БАҒдарламасы семей 2013 Алғы сөз 1 ҚҰрастырылды

мамандығы үшін

«Ядролық физика»

ПӘНІНІҢ ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК КЕШЕНІ


ОҚЫТУШЫҒА АРНАЛҒАН ПӘННІҢ

БАҒДАРЛАМАСЫ

Семей 2013

Алғы сөз
1 ҚҰРАСТЫРЫЛДЫ

Құрастырушы –__________ А.Т. Рахимбердина «Физика» кафедрасының аға оқытушысы

2.1 «Физика» кафедрасының отырысында

№ 1 хаттама, 11 қыркүйек 2013 ж.
Кафедра меңгерушісі _______ С.С.Маусымбаев
2.2. Физика-математика факультетінің оқу-әдістемелік бюросы кеңесі отырысында

№ 1 хаттама, 12 қыркүйек 2013 ж.

Университеттің оқу-әдістемелік кеңесінің отырысында құпталып және баспаға ұсынылды

№ __ хаттама, ____ ____________2013 ж.
ОӘК төрағасы ________ Г.К.Искакова
4 Алғаш рет енгізілді

МАЗМҰНЫ

1. 
   Қолданылу аумағы
   
2. 
   Нормативтік сілтемелер
   
3. 
   Жалпы мағлұматтар
   
4. 
   Оқу пәнінің мазмұны (модуль бойынша)
   
5. 
   Студенттердің өздік жұмысына арналған тақырыптар тізімі
   
6. 
   Пәннің оқу-әдістемелік картасы
   
7. 
   Оқу-әдістемелік әдебиетпен қамтылу картасы
   
8. 
   Әдебиеттер
   

5В060400 –«Физика» мамандығы бойынша оқитын студенттер үшін оқу-әдістемелік кешенге кіретін оқытушыға арналған «Ядролық физика» пәнінің бағдарламасы

Аталған «Ядролық физика» пәнінің оқытушыға арналған жұмыс оқу бағдарламасы төмендегі құжаттарға сүйене отырып жасалынып, осы пән бойынша оқу процесін ұйымдастыру талаптарын тағайындайды:

5В060400 –«Физика» мамандығының мемлекеттік жалпы міндетті стандарты, ҚР МЖМБС 3.08.319 – 2006, Қазақстан білім және ғылым министрлігінің 2005 жылғы 23 желтоқсандағы №779 бұйрығымен бұйрығымен бекітілген.

СТУ 042-СГУ-5-2012 университет стандарты «Пәннің оқу-әдістемелік кешендерін әзірлеуге және рәсімдеуге қойылатын жалпы талаптар»

- ДП 042-1.07-2012 «Пәннің оқу-әдістемелік кешенінің құрылымы мен мазмұны»

3. ЖАЛПЫ МАҒЛҰМАТТАР

3.1. Кіріспе. Атом ядросының жалпы қасиеттері. Радиоактивтілік. Ядро құрылымының физикасы. Ядро құрылымының, радиоактивтік ыдыраулардан шығарылатын қасиеттері. α-ыдырау. β-ыдырау. Ядролардың γ-нұрлануы. Ядролық реакциялар физикасы. Атом ядроларының бөлінуі мен түзілуі (синтезі).Жеңіл ядролық түзілуі (синтезі). Нуклон-нуклондық әсерлесу

Қолданбалы ядролық физиканың физикалық негіздері.Жоғарғы энергия мен элементар бөлшектер физикасы. Кварктер. Ғарыштық сәулелер.

3.2. Осы курстың мақсаты

• 
  Студенттерді субатомдық микроәлемде өтетін негізгі физикалық құбылыстармен таныстыру;
  
• 
  Оларды теориялық талдау және тәжірибелік бақылау әдістерімен, олардың ерекшеліктерімен таныстыру;
  
• 
  Микроәлем физикасының маңызды кезеңдері мен олардың философиялық және әдістемелік мәселелеріне түсінік беру.
  

- Студентті негізгі ядролық физика құбылыстары мен, оларды бақылау және зерттеу әдістерімен, эксперимент нәтижелерін өңдеуді ЭЕМ-ды қолдану әдістерімен таныстыру;

- Студентке ядролық физиканың дамуы мен оның философиялық және методологиялық проблемалары жайлы ұғым беру.

3.4. Оқыту нәтижелері:

Курсты оқығаннан соң студент

Білу керек:

• 
  Негізгі физикалық құбылыстар мен олардың ерекшеліктерін;
  
• 
  Оларды бақылау және тәжірибелік зерттеу әдістерін;
  
• 
  Атом ядролары мен элементар бөлшектердің қасиетерін анықтаудың басты әдістерін;
  
• 
  Негізгі заңдар мен олардың математикалық өрнектерін;
  
• 
  Субатомдық құбылыстардың маңызды ғылыми техникалық қолдануларын.
  

• 
  Бөлімнің негізгі міндеттерін дұрыс, сапалы және санды тұжырымдау;
  
• 
  Физикалық шамалардың мөлшерін бағалау;
  
• 
  Кванттық ұғымдар мен релятивтік түсініктерді, атомдық ядролармен элементар бөлшектердің қасиеттері мен ядролық нұрлардың затпен әсерлесуін қарастыруда сапалы пайдалану.
  

• 
  Қарапайым теориялық есептеулерге үлгілік есептерді шығаруға;
  
• 
  Тәжірибелік жұмыстарды жүргізу мен олардың нәтижелерін талдауға.
  

электр және магнетизм, оптика.

3.6. Курс постреквизиттері: нейтрондық физика, конденсирленген күй физикасы.

3.7. Оқу жұмыс жоспарынан көшірме

1- кесте

Курс	Семестр	Кредиттер	Дәріс (сағ.)	ПС (сағ.)	ЛС (сағ)	ОСӨЖ (сағ.)	СӨЖ (сағ.)	Барлығы (сағ.)	Қорытынды бақылау формасы
3	6	3	15	15	15	22,5	67,5	135	емтихан

4. ОҚУ ПӘНІНІҢ МАЗМҰНЫ (модуль бойынша)

2-кесте

Тақырыптын аты және мазмұны	Сағаттар саны
1	2
Дәрістер
Модуль № 1 Атом ядросының жалпы қасиеттері. Радиоактивтілік Ядро құрылымының физикасы. Ядро құрылымының, радиоактивтік ыдыраулардан шығарылатын қасиеттері. α-ыдырау, β-ыдырау. Ядролардың γ-нұрлануы.
Дәріс № 1. Кіріспе. Ядро мен элементар бөлшектер физикасының дамуының басты кезеңдері. Микроәлем құбылыстарының мөлшері. Негізгі бөлім. Атом ядросының жалпы қасиеттері α-бөлшектердің шашырауына Резерфорд тәжірибесі. Ядро өзара әсерлесетін протондар мен нейтрондардың жүйесі ретінде. Ядроның электр заряды. Массалық сан. Изотоптар мен изобаралар. Ядроның массасы. Ядроның байланыс энергиясы. Ядроның байланыс энергиясы үшін жартылай эмперикалық формула. Киелі сандар. Нуклонның байланыс энергиясы. Нық және радиоактивті ядролар.	1
Дәріс № 2 Ядроның спині магниттік моменті. Ядролық магнетон. Ядролардың статикалық мультипольдік моменттері. Ядроның электрлік квадрупольдік моменті. Ядролық күйлердің кванттық механикалық бейнедеуі. Толқындық функцияның жұптылығы. Айнымайтын бөлшектердің толқындық функцияларының симметриялық қасиеттері. Бозондар мен фермиондар. Паули принципі.	1
Дәріс № 3 Радиоактивтілік. Атом ядролардың нықсыздығының негізгі себептері. Табиғи және жасанды радиоактивтілік. Радиоактивтіліктің статистикалық сипаты. Радиоактивтік ыдырау заңы.	1
Дәріс № 4 Ядро құрылымының физикасы. Атом ядроларының модельдері. Ядролық қабықтар моделі: бірбөлшектік модель, бірбөлшектік модель бойынша ядроның қасиеттері. Жалпыланған ұжымдық модель; ядроның тамшылық моделі. Кластерлік модель. Ядро құрылымының, радиоактивтік ыдырау-лардан шығарылатын қасиеттері. α-ыдырау, α-бөлшектердің спектірі. Негізгі тәжірибелік заңдылықтар. α-ыдырау теориясын элементтерін. Тунельдік эффект. α-ыдырау периодының α-бөлшектердің энергияларына тәуелділігі. Ядролардың мөлшерін α-ыдыраудан алынған мәліметтермен анықтау.	1
Дәріс № 5. β-ыдырау. β-ыдыраудың түрлері. Электрондардың энергиялық спектрлері. Нейтронның барлығын тәжірибелік дәлелдеу. β-ыдырау теориясының элементтері. Нәзік әсерлесу туралы ұғым. Рұқсат етілген және тыйым салынған *** β-ыдырауларда жұптылықтың сақталмауы. Нейтрино массасының ***.	1
Дәріс № 6 Ядролардың γ-нұрлануы. Электрлік және магниттік өтулер. γ-өтулер үшін момент пен жұптылық бойынша сұрыптау ережелері және әр түрлі мультипольдік өтулер үшін өту ықтималдықтары. Ядролық изомерия. γ-кванттардың ішкі конверсиясы. Мессбауер эффектісі.	1
Модуль № 2 Ядролық реакциялар физикасы. Атом ядроларының бөлінуі мен түзілуі (синтезі). Жеңіл ядролық түзілуі (синтезі). Нуклон-нуклондық әсерлесу.
Дәріс № 7 Ядролық реакциялардың кірістік және шығыстық арналары. Ядролық реакциялардың энергетикасы. Ядролық реакциялардың кинематикасы. Сақталу заңдары.	1
Дәріс № 8 Реакциялар қималары. Ядролық реакциялардың механизмдері. Құрама ядро моделі. Резонанстық ядролық реакциялар. Брейт-Вигнер формуласы. Ядролық тіке реакциялар. Ядролық тік реакцияларды ядролық күйлердің кванттық сипаттамаларын анықтауға қолдану. γ-кванттарлың, электрондардың, нейтрондардың, жеңіл иондардың, көп зарядты иондардың әсерінен өтетін реакциялардың ерекшеліктері. Тепе-теңдік алдылық процестер. Жоғарғы энергия кезіндегі реакциялар механизмдері. Ядролық реакцияларды зерттеудің тәжірибелік әдістері. Үдеткіштердің жұмыс істеу принциптері. Ядролық бөлшектердің тіркегіштері.	1
Дәріс № 9 Атом ядроларының бөлінуі мен түзілуі (синтезі). Бөліну туралы негізгі тәжірибелік мәліметтер. Бөлінудің элементар теориясы. Бөліну көрсеткіші. Өздік бөліну. Уранның нейтрондар әсерінен бөлінуі. Тізбекті реакция. Көбею коэффиценті. Ядролық реакторлар. Ядролық энергетика. Дағдылы және бәсекелес энергия көздерінің салыстырмалы сипаттамалары.	1
Дәріс № 10. Жеңіл ядролық түзілуі (синтезі). Жұлдыздардағы ядролық реакциялар. Басқарылатын термоядролық синтез проблемалары.	1
Дәріс № 11 Нуклон-нуклондық әсерлесу. Дейтрон – n-p-жүйенің байланысқан күйі. Дейтроннның негізгі анықтамалары. Дейтронның толқындық функциясы. Ядролық күштердің тензорлық сипаты. Нейтронның протонда шашыратылуы. Ядролық күштердің спинге тәуелділігі. Айнымайтын бөлшектердің шашыратылуының ерекшеліктері. Ядролық күштердің зарядқа тәуелсіздігі. Изотоптық спин. Паулидің жалпыланған принципі. Ядролық күштердің алмастырмалық сипаты. Ядролық күштердің қанығулық қасиеттері.	1
Модуль № 3 Қолданбалы ядролық физиканың физикалық негіздері. Жоғарғы энергия мен элементар бөлшектер физикасы. Кварктер. Ғарыштық сәулелер.
Дәріс № 12. Қолданбалы ядролық физиканың физикалық негіздері. Ядролық нұрдың затпен әсерлесуі. Зарядталған бөлшектердің ортамен әсерлесуі. Энергияның атомды иондау мен қоздыруға шығыны. Нұрлану шығындары. Вавилов Черенков нұрлануы. Серпімді шашыратылу. Зарядталған бөлшектердің жүрімдері. Нейтрондардың затпен әсерлесулері. Нейтрондардың баяулауы. Жылулық және резонанстық нейтрондар. Жылулық нейтрондардың диффузиясы. γ-нұрдың зат арқылы өтуі. γ-кванттардың әсерлесулерінің қималарының γ-нұрдың энергиясы мен заттың қасиеттеріне тәуелділігі. Ядролық нұрлардың тірі организмге әсері. Дозиметрия мен ядролық нұрлардан қорғанудың элементтері.	1
Дәріс № 13. Жоғарғы энергия мен элементар бөлшектер физикасы.Элементар бөлшектер – жоғарғы энергия физикасы. Жоғарғы энергия физикасының тәжірибелік әдістері.Жоғарғы энергиялы шоқтарды алудың қазіргі әдістері туралы ұғым. Бөлшектердің жинақтағыштары. Қарсы шоқтар. Релятивистік кинематика элементтері. Бөлшектердің туу және ыдырау құбылыстарын бақылау. Қысқа өмірлі бөлшектерді бақылау әдістері.	1
Дәріс № 14 «Элементар бөлшек» ұғымының дамуы. Бақыланатын элементар бөлшектердің ортақ қасиеттері: лептондар, адрондар. Бөлшектер мен антибөлшектер. Іргелі әсерлесулердің төрт түрі. Әсерлесу күші. Элементар бөлшектерді сараптау. Сақталу заңдары. Дәл және дәл емес кванттық сандар.	1
Дәріс № 15 Кварктар. Элементар бөлшектердің кварктық моделі. Кварк – лептондық симметрия. Глюондар. Кванттық хромодинамиканың негізгі түсініктері. Кварктар мен лентондардың электромагниттік және нәзік әсерлесулері. Нәзік және электромагниттік әсерлесулердің біріккен теориясы. Ұлы біріктіру теориясы. Ғарыштық сәулелер. Бірінші реттік ғарыштық нұр. Ғарыштық нұрдың атмосфера арқылы өтуі. Ғарыштық сәулелердің өзгерістері. Жердің радиациялық белдіктері. Ғарыштық сәулелердің тегі туралы тұжырымдар. Ғарыштық нұр бөлшектерінің үдетілуінің мүмкін механизмдері.	1
Машықтану сабақтары
Модуль № 1 Атом ядросының жалпы қасиеттері. Радиоактивтілік Ядро құрылымының физикасы. Ядро құрылымының, радиоактивтік ыдыраулардан шығарылатын қасиеттері. α-ыдырау, β-ыдырау. Ядролардың γ-нұрлануы.
Машықтану сабағы № 1 Ядроның байланыс энергиясы мен дефект массасы	1
Машықтану сабағы № 2 Ядроның спині мен магниттік моменті.	1
Машықтану сабағы № 3 Радиоактивтілік.	1
Машықтану сабағы № 4 α-ыдырау.	1
Машықтану сабағы № 5 β-ыдырау.	1
Машықтану сабағы № 6 Ядролардың γ-нұрлануы.	1
Модуль № 2 Ядролық реакциялар физикасы. Атом ядроларының бөлінуі мен түзілуі (синтезі). Жеңіл ядролық түзілуі (синтезі). Нуклон-нуклондық әсерлесу.
Машықтану сабағы № 7 Ядролық реакциялар. Ядролық реакциялар кинематикасы. Электр зарядтары мен нуклон сандарының сақталу заңдары.	1
Машықтану сабағы № 8 Атом ядроларының бөлінуі.	1
Машықтану сабағы № 9 Жеңіл ядролар синтезі.	1
Машықтану сабағы № 10 Зарядталған бөлшектердің затпен өзара әсерлесуі.	1
Модуль № 3 Қолданбалы ядролық физиканың физикалық негіздері. Жоғарғы энергия мен элементар бөлшектер физикасы. Кварктер. Ғарыштық сәулелер.
Машықтану сабағы № 11 γ-нұрланудың зат арқылы өтуі. γ- кванттардың өзара әсерлесу эффективті қимасының энергия мен заттың қасиеттеріне байланыстылығы.	1
Машықтану сабағы № 12 Жоғары энергиялар физикасы.	1
Машықтану сабағы № 13 Нуклон-нуклондық әсерлесу. Нейтрондардың протондарда шашырауы.	1
Машықтану сабағы № 14 Нейтрондардың затпен өзара әсерлесуі.	1
Машықтану сабағы № 15 Элементар бөлшектер және ғарыштық сәулелер.	1
Зертханалық сабақтар
Модуль № 1 Атом ядросының жалпы қасиеттері. Радиоактивтілік Ядро құрылымының физикасы. Ядро құрылымының, радиоактивтік ыдыраулардан шығарылатын қасиеттері. α-ыдырау, β-ыдырау. Ядролардың γ-нұрлануы.
Зертханалық сабақ № 1
Зертханалық сабақ № 2
Зертханалық жұмыс № 3
Зертханалық жұмыс № 4
Зертханалық жұмыс № 5
Зертханалық сабақ № 6
Зертханалық сабақ № 7
Зертханалық жұмыс № 8

5. СТУДЕНТТЕРДІҢ ӨЗДІК ЖҰМЫСТАРЫНЫҢ ТАҚЫРЫПТАРЫ

1. Нық және радиоактивті ядролар.

2. Ядроның электрлік квадрупольдік моменті.

3. Радиоактивтіліктің статистикалық сипаты. Радиоактивтік ыдырау заңы.

4. Жалпыланған ұжымдық модель; ядроның тамшылық моделі. Кластерлік модель.

5. Ядролардың мөлшерін α-ыдыраудан алынған мәліметтермен анықтау.

6. Нейтронның барлығын тәжірибелік дәлелдеу.

7.Ядролық изомерия. γ-кванттардың ішкі конверсиясы.

8. Ядролық реакциялардың кинематикасы. Сақталу заңдары.

9. Ядролық бөлшектердің тіркегіштері.

10. Дағдылы және бәсекелес энергия көздерінің салыстырмалы сипаттамалары.

11. Жұлдыздардағы ядролық реакциялар. Басқарылатын термоядролық синтез проблемалары.

12. Дозиметрия мен ядролық нұрлардан қорғанудың элементтері.

13. Жоғарғы энергия физикасының тәжірибелік әдістері.

14. Қысқа өмірлі бөлшектерді бақылау әдістері.

15. Нәзік және электромагниттік әсерлесулердің біріккен теориясы. Ұлы біріктіру теориясы.

3. 
   кесте
   

4 кесте

Оқулықтар, оқу-әдістемелік құралдар аттары	саны	Студенттер саны	Қамтылу пайызы
1	2	3	4
1. Сивухин Д.В. Атомная и ядерная физика, т.V .-М.: Физматлит.2006г. 439 с.	30
2. Широков Ю.М., Юдин Н.П. Ядерная физика.-М.: «Наука»,1972 г. 283 с.	5
3. Жұманов К.Б. Оптика негіздері	5
4. Детлаф А.А.,Яворский Б.М. Курс физики. – М.: ВШ., 1989. – 608 с.	10
5. Ландсберг Г.С. Оптика-М.: Наука, 1976	1

8. ОҚУЛЫҚТАР

8.1 Негізгі оқулықтар

8.1.1 Широков Ю.М., Юдин Н.П. Ядерная физика.-М.: «Наука»,1972 г. 283 с

8.1.2 Сивухин Д.В. Общий курс физики, т.5. Атомная и ядерная физика: ч.2, учебное пособие. - М.: ВШ, 1986.-416 с.

8.1.3 Детлаф А.А.,Яворский Б.М. Курс физики. – М.: ВШ., 1989. – 608 с.

8.1.4 Сборник задач по общему курсу физики. V. Атомная физика. Физика ядра и элементарных частиц. Под ред. Сивухина Д.В..-М.: Наука, 1981г.

8.1.5 Иродов И.Е. Задачи по общей физике. М.: Наука, 1988

8.1.6 Кортнев А.В., Рублев Ю.В., Куценко А.Н. Практикум по физике, М.:ВШ,1965

8.1.7 Иродов И.Е. Атомная и ядерная физика. Сборник задач: Учебное пособие.- СПб: изд. «Лань»,2002. – 288 с.

8.1.8. Сивухин Д.В. Атомная и ядерная физика, т.V .-М.: Физматлит.2006г. 439 с.

8.1.9 Иродов И.Е. Квантовая физика. Основные законы.- М.: ВШ,1988г.

8.1.10 Савельев И.В. Сб. вопросов и задач по общей физике. Учебное пособие.- М.: Наука. 1982. – 272с.

8.1.11 Пустовалов Г.Е. Атомная и ядерная физика. М.: МУ.1968.-311с.

8.1.12 Шпольский Э.В. Атомная физика: Учебное пособие в 2-х томах. – М.: Наука,1984, т.2-438с.

8.2 Дополнительная

8.2.1 Гольдин Л.Л., Новикова Г.И. Введение в квантовую физику. – М.: Наука, 1988.-328 с.

8.2.2 Мухин К.Н. Экспериментальная ядерная физика. Т.1,Физика атомного ядра.- М.: Энергоатомиздат, 1993 г.,616 с.

8.2.3 Мухин К.Н. Экспериментальная ядерная физика; т.2, Физика элементарных частиц.- М.: Энгергоатомиздат,1993 г, 293 с.

8.2.4 Савельев И.В. Курс общей физики. Книга 5. М.: Наука,1998.- 368с.

8.2.5 Корсунский М.И. Оптика. Строение атома. Атомное ядро. М.: Наука, 1967.

8.2.6 Физический практикум. Под ред. В.И.Ивероновой М.: Наука,1968.

8.2.7 Майсова Н.Н. Практикум по курсу общей физики. Росвузиздат, 1963.

8.2.8 Руководство к лабораторным занятиям по физике. Под ред. Л.Л.Гольдина. М.: Наука, 1973.

8.2.9Ракобольская И.В. Ядерная физика, М.: Изд. МГУ,1971 г,293 с.

10. 
    Сивухин К.Н. Введение в ядерную физику, - М.:Госатомиздат
    

8.2.11 Айзенберг И.В., Грайнер В. Модели ядер. Коллективные и одночастичные явления. М.: Атомиздат,1975, 454 с.

8.2.12 Айзенберг И.В., Грайнер В. Механизмы возбуждения ядра. М.: Атомиздат,1976,487 с.

8.2.13 Атмачиди П.И., Гайнова Л.Е. и др. Физика. Методические указания к выполнению контрольных работ для студентов-заочников инженерно-технических специальностей. Семипалатинск, УОП СТИММП, 1996

8.2.14 Капитонов И.М. Введение в физику ядра и частиц – М.: УРСС, 2002г.

8.2.15 Взоров Н.Е. и др. Сборник задач по общей физике -М.: Наука,1968г. ч.5

8.2.16 Жумагулов А.Ж., Гайнова Л.Е. и др. Физика. Тесты. Атомная и ядерная физика. Семипалатинск, 1996

8.2.17 Батракова Л.М. и др. Программа вопросов с выборочными ответами для изучения курса физики. Ч.2. Алма-Ата,1979

8.2.18 Байсакалова А.Б. Методическая разработка по программированному контролю по общему курсу физики. Алма-Ата, 1987

8.2.19 Чертов А.Г.,Воробьев А.А.Задачник по физике –М.: ВШ, 1988, гл. 8

8.2.20 Джумагулова К.Н., Гайнова Л.Е. и др. Лабораторный практикум по ядерной физике – Курчатов,2001 г.

8.2.21 Нерсесов Э.А. Основные законы атомной и ядерной физики. - М.: ВШ.1988