І. План організації навчального процесу з курсу загальної фізики

Сучасна фізика – широко розвинена і розгалужена наука. Її наукові напрями мають багато спільного. Знання характерних особливостей фізики як науки дає можливість більш глибоко виявити її закономірності, ефективніше використовувати її методи і концепції. Фізика – наука експериментальна. Прогрес науки і техніки дає змогу розширити області фізики, раніше недоступні для дослідження. На основі результатів фізичних експериментів формулюються фізичні закони, кожний з яких має певну область застосування. Фізичні закони, які відображають істотне, загальне, необхідне, стійке, повторюване відношення між явищами об'єктивної дійсності, які найбільш широко застосовуються, називаються фундаментальними. Однак поряд з ними у фізиці використовуються також і емпіричні закономірності, які не претендують на пояснення механізму досліджуваного фізичного процесу, структури досліджуваних об'єктів. Крім того, для вивчення якого-небудь явища часто застосовуються різні моделі. Тому при викладі матеріалу в посібнику розглядаються як фундаментальні закони, так і емпіричні співвідношення, а також використані моделі абсолютно чорного тіла, моделі атомного ядра та інші.

Особливу увагу приділено описанню найвизначніших експериментів у фізиці: П.М.Лебедєва з визначення тиску світла, С.І.Вавилова на підтвердження корпускулярної природи світла, Е.Резерфорда з розсіювання a- частинок і виявлення ядра атома, К.Девіссона і Л.Джермера на встановлення хвильових властивостей електронів та ін.

На відміну від більшості навчальних посібників з курсу загальної фізики, у даному посібнику приділено більше уваги методологічним і філософським питанням сучасної фізики, повнішому висвітленню її світоглядницьких питань. Такий принцип викладу матеріалу має на меті розвинути у студентів уміння застосовувати філософію при вивченні фізики, перетворити знання у переконання.

Головна мета посібника – познайомити студентів з основними ідеями і методами атомної і ядерної фізики. Особливу увагу звернено на роз’яснення змісту фізичних законів і на свідоме їх застосування.

Даний посібник включає курс лекцій, практичні заняття та лабораторні роботи, які передбачені при вивченні атомної та ядерної фізики. Посібник укладений згідно галузевого стандарту вищої освіти Міністерства освіти і науки України та Положенню про кредитно-модульну систему організації навчального процесу МДУ ім. В.О.Сухомлинського для спеціальності ПМСО «Фізика».

Змістові модулі	Кредити	Теми лекцій (теоретичне ядро)	Теми практичних занять	Лабораторні роботи
		Аудиторні заняття	Індивідуальні заняття	Самостійна робота	Аудиторні заняття	Індивідуальні заняття	Самостійна робота	Аудиторні заняття	Індивідуальні заняття	Самостійна робота
І. Квантові властивості випромінювання. Теплове випромінювання.
Модуль 1	3 кредиту	Теплове випромінювання. Рівноважне випромінювання та його характеристики. Закон Кірхгофа. Випромінювання абсолютно чорного тіла. Формула Релея-Джинса. Квантування енергії випромінювання.	Закон Стефана-Больцмана. Закон зміщення Віна. Формула Планка.	Розподіл енергії в спектрі випромінювання абсолютно чорного тіла. Оптична пірометрія.	Теплове випромінювання.. Формула Планка.	Вступне заняття. Видача завдань.		Вступне заняття. Техніка безпеки при проведенні лабораторних робіт.
Фотоелектричний ефект. Квантова теорія фотоефекту. Рентгенівське випромінювання. Гальмівне і характеристичне рентгенівське випромінювання та його спектри.	Дослідження О.Г.Столєтова. Фотонна теорія світла. Тиск світла. Ефект Комптона.	Фотоелементи та їх застосування Застосування рентгенівських променів.	Фотоефект. Тиск світла. Ефект Комптона.	Задачі завдання №1.	Модульна контрольна робота №1.	Виконання та захист лабораторних робіт згідно графіку^*.	Захист лабораторної роботи.	Розрахунок похибок вимірювання.
ІІ. Корпускулярно-хвильовий дуалізм. Хвильові властивості мікрочастинок. Будова атомів та молекул
Модуль 2	2 кредиту	Хвильові властивості речовини. Дифракція електронів. Хвилі де Бройля.	Досліди Девісона і Джермера.	Співвідношення невизначеностей Гейзенберга.	Хвилі де Бройля.			Виконання та захист лабораторних робіт згідно графіку^*.	Захист лабораторної роботи.	Розрахунок похибок вимірювання.
Хвильова функція та її фізичний зміст. Рівняння Шредінгера. Квантування енергії лінійного гармонічного осцилятора.	Частинка у нескінченно глибокій одновимірній потенціальній ямі. Рух вільної частинки. Лінійний гармонічний осцилятор.	Тунельний ефект.	Рівняння Шредінгера.	Задачі завдання №2.		Виконання та захист лабораторних робіт згідно графіку^*.	Захист лабораторної роботи.	Розрахунок похибок вимірювання.
Спектральні серії випромінювання атомів. Досліди Резерфорда. Постулати Бора. Квантування енергії моменту імпульсу і проекції імпульсу. Квантові числа в атомі. Принцип Паулі. Електронні шари складних атомів.	Квантово-механічна інтерпретація постулатів Бора. Досліди Штерна і Герлаха. Періодична система елементів.	Принцип відповідностей. Досліди Франка і Герца. Спін і магнітний момент електрона. Принцип Паулі. Електронні шари складних атомів.	Постулати Бора. Квантові числа в атомі. Періодична система елементів Д.І Менделєєва.			Виконання та захист лабораторних робіт згідно графіку^*.	Захист лабораторної роботи.	Розрахунок похибок вимірювання.
Природа характеристичних рентгенівських променів. Поняття про хімічний зв’язок і валентність. Будова молекул. Спонтанне та індуковане випромінювання.	Природа характеристичних рентгенівських променів. Молекулярні спектри. Спектри багатоелектронних атомів. ЕфектЗеємана. Комбінаційне розсіяння світла. Спонтанне та індуковане випромінювання.	Закон Мозлі. Люмінесценція. Квантові генератори (лазери) та їх застосування.	Характеристичне рентгенівське випромінювання.	Задачі завдання №3.	Модульна контрольна робота №2.	Виконання та захист лабораторних робіт згідно графіку^*.	Захист лабораторної роботи.	Розрахунок похибок вимірювання.
ІІІ. Фізика атомного ядра. Фізика елементарних частинок. Фундаментальні взаємодії
Модуль 3	2,5 кредиту	Експериментальні методи ядерної фізики. Склад ядра. Заряд і масове число ядра. Енергія зв’язку ядер. Дефект мас. Радіоактивність. Закони радіоактивного розпаду. Активність препарату. Доза опромінення. Правила зміщення і радіоактивності.	Експериментальні методи ядерної фізики. Момент кількості руху і магнітний момент ядра. Гамма-випромінювання.	Прискорювачі заряджених частинок. Ядерні сили. Моделі атомного ядра. Застосування радіоактивних ізотопів.	Ядерні реакції	Задачі завдання №4.		Виконання та захист лабораторних робіт згідно графіку^*.	Захист лабораторної роботи.	Розрахунок похибок вимірювання.
Ядерні реакції. Штучна радіоактивність. Поділ важких ядер. Ланцюгові реакції поділу. Ядерні реактори на теплових і швидких нейтронах.	Ядерні реакції. Штучна радіоактивність. Ядерна енергетика. Реакції термоядерного синтезу, умови їх реалізації.	Ядерні перетворення під дією α-частинок, протонів, нейтронів, дейтронів і γ-квантів. Трансуранові елементи. Керований термоядерний синтез.	Енергія зв’язку ядер.		Виконання та захист лабораторних робіт згідно графіку^*.	Захист лабораторної роботи.	Розрахунок похибок вимірювання.
Загальні відомості про елементарні частинки. Систематика елементарних частинок. Фундаментальні взаємодії.	Лептони та адрони. Мезони й баріони.	Поняття про кварки. Кваркова модель адронів.	Закони радіоактивного розпаду.	Модульна контрольна робота №3.	Виконання та захист лабораторних робіт згідно графіку^*.	Захист лабораторної роботи	Розрахунок похибок вимірювання.
IV. Квантові явища в твердих тілах. Сучасна фізична картина світу. Роль українських вчених у розвитку фізики
Модуль 4	1,5 кредит	Конденсований стан речовини. Кристали. Класифікація кристалів. Структурні особливості кристалів Реальні кристали.	Утворення енергетичних зон у кристалах. Квантові явища при низьких температурах.	Поняття про зонну теорію провідності провідників, напівпровідників і діелектриків. Надпровідність. Надтекучість.	Конденсований стан речовини			Виконання та захист лабораторних робіт згідно графіку^*.	Захист лабораторної роботи.	Розрахунок похибок вимірювання.
Поняття про квантові статистики. Застосування статистики Фермі-Дірака до електронів у металах. Квантова теорія теплоємності. Властивості металів. Утворення енергетичних зон у кристалах. Квантові явища при низьких температурах.	Поняття про квантові статистики.	Теплопровідність діелектричних кристалів. Фонони.				Виконання та захист лабораторних робіт згідно графіку^*.	Захист лабораторної роботи.	Розрахунок похибок вимірювання.
Закони збереження у мікросвіті. Сучасна фізична картина світу.	Досягнення і проблеми сучасної фізики.	Роль українських вчених у розвитку фізики.	Модульна контрольна робота №4.	Виконання та захист лабораторних робіт згідно графіку^*.	Захист лабораторної роботи.	Розрахунок похибок вимірювання.

^* – це пов’язано з тим, що лабораторні роботи виконуються не фронтально, але виконання, оформлення та захист кожної лабораторної роботи оцінюються однаковою кількістю балів.