Меню
  
Смотрите также:



 Главная   »  
страница 1


Учреждение образования

«Гомельский государственный университет имени Франциска Скорины»
УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебной работе

УО «ГГУ им. Ф. Скорины»
________________ И.В. Семченко

(подпись)

____________________

(дата утверждения)

Регистрационный № УД-____________/р.

АСТРОФИЗИКА
Учебная программа

для специальности

1-31 04 01-04 Физика (управленческая деятельность)

Факультет физический




Кафедра теоретической физики




Курс (курсы) 2


Семестр (семестры) 4

Лекции 24 часа Экзамен

Зачет 4 семестр



Всего аудиторных


часов по дисциплине 24 часа

Всего часов Форма получения


по дисциплине 24 часа высшего образования дневная

Составил: Г.Ю. Тюменков, к.ф.-м.н., доцент


2010


Учебная программа составлена на основе типовой учебной программы, утвержденной _____ 14 декабря__________ 2006_ г., регистрационный

номер ТД – G.126 / тип.

Рассмотрена и рекомендована к утверждению в качестве рабочего варианта
на заседании кафедры теоретической физики
___ __________ 2010 г., протокол № __
Заведующий кафедрой

доцент ____________ В.В. Андреев


Одобрена и рекомендована к утверждению
Методическим советом физического факультета
___ __________ 2010 г., протокол № __

Председатель


доцент ____________ Е.А. Дей

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Астрофизика занимает важное место в системе наук, изучаемых на естественнонаучных факультетах университетов. Преподавание астрофизики неотделимо от задачи формирования у молодого человека современного целостного научно обоснованного мировоззрения, понимания места и роли Человека во Вселенной. Предметная область астрофизики как науки охватывает наиболее общие закономерности природы и базируется в первую очередь на курсах общей и теоретической физики, математики и химии. Курс астрофизики призван развить и объединить в логически стройную систему знания, полученные студентами в средней школе и при изучении физических и математических общих и специальных курсов, и, используя всю полноту знаний, полученных в высшей школе, привести студентов к пониманию современной картины явлений, происходящих во Вселенной, и единства научного знания о мире. Таким образом, основной упор при чтении курса должен быть сделан на раскрытие физической картины окружающего мира, единства законов природы и на интерпретацию астрофизических наблюдений.

Уровень изложения, степень раскрытия вопросов программы зависят от специфики университета, уровня подготовки студентов, возможности проведения наблюдений и практических занятий по астрофизике, представления демонстрационного материала, а также от профиля специалиста, ведущего курс. При изложении материала необходимо учитывать различие в специальностях студентов, посвящая основное время изучению тех вопросов, которые соответствуют требованиям, предъявляемым к знаниям и умениям студентов.

Структурную основу новой программы составляет достаточно хорошо апробированная программа 1990 года, изданная Госкомитетом СССР по народному образованию. Однако она была предназначена в первую очередь для студентов астрофизических специализаций с большим количеством часов, отводимых для изучения учебного материала. В данной программе снят ряд второстепенных вопросов. Несколько обобщены пункты, касающиеся астрофизических наблюдений и исследования нашей Галактики. Учтены данные современных исследований и пересмотрен список основной и дополнительной литературы.

Учитывая важность астрофизических исследований для многих разделов естествознания, возрастающее практическое использование астрофизических методов в связи с расширением космических исследований, а также большое мировоззренческое значение астрофизики, можно рекомендовать чтение курса «Астрофизика» или его отдельных разделов для студентов всех естественнонаучных специальностей.

Целью дисциплины «Астрофизика» являются:


  • изучение физических процессов во Вселенной, исследуемых с помощью наземных и космических приборов, с целью правильного представления о характере образования, развития и строения небесных тел и их систем;

  • проведение и использование астрофизических наблюдений и расчетов для их практического и научного применения;

  • знакомство с современной физической картиной строения и эволюции Вселенной;

  • формирование представления о материальном единстве мира, понятия о Вселенной, как о целостной саморазвивающейся и самоорганизующейся системе, о возможности возникновения и существования жизни во Вселенной.

В ходе изучения курса студент должен:

  • ознакомиться с важнейшими астрофизическими методами, получить представление об астрофизических достижениях в неразрывной связи с изучением курсов общей и теоретической физики, математики и химии;

  • знать принципы работы и назначение астрофизических инструментов, уметь проводить простые астрофизические наблюдения;

  • знать основы современных теорий строения и эволюции небесных тел и их систем;

  • объяснять наблюдаемые астрофизические явления с точки зрения современных представлений о физической картине мира, строения и эволюции Вселенной;

Программа курса рассчитана на 24 лекционных часа.

Содержание учебного материала

Предмет астрофизики

Предмет и задачи астрофизики. Общие представления о масштабах и структуре Вселенной. Разделы астрофизики. Классические и современные методы астрофизических исследований. Место астрофизики в системе естественных наук, ее научное, практическое и мировоззренческое значение. Основные задачи преподавания астрофизики. Связь курса астрофизики с другими учебными предметами. Особенности курса астрофизики и методика его изложения. Приборы и наглядные пособия. Компьютерные программы и демонстрации по астрофизике, использование сети Интернет.


Связь астрофизики с астрономией

Небесная сфера. Основные плоскости, линии и точки небесной сферы. Эклиптика. Системы небесных координат. Суточное вращение небесной сферы и связанные с ним явления. Суточное движение Солнца. Основные формулы сферической тригонометрии. Параллактический треугольник и преобразование координат. Положения небесного экватора, эклиптики, оси мира, точки весеннего равноденствий и солнцестояний.


Основы небесной механики

Видимые и действительные движения Луны и планет. Элементы орбит. Конфигурации планет. Синодическое уравнение. Законы Кеплера. Третий (уточненный) закон Кеплера. Закон Ньютона (всемирного тяготения). Движение тела под действием силы тяжести. Виды орбит. Задача 3-х и более тел. Открытие Нептуна. Устойчивость Солнечной системы. Понятие о возмущающей силе. Орбита Луны. Либрации Луны. Приливы и отливы. Фазы Луны. Солнечные и лунные затмения. Условия наступления затмения. Сарос. Движение космических аппаратов. Космические скорости. Современные достижения космонавтики.


Астрофизика излучения

Спектр электромагнитного излучения, исследуемый в астрофизике. Прозрачность атмосферы Земли. Механизмы излучения космических тел в разных диапазонах спектра. Практическая и теоретическая астрофизика, астрофотометрия. Звездная величина (визуальная и фотографическая). Фотометрические системы. Физические основы астрофизических измерений. Идеальный газ, вырожденный газ; оптическая толщина, коэффициент поглощения. Свойства излучения и основы спектрального анализа: законы Планка, Стефана-Больцмана, Рэлея-Джинса, Вина. Линейчатый спектр, непрерывный спектр, рекомбинационное излучение, излучение нечерных тел. Реликтовое излучение. Доплеровское смещение. Понятие об общей и специальной теории относительности. Методы определения температур, масс и размеров небесных тел. Определение химического состава и плотности небесных тел. Распространенность химических элементов во Вселенной.


Астрофизические инструменты и основные методы наблюдений

Телескопы, коронографы, радиотелескопы, приемники излучения, интерферометры, спектральные приборы. Приборы астрофизики высоких энергий. Нейтринная, рентгеновская, гамма-астрономия. Методы наблюдений (с земли, с воздушных шаров, самолетов, космических аппаратов и станций). Телескоп Хаббл.


Астрофизика Земли

Методы и основные результаты изучения формы Земли. Геоид. Изучение Земли с помощью ИСЗ. Жидкая (гидросфера) и твердая (литосфера) оболочки Земли. Внутреннее строение Земли. Понятие астеносферы. Атмосфера: тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера (ионосфера) и экзосфера. Магнитосфера Земли.


Астрофизика Солнца

Основные характеристики Солнца, как звезды. Спектр и химический состав. Внутреннее строение Солнца. Термоядерный синтез и его стадии. Регистрация солнечных нейтрино. Атмосфера Солнца: фотосфера, хромосфера, корона. Грануляция и конвективная зона. Радиоизлучение: спокойное и спорадическое. Рентгеновское излучение. Солнечное нейтрино. Активные образования на Солнце и их связь с магнитным полем. Цикл солнечной активности.


Астрофизика планет

Общие сведения о Солнечной системе и современные методы ее исследования. Луна. Планеты земной группы. Атмосферы и внутреннее строение планет. Планеты-гиганты. Спутники и кольца планет-гигантов. Малые планеты. Кометы. Метеоры. Метеориты. Данные последних исследований тел Солнечной системы. Происхождение и эволюция Солнечной системы. Планетные системы других звезд.


Звездная астрофизика

Общие сведения о звездах. Спектры нормальных звезд и спектральная классификация. Расстояния до звезд. Абсолютная звездная величина и светимость звезд. Модуль расстояния. Диаграмма спектр-светимость Герцшпрунга-Рессела. Классы светимости. Температура звезд. Температурная шкала. Определение размеров и массы звезд. Зависимость радиус-светимость-масса. Функции массы и светимости. Модели строения звезд. Источник энергии звезд. Атмосферы звезд. Строение вырожденных звезд (белые карлики и нейтронные звезды). Черные дыры. Происхождение и эволюция звезд. Образование химических элементов. Планетарные туманности. Кратные и переменные звезды (кратные, визуально-двойные, спектрально-двойные звезды, невидимые спутники звезд, затменно-двойные звезды). Особенности строения тесных двойных систем. Предел Роша. Точки либрации Лагранжа. Перенос вещества в кратных звездных системах. Физические переменные звезды (пульсирующие переменные; эруптивные переменные: в начале эволюции, новые, сверхновые; пульсары, нейтронные звезды). Рентгеновские источники излучения.


Млечный Путь

Распределение звезд в Галактике. Строение Галактики. Галактическая система координат. Масса Галактики. Звездные скопления и ассоциации. Пространственное перемещение звезд. Вращение Галактики. Межзвездные пыль и газ. Космические лучи, галактическая корона и магнитное поле Галактики. Распределение вещества и излучения в межзвездной среде. Зоны HI, HII, молекулярные облака, газо-пылевые комплексы. Области звездообразования. Космические мазеры. Общая структура Галактики.


Астрофизика галактик

Галактические спектры. Расстояния до галактик. Красное смещение. Постоянная Хаббла и ее физический смысл. Физические свойства галактик. Ядра галактик. Квазары. Радиогалактики. Проблема скрытой массы. Пространственное распределение и эволюция галактик. Метагалактика.


Основы космологии

Задачи космологии. Космологический принцип. Космологические модели. Классическая модель однородной и изотропной Вселенной. Релятивистская космология. Модель «горячей» Вселенной. Большой Взрыв и реликтовое излучение. Современные представления об эволюции Вселенной.



Учебно-методическая карта дисциплины


(оставить нужное и проставить количество часов, оформляется одна таблица «с разбивкой» по семестрам, курсам )

Номер раздела, темы, занятия

Название раздела, темы, занятия; перечень изучаемых вопросов



Количество аудиторных часов

Материальное обеспечение занятия (наглядные, методические пособия и др.)

Литература


Формы контроля

знаний


лекции

практические

(семинарские)

занятия


лабораторные

занятия


контролируемая

самостоятельная работа студента



1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

Предмет астрофизики

2





















1. Предмет и задачи астрофизики. Общие представления о масштабах и структуре Вселенной. Разделы астрофизики. Классические и современные методы астрофизических исследований. Место астрофизики в системе естественных наук. Связь курса астрофизики с другими учебными предметами. Особенности курса астрофизики и методика его изложения. Приборы и наглядные пособия. Компьютерные программы и демонстрации по астрофизике, использование сети Интернет.




2













[!1]

[2]


[!6]

[!10]!




2

Связь астрофизики с астрономией

2





















1. Небесная сфера. Основные плоскости, линии и точки небесной сферы. Эклиптика. Системы небесных координат. Суточное вращение небесной сферы и связанные с ним явления. Суточное движение Солнца. Основные формулы сферической тригонометрии. Параллактический треугольник и преобразование координат. Положения небесного экватора, эклиптики, оси мира, точки весеннего равноденствий и солнцестояний.





2












![!9]

[!10]





3

Основы небесной механики

2






















1. Видимые и действительные движения Луны и планет. Элементы орбит. Конфигурации планет. Синодическое уравнение. Обобщенные законы Кеплера. Всемирного тяготения. Движение тела под действием силы тяжести. Виды орбит. Задача 3-х и более тел. Устойчивость Солнечной системы. Понятие о возмущающей силе. Движение космических аппаратов. Космические скорости. Современные достижения космонавтики.

2













[!1]

[2]


[!9]

[!10]





4

Астрофизика излучения

2




















1. Спектр электромагнитного излучения, исследуемый в астрофизике. Прозрачность атмосферы Земли. Механизмы излучения космических тел в разных диапазонах спектра. Практическая и теоретическая астрофизика, астрофотометрия. Звездная величина. Фотометрические системы. Физические основы астрофизических измерений. Идеальный газ, вырожденный газ; оптическая толщина, коэффициент поглощения. Свойства излучения и основы спектрального анализа: законы Планка, Стефана-Больцмана, Рэлея-Джинса, Вина. Линейчатый спектр, непрерывный спектр, рекомбинационное излучение, излучение нечерных тел. Реликтовое излучение. Доплеровское смещение. Понятие об общей и специальной теории относительности. Методы определения температур, масс и размеров небесных тел.

2











[!2]

[3]


[!4]

[!9]





5

Астрофизические наблюдения

2





















1. Телескопы, коронографы, радиотелескопы, приемники излучения, интерферометры, спектральные приборы. Приборы астрофизики высоких энергий. Нейтринная, рентгеновская, гамма-астрономия. Методы наблюдений (с земли, с воздушных шаров, самолетов, космических аппаратов и станций). Телескоп Хаббл.

2












[!2]

[3]


[!4]

[!10]





6

Астрофизика Земли

2






















1. Методы и основные результаты изучения формы Земли. Геоид и сфероед. Изучение Земли с помощью ИСЗ. Жидкая (гидросфера) и твердая (литосфера) оболочки Земли. Внутреннее строение Земли. Понятие астеносферы. Атмосфера: тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера (ионосфера) и экзосфера. Магнитосфера Земли.

2












[!1]

[!3]


[!5]




7

Астрофизика Солнца

2






















1. Основные характеристики Солнца, как звезды. Спектр и химический состав. Внутреннее строение Солнца. Термоядерный синтез и его стадии. Регистрация солнечных нейтрино. Атмосфера Солнца: фотосфера, хромосфера, корона. Грануляция и конвективная зона. Радиоизлучение: спокойное и спорадическое. Рентгеновское излучение. Солнечное нейтрино. Активные образования на Солнце и их связь с магнитным полем. Цикл солнечной активности.


2












[2]

[3]


[9]

[10]





8

Астрофизика планет

2






















1. Общие сведения о Солнечной системе и современные методы ее исследования. Луна. Планеты земной группы. Атмосферы и внутреннее строение планет. Планеты-гиганты. Спутники и кольца планет-гигантов. Малые планеты. Кометы. Метеоры. Метеориты. Данные последних исследований тел Солнечной системы. Происхождение и эволюция Солнечной системы. Планетные системы других звезд.


2












[1]

[3]


[5]

[9]





9

Звездная астрофизика

2






















1.Спектры нормальных звезд и спектральная классификация. Расстояния до звезд. Абсолютная звездная величина и светимость звезд. Диаграмма спектр-светимость Герцшпрунга-Рессела. Классы светимости. Температура звезд. Определение размеров и массы звезд. Зависимость радиус-светимость-масса. Функции массы и светимости. Модели строения звезд. Источник энергии звезд. Атмосферы звезд. Строение вырожденных звезд (белые карлики и нейтронные звезды). Черные дыры. Происхождение и эволюция звезд. Образование химических элементов. Планетарные туманности. Кратные и переменные звезды (кратные, визуально-двойные, спектрально-двойные звезды, невидимые спутники звезд, затменно-двойные звезды). Особенности строения тесных двойных систем. Предел Роша. Точки либрации Лагранжа. Перенос вещества в кратных звездных системах. Физические переменные звезды (пульсирующие переменные; эруптивные переменные: в начале эволюции, новые, сверхновые; пульсары, нейтронные звезды). Рентгеновские источники излучения.


2












[2]

[5]


[6]

[7]





10

Млечный Путь

2






















1. Распределение звезд в Млечном Пути. Строение Галактики. Масса Галактики. Звездные скопления и ассоциации. Пространственное перемещение звезд. Вращение Галактики. Межзвездные пыль и газ. Космические лучи, галактическая корона и магнитное поле Галактики. Распределение вещества и излучения в межзвездной среде. Зоны HI, HII, молекулярные облака, газо-пылевые комплексы. Области звездообразования. Космические мазеры. Общая структура Галактики.


2













[1]

[2]


[4]

[5]





11

Астрофизика галактик

2






















1. Галактические спектры. Расстояния до галактик. Красное смещение. Закон Хаббла и физический смысл постоянной. Физические свойства галактик. Ядра галактик. Квазары. Радиогалактики. Проблема скрытой массы. Пространственное распределение и эволюция галактик. Метагалактика.


2













[1]

[2]


[4]

[5]





12

Основы космологии

2






















1. Задачи космологии. Космологический принцип. Космологические модели. Классическая модель однородной и изотропной Вселенной. Релятивистская космология. Модель «горячей» Вселенной. Большой Взрыв и реликтовое излучение. Современные представления об эволюции Вселенной.


2













[1]

[2]


[4]

[5]











24
















Зачет

Информационно-методическая часть



Перечень лабораторных занятий



(нет)


Формы контроля знаний



(нет)


Темы контрольных работ



(нет)


Рекомендуемая литература




Основная:


  1. Мартынов, Д.Я. Курс общей астрофизики / Д.Я. Мартынов – М.: Наука, 1988. – 640 с.

  2. Соболев, В.В. Курс теоретической астрофизики / В.В. Соболев – М.: Наука, 1985. – 326 с.

  3. Мартынов, Д. Я. Сборник задач по астрофизике / Д.Я. Мартынов, В.И. Ляпунов – М.: Наука, 1988. – 125 с.

  4. Масевич, А.Г. Эволюция звезд: теория и наблюдения / А.Г. Масевич., А.В. Тутуков – М.: Наука, 1988. – 280 с.

  5. Гуревич, Л.Э. Происхождение галактик и звезд / Л.Э. Гуревич, Л.Э., А.Д. Чернин – М.: Наука, 1987. – 190 с.

  6. Горбацкий, В.Г. Введение в физику галактик и скоплений галактик / В.Г. Горбацкий – М.: Наука, 1986. – 253 с.

  7. Агекян, Т.А. Звезды, галактики, Метагалактика / Т.А. Агекян – М.: Наука, 1981. – 416 с.

  8. Бакулин, П.И. Курс общей астрономии / П.И. Бакулин, Э.В. Кононович, В.И. Мороз – М.: Наука, 1977. – 544 с.

  9. Клищенко, А.П. Астрономия /А.П. Клищенко, В.И. Шупляк – М.: Новое знание, 2004. – 224 с.

  10. Кононович, Э.В. Общий курс астрономии / Э.В. Кононович, В.И. Мороз – М.: Едиториал УРСС, 2001. – 544 с.



Дополнительная:


  1. Климишин, И.А. Астрономия наших дней / И.А. Климишин – М.: Наука, 1986. – 560 с.

  2. Монтенбрук,О. Астрономия на персональном компьютере (+СD) / О. Монтенбрук, Т. Пфлегер – Изд-во Питер. – 2002. – 320 с.

  3. Москаленко, Е.И. Методы внеатмосферной астрономии / Е.И. Москаленко – М.: Наука, 1984. – 280 с.

  4. Мур, П. Астрономия с Патриком Муром / П. Мур – М.: ФАИР-ПРЕСС, 1999. – 368 с.

  5. Оксфордская иллюстрированная энциклопедия. В 9 тт. Т. 8. Вселенная – М.: "Издательский дом ИНФРА-М", изд-во "Весь Мир", 2000. – 204 с.

  6. Уокер, Г. Астрономические наблюдения / Г. Уокер – М.: Мир, 1990. – 352 с.

  7. Щеглов, П.В. Проблемы оптической астрономии / П.В. Щеглов – М.: Наука, 1986. – 271 с.

ПРОТОКОЛ СОГЛАСОВАНИЯ УЧЕБНОЙ ПРОГРАММЫ

ПО ИЗУЧАЕМОЙ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ

С ДРУГИМИ ДИСЦИПЛИНАМИ СПЕЦИАЛЬНОСТИ




Название

дисциплины,

с которой

требуется согласование



Название

кафедры


Предложения

об изменениях в содержании учебной программы

по изучаемой учебной

дисциплине



Решение, принятое кафедрой, разработавшей учебную программу (с указанием даты и номера протокола)

Механика

Кафедра общей физики




Рекомендовать к утверждению учебную программу в представленном варианте

протокол № ___ от ___.___.200__




Электричество и магнетизм


Кафедра общей физики



Рекомендовать к утверждению учебную программу в представленном варианте

протокол № ___ от ___.___.200__




Оптика


Кафедра общей физики




Рекомендовать к утверждению учебную программу в представленном варианте

протокол № ___ от ___.___.200__




ДОПОЛНЕНИЯ И ИЗМЕНЕНИЯ К УЧЕБНОЙ ПРОГРАММЕ

ПО ИЗУЧАЕМОЙ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ

на _____/_____ учебный год




№№

пп


Дополнения и изменения

Основание








Учебная программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры

теоретической физики

(протокол № ____ от ________ 200_ г.)

Заведующий кафедрой

теоретической физики

к.ф.-м.н., доцент __________________ В.В. Андреев

УТВЕРЖДАЮ

Декан физического факультета УО «ГГУ им. Ф. Скорины»

к.ф.-м.н., доцент __________________ С.А. Хахомов






страница 1
скачать файл

Смотрите также: