен­таль­ные факты, ле­жащие в основе кван­товой теории; физический смысл волновой функции; ос­нов­ные положения квантовой механики, теорию Бора для водородоподобных ато­мов, со­от­но­шение неопределенностей Гей­зен­берга, кван­то­вые числа, ха­рак­те­ри­зу­ю­щие со­сто­яние электрона в атоме, принцип Паули, объяснение пе­ри­о­ди­чес­кой системы Д.И.Мен­де­ле­е­ва, ос­нов­ные ха­рак­те­рис­тики атом­ных ядер, мо­дели атомных ядер, виды ра­ди­о­активного распада и их механизмы, основной за­кон ра­ди­о­ак­тив­но­го распада, основные виды ядерных реакций, ос­новные за­ко­но­мерности процессов деления и син­теза ядер, способы получения ядер­ной энер­­гии, физические прин­ципы действия ядерных ре­ак­­торов, типы вза­и­мо­дей­ст­вий и со­временную классификацию эле­ментарных частиц, основные свой­ства элементарных частиц, современные астрофизические представления, основные ме­ха­низ­мы взаимодействия ядерного излучения с веществом и ме­тоды защиты от ядерных из­лу­че­ний.

уметь работать с дозиметрическими приборами и выполнять до­зи­мет­ри­чес­кие измерения, рассчитывать экраны для защиты от радиоактивных из­лу­че­ний в лабораторных условиях, решать задачи на определение эффективных се­че­ний рассеяния частиц, эффективных сечений ядерных реакций, на оп­ре­де­ле­ние длин волн спектральных линий во­до­ро­до­подобных атомов в рамках теории Бо­ра, на дифракцию электронов и нейтронов, на оп­ре­де­ле­ние состояния элек­т­ро­нов в атоме (в рамках векторной модели атома) и нуклонов в ядре (в рам­ках оболочечной модели ядра), на радиоактивный распад ядер.

владеть навыками решения задач по физике атома, атомного ядра и элементарных частиц.