LA0753 Fizika IV

Kods LA0753
Nosaukums Fizika IV
Statuss Obligātais/Ierobežotās izvēles
Līmenis un tips Pamatstudiju, Profesionālais
Tematiskā joma Fizika
Struktūrvienība Liepājas akadēmija
Mācībspēks Valdis Priedols, Uldis Žaimis
Kredītpunkti 6.0
Daļas 1
Anotācija Studiju kurss ir ceturtais no pieciem studiju kursiem vispārīgās fizikas kursu modulī vispārīgās fizikas pamatu apgūšanai. Studiju kursa tēma ir optika un kvantu fizika..
Studiju kursā apgūst zināšanas un prasmes, lai padziļinātu studentu zināšanas optikā un kvantu fizikā..
Semestra laikā katru nedēļu klātienes nodarbību divas stundas ir nodarbības auditorijā, kurās tiks lasītas lekcijas, studentiem jāatbild uz docētāja jautājumiem, jārisina uzdevumi, jānovēro un jāskaidro eksperimentu demonstrācijas, bet divas stundas ir praktisko vai laboratorijas darbu nodarbības. Katru nedēļu studentiem ir jāpilda testi elektroniskā vidē, veicot apgūto zināšanu paškontroli, vai jāraksta kontroldarbi..
Studiju kursa saturs
Saturs Pilna un nepilna laika klātienes studijas Nepilna laika neklātienes studijas
Kontaktstundas Patstāvīgais darbs Kontaktstundas Patstāvīgais darbs
1. temats. Ģeometriskā optika 1. lekcija: Gaismas ātrums un gaismas laušanas koeficients. Attēla veidošanās plakanā spogulī. Attēla veidošanās sfēriskā spogulī. Gaismas laušana. Sneliusa likums. Pilnīga iekšējā atstarošana. Gaismas dispersija. Gaismas vadi. Praktiskais darbs: Gaismas laušana. 6 10 2 10
2. temats. Lēcas un optiskie instrumenti 2. lekcija: Staru gaita lēcā. Reāli un šķietami attēli. Lēcu sistēmas. Acs. Redzes korekcija ar lēcām. Palielināmais stikls. Teleskops. Mikroskops. Laboratorijas darbs: Staru gaita lēcā. 6 10 2 14
3. temats. Gaismas viļņu daba 3. lekcija: Heigensa-Freneļa princips. Difrakcija. Gaismas laušana. Interference. Junga dubultspraugas eksperiments. Koherence. Interference plānās kārtiņās. Maikelsona interferometrs. Praktiskais darbs: Uzdevumu risināšana. 6 10 4 14
4. temats. Gaismas difrakcija un polarizācija 4. lekcija: Difrakcija šaurā spraugā. Difrakcija dubultspraugā. Optisko instrumenta izšķiršanas spēja. Difrakcijas režģis Rentgenstaru difrakcija. Polarizācija. Brjūstera leņķis. Atmosfēras izkliedētā gaisma un tās polarizācija. Laboratorijas darbs: Difrakcijas režģis. 6 10 4 14
5. temats. Optiskās tehnoloģijas 5. lekcija: Gaisma avoti. Lāzeri. Hologrāfija Laboratorijas darbs: Optiskā lāzera starojuma izpēte. 8 12 4 14
6. temats. Optisko attēlu kropļojumi. 6. lekcija: Attēlu kropļojumu veidi, kropļojumu novēršanas metodes. Praktiskais darbs: Attēlu apstrāde. 8 12 4 14
7. temats. Kvantu mehānika 7. lekcija. Junga dubultspraugas eksperiments ar augstu izšķirtspēju: fotoni. Fotoelektriskais efekts. Komptona efekts. Interferences eksperimenti ar elektroniem. Viļņu funkcija un tā statistiskā interpretācija. Superpozīcijas princips. Brīvas daļiņas viļņu funkcija. Debroljī formula. Viļņu pakete. Heizenberga nenoteiktības princips koordinātei un impulsam. Laboratorijas darbs: Fotoelektriskais efekts. 6 10 4 14
8. temats. Šrēdingera vienādojums 8. lekcija. Šrēdingera vienādojums stacionārajiem stāvokļiem vienā dimensijā. Daļiņa bezgalīgi dziļā potenciālās enerģijas bedrē. Enerģijas spektra atkarība no potenciāla. Viļņu funkcijas atkarība no laika, kvantu sitieni. Pielietojumi: atompulkstenis. Tuneļefekts un tā pielietojumi. Praktiskais darbs: Uzdevumu risināšana. 6 10 4 14
9. temats. Vielas kvantu mehāniskais apraksts 9. lekcija: Pirmās kārtas no laika neatkarīgā perturbāciju teorija. Bozes-Einšteina un Fermi-Diraka statistika. Stāvokļu blīvums. Praktiskais darbs: Uzdevumu risināšana. 6 10 2 14
10. temats. Atomu kvantu mehāniskais apraksts 10. lekcija: Rezerforda-Bora atoma modelis. Ridberga formula. Šrēdingera vienādojums ūdeņraža atomam. Kvantu skaitļi. Elektrona viļņu funkcijas ūdeņraža atomā. Fermioni. Bozoni. Daudzelektronu atoms. Paulī princips. Ķīmisko elementu periodiskā tabula. Praktiskais darbs: Uzdevumu risināšana. 6 10 2 14
Kopā: 64 104 32 136
Mērķis un uzdevumi, izteikti
kompetencēs un prasmēs
Studiju kursa mērķis ir sniegt zināšanas un attīstīt prasmes, lai padziļinātu studentu zināšanas optikā un kvantu fizikā. Studiju kursa uzdevumi: - padziļināt studentu zināšanas optikā un kvantu fizikā, kvalitatīvu modeļu un matemātisko modeļu pielietošanā fizikālu procesu analīzei; - attīstīt fizikālā eksperimenta veikšanas un eksperimentālo datu analīzes prasmes, attīstīt fizikālo procesu analīzes kompetenci; - attīstīt prasmes pielietot optikas un kvantu fizikas galvenās koncepcijas, spēju veidot un pārbaudīt vienkāršus fizikālos modeļus. - attīstīt iemaņas kopsakarību analizēšanā starp dažādiem fizikālās sistēmās noritošiem fizikāliem procesiem; - attīstīt fizikālā eksperimenta un mērīšanas pamatus.
Sasniedzamie studiju
rezultāti un to vērtēšana
Pārzina optikas un kvantu fizikas pamatjēdzienus un galvenās koncepcijas, izprot to savstarpējo saistību un nozīmi fizikālo parādību aprakstīšanā. - Metodes: 1. pārbaudes darbs (optikas pamatlikumi), 2. pārbaudes darbs (kvantu mehānika), eksāmens. Kritēriji: students spēj definēt optikas un kvantu fizikas pamatjēdzienus, izskaidrot gaismas izplatīšanās, atstarošanas, laušanas, interferenču, difrakcijas un polarizācijas parādības, kā arī raksturot kvantu mehānikas pamatkoncepcijas, izmantojot atbilstošu fizikālo terminoloģiju.
Izprot optikas un kvantu fizikas pamatlikumus, to matemātisko formulējumu un pielietošanas nosacījumus fizikālo procesu analīzē. - Metodes: 1. pārbaudes darbs (optikas pamatlikumi), 2. pārbaudes darbs (kvantu mehānika), eksāmens. Kritēriji: students spēj formulēt un izskaidrot Sneliusa likumu, interferenču un difrakcijas likumsakarības, fotoelektriskā efekta un kvantu mehānikas pamatprincipus, pierakstīt atbilstošās matemātiskās sakarības un izskaidrot to pielietošanas nosacījumus.
Pārzina optikas un kvantu fizikas pamatlikumu pielietojumus dabā, tehnikā un mūsdienu tehnoloģijās. - Metodes: 1. pārbaudes darbs (optikas pamatlikumi), 2. pārbaudes darbs (kvantu mehānika), eksāmens. Kritēriji: students spēj raksturot optisko instrumentu, lāzeru un citu optisko tehnoloģiju darbības principus, izskaidrot kvantu fizikas parādību izmantošanu tehnoloģiskos risinājumos un sniegt piemērus fizikālo likumsakarību praktiskajam pielietojumam.
Prot pielietot optikas un kvantu fizikas pamatlikumus fizikālo procesu skaidrošanai un kvantitatīvai analīzei. - Metodes: 1. pārbaudes darbs (optikas pamatlikumi un aprēķini), 2. pārbaudes darbs (kvantu mehānikas aprēķini), eksāmens. Kritēriji: students spēj izvēlēties atbilstošus fizikālos likumus un formulas, veikt aprēķinus gaismas laušanas, lēcu, interferenču, difrakcijas un vienkāršu kvantu mehānikas uzdevumu risināšanā, korekti izmantot mērvienības un interpretēt iegūtos rezultātus.
Prot demonstrēt un izskaidrot optikas un kvantu fizikas parādības, izmantojot atbilstošus fizikālos modeļus un eksperimentālos paņēmienus. - Metodes: 1. pārbaudes darbs (optikas parādību skaidrojumi), 2. pārbaudes darbs (kvantu mehānikas parādību skaidrojumi), eksāmens. Kritēriji: students spēj izskaidrot gaismas laušanas, interferenču, difrakcijas un polarizācijas parādības, interpretēt eksperimentālās demonstrācijas un raksturot kvantu fizikas efektus, sasaistot novērojumus ar atbilstošiem fizikālajiem likumiem.
Prot izveidot vienkāršas eksperimentālās iekārtas optikas un kvantu fizikas parādību pētīšanai, veikt eksperimentus un analizēt iegūtos rezultātus. - Metodes: 1. pārbaudes darbs (optikas eksperimentu analīze), 2. pārbaudes darbs (kvantu fizikas eksperimentu analīze). Kritēriji: students spēj izvēlēties eksperimenta veikšanai nepieciešamo aprīkojumu, izveidot vienkāršu eksperimentālo iekārtu, veikt mērījumus, apkopot un analizēt iegūtos datus, salīdzināt tos ar teorētiskajām prognozēm un formulēt pamatotus secinājumus.
Prot izmantot zināšanas par optikas un kvantu fizikas pamatlikumiem dažādu fizikālo situāciju analīzei un praktisku uzdevumu risināšanai. - Metodes: 1. pārbaudes darbs (optikas uzdevumi), 2. pārbaudes darbs (kvantu mehānikas uzdevumi), eksāmens. Kritēriji: students spēj identificēt fizikālās situācijas būtiskos lielumus un sakarības, izvēlēties piemērotu fizikālo modeli un aprēķinu metodi, atrisināt uzdevumu un pamatot iegūto rezultātu atbilstību fizikālajiem likumiem.
Prot plānot un veikt laboratorijas darbus optikas un kvantu fizikas jomā, ievērojot eksperimenta metodiku un darba drošības prasības. - Metodes: 1. pārbaudes darbs (optikas laboratorijas darbu rezultātu analīze), 2. pārbaudes darbs (kvantu fizikas laboratorijas darbu rezultātu analīze). Kritēriji: students spēj formulēt laboratorijas darba mērķi, izvēlēties piemērotu metodiku, sagatavot eksperimentālo aprīkojumu, veikt mērījumus, ievērojot darba drošības prasības, un sagatavot pārskatāmu laboratorijas darba protokolu ar rezultātu analīzi un secinājumiem.
Prot izmantot optikas un kvantu fizikas aprīkojumu un iekārtas fizikālo parādību demonstrēšanai un eksperimentālai izpētei. - Metodes: 1. pārbaudes darbs (optisko iekārtu izmantošanas un darbības principu analīze), 2. pārbaudes darbs (kvantu fizikas eksperimentālo iekārtu izmantošanas analīze). Kritēriji: students spēj izvēlēties un pareizi izmantot lēcas, spoguļus, difrakcijas režģus, gaismas avotus un citas eksperimentālās ierīces, izskaidrot to darbības principus, veikt eksperimentālos novērojumus un novērtēt iegūto rezultātu precizitāti.
Spēj patstāvīgi analizēt un pamatot optikas un kvantu fizikas pamatlikumu pielietojumu dažādu fizikālo parādību un tehnoloģisko risinājumu skaidrošanā. - Metodes: 1. pārbaudes darbs (optikas pamatlikumu pielietojums), 2. pārbaudes darbs (kvantu mehānikas pamatlikumu pielietojums), eksāmens. Kritēriji: students spēj izvērtēt optikas un kvantu fizikas likumsakarību pielietojumu konkrētās situācijās, argumentēti pamatot izvēlētos fizikālos skaidrojumus, sasaistīt teorētiskās zināšanas ar praktiskiem piemēriem un novērtēt to nozīmi mūsdienu tehnoloģijās.
Spēj patstāvīgi izmantot optikas un kvantu fizikas pamatsakarības fizikālo procesu analīzei, matemātiskai modelēšanai un rezultātu interpretācijai. - Metodes: 1. pārbaudes darbs (optikas uzdevumi un aprēķini), 2. pārbaudes darbs (kvantu mehānikas uzdevumi un aprēķini), eksāmens. Kritēriji: students spēj identificēt fizikālajai situācijai atbilstošās sakarības, izveidot matemātisku modeli, veikt nepieciešamos aprēķinus, interpretēt rezultātus un izvērtēt izmantotā modeļa piemērotību un ierobežojumus.
Studiju rezultātu vērtēšanas kritēriji
1. pārbaudes darbs - 30%
2. pārbaudes darbs - 30%
Eksāmens - 40%
 
Priekšzināšanas Vidusskolas fizikas kurss, augstākā matemātika.
Studiju kursa plānojums
Daļa KP Stundas Pārbaudījumi
Lekcijas Prakt. d. Lab. Ieskaite Eksāmens Darbs
1 6.0 32.0 32.0 0.0 *

Pieteikties uz šo kursu

[Kursa apraksts PDF formātā]