Министерство образования и науки Республики Казахстан

Министерство образования и науки Республики Казахстан
Семипалатинский государственный педагогический институт
Физико-математический факультет
Кафедра физики и информатики
СИЛЛАБУС
по дисциплине «Астрономия»
для студентов 3 курса специальности 050110 «Физика»
Семей 2010
Составитель: доцент кафедры физики и информатики
Нурабаева Г.У..
Утверждено на заседании кафедры
протокол № 10 от 28.06.11 г.
Зав.кафедрой физики и информатики
д.п.н., профессор
Маусымбаев С.С.
Одобрено учебно-методическим советом
физико-математического факультета
(протокол № 6 от 29.06.2011г.)
Председатель учебно-методического совета
Каженова Ж.С.
Утверждено на заседании Ученого совета
физико-математического факультета
(протокол № 10 от 29.06.11 г.)
Декан Физико-математического Совета
к.ф.- м. н., доцент
Берикханова Г.Е.
УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ – (SYLLABUS)
1.1. Данные о преподавателе
Нурабаева Галия Уразовна
К.ф.-м.н., доцент кафедры физики и информатики
время пребывания на кафедре: 8.00 – 14.00 ежедневно
1.2. Данные о дисциплине
Название: «Астрономия»
Количество кредитов – 2
Место проведения учебных занятий: учебный корпус №3 СГПИ
Номер аудитории в соответствии с расписанием
1.3. Выписка из учебного плана
курс кредиты лекции, практические
часы
занятия,
часы
3
2
15
-
лабораторные СРСП
занятия,
часы
15
15
СРС
всего
форма
контроля
45
90
экзамен
1.4.
Пререквизиты: для освоения дисциплины студент должен обладать знаниями по
дисциплинам: «математика», «физика» (в объеме программы средней школы).
1.5.
Постреквизиты: математика, физика, философия.
1.6.
Краткое описание:
Цель курса: Астрономические знания всегда оказывали сильное воздействие на
мировоззрение человека. Астрономия нужна каждому образованному человеку. Она
объясняет то, что мы постоянно наблюдаем и должны хорошо пониматья6 смену дня и ночи,
времен года, фаз Луны, приливы и отливы в океанах, суточное движение на разных
широтах, движение небесных тел, смену лунных, появление комет и метеорных потоков,
физическую природу небесных тел.
Современная астрономия, использующая космические методы исследования полная
выдающихся открытий, чрезвычайно расширила и углубила знания о Вселенной. Изучая
явления природы в пределах всей доступной наблюдениям части Вселенной, астрономия
позволяет раскрыть цельную картину мира, включая его развитие. Объем научной
информации особенно быстро растет в области астрофизических исследований. Все эти
события, являющиеся этапами в развитии человеческой цивилизации должны находить
отражения в вузовском преподавании астрономии.
Задачи курса:
Студент должен уметь:
 Формирование представление о современной научной картине мира.
 Формирование знаний о современных методах и приборах по исследованию
космических объектов.
 Умение оперировать огромными пространственно-временными масштабами,
анализировать данные весьма многочисленных и разнообразных наблюдений, понять
сложную сущность явлений.
 Формировать у учащихся моральные принципы, т.к. история астрономия дает
многочисленные примеры научного подвига ученых, их трудолюбия,
целеустремленности.
 Способствовать нравственному и эстетическому воспитанию, особенно благоприятны
для этого занятия по наблюдению звездного неба.
 Изучение курса должно способствовать ознакомлению студентов с основными
проблемами современной физики и астрономии.
В результате изучения дисциплины студенты должны:
1. Знать основные созвездия звездного неба, уметь отыскать их на небе и знать
наиболее яркие звезды.
2. Уметь работать с подвижной картой звездного неба.
3. Самостоятельно выполнять астрономические наблюдения.
4. Знать закономерности и условия движения Солнца на небесной сфере в
течение года и астрономические признаки климатических поясов Земли.
5. Ознакомиться с основными понятиями времени и его единицами, уметь
определять поправки и ход часов (звездных и солнечных) .
6. Знать о конфигурации планет и Луны, законы Кеплера и элементы орбит
небесных тел, зарисовать конфигурации планет и Луны на данный период.
7. Уметь применять законы Кеплера и закон всемирного тяготения Ньютона к
решению задач, связанных с запуском и движением ИЗС и ИНТ.
8. Иметь четкое представление о современных взглядах на строение солнечной
планетной системы и природе небесных тел.
9. Знать о современных методах исследования космических тел и последних
данных, полученных космическими аппаратами.
10. Иметь четкое представление о строении Солнца и звезд, уметь пользоваться
звездными каталогами, атласами.
11. Иметь представление о развивающейся Вселенной, которое соответствует
современным астрофизическим данным.
Предлагаемая типовая учебная программа может быть выполнена лишь при полном и
целесообразном использовании лекций, семинарских и лабораторных занятий и времени для
самостоятельной работы студентов, которые определяются рабочей программой кафедры
ВУЗ-а по разделам курса. Рабочие программы лекций, семинаров, физического практикума
и другие аналогичные вопросы относятся к компетенции соответствующего высшего
учебного заведения и кафедры. Допустимы определенные вариации в уровне выполнения
программ, обусловленные
различным уровнем технической оснащенности учебного
процесса и физических практикумов. Но общие требования к выполнению программы,
сформулированные в этом предисловии, являются едиными и обязательными для всех ВУЗ ов.
1.7. Тематический план курса:
№
Наименование темы
Всего кредитов: 2, семестр –6
Количество часов
лекц Пр Лабор СРСП СРС
ии
атор.
2
1. 1Основы сферической и практической астрономии
.
Предмет
астрономии.
Разделы
астрономии.
Теоретическое,
мировоззренческое
и
народнохозяйственное значение астрономии. Роль
наблюдений.
2. Предмет сферической астрономии. Небесная сфера. 2
Горизонтальная и экваториальная системы небесных
координат. Кульминация. Высота светила в меридиане.
Вращение небесной сферы на разных широтах.
3. Движение
Земли
вокруг
Солнца.
Эклиптика. 1
Тропический год. Зодиакальные созвездия.
4. Проблема измерения времени. Единицы измерения 1
-
6
-
3
-
2
времени. Звездное и солнечное время. Уравнение
времени. Местное время и долгота. Всемирное время.
Атомный стандарт времени.
5. История возникновения и развития календаря. Новый и
старый
стиль.
Универсальный
инструмент.
Приближенные методы определения географических
координат и направления полуденной линии.
6. Развитие взглядов на строение мира. Кинематика
Солнечной системы.
Зарождение астрономии. Развитие астрономии в
Древней Греции. Геоцентрическая система мира
Птоломея. Развитие астрономии в Средней Азии.
Коперник и его гелиоцентрическая система мира.
7. Строение Солнечной системы. Определение расстояния
до тел Солнечной системы. Суточный параллакс.
Определение размеров Луны, планет и Солнца.
8. Видимое движение Луны относительно звезд и Солнца.
Смена лунных фаз. Солнечные и лунные затмения.
Условия их наступления, частота затмений. Научное
значение наблюдений затмений.
9. Основы астрофизики и звездной астрономии.
Строение и эволюция Вселенной.
Элементы планетных орбит. Обобщенные законы
Кеплера. Определение масс небесных тел. Нутация.
Приливы и
отливы. Элементы космонавтики.
Простейшие методы определения орбит ИЗС, ИНТ.
10. Телескопы и их назначение. Основные характеристики:
увеличение, разрешающая и проницающая силы.
Светосила. Формула Погсона. Абсолютные звездные
величины. Радиотелескопы.
11. Физика звезд и Солнечной системы
Обзор планет солнечной системы. Солнце. Размеры.
Масса и плотность. Фотосфера, грануляция, факелы.
Солнечные
пятна.
Хромосфера,
хромосферные
вспышки.
Протуберанцы.
Корона.
Цикличность
солнечной активности, ее влияние на геофизические и биологически5е процессы на Земле.
12. Основные характеристики планет Солнечной системы
Физические характеристики каждой планеты. Деление
планет на две группы, особенности каждой группы
планет. Малые планеты, кометы и их внешний вид.
13. Тригонометрический метод определения расстояния до
звезд. Парсек. Световой год. Спектры и спектральная
классификация звезд. Химический анализ атмосферы
звезд. Диаграмма Гершпрунга - Рессела.
14. Двойные и кратные звезды. Спектрально двойные
звезды. Переменные звезды. Новые и сверхновые
звезды. Пульсары и нейтронные звезды. «Черные
дыры».
15. Краткий обзор строения галактики: размеры
форма, объекты входящие в галактику. Галактика
Млечный путь. Положение Солнца в Галактике.
1
-
2
-
3
-
3
2
-
1
-
-
2
3
-
-
2
-
3
2
-
3
1
-
Межзвездная среда.. Спиральная структура Галактики.
16. Классификация галактик по Хабблу. Физические
свойства галактик. Спектры галактик. Красное
смещение. Закон Хаббла. Квазары. Скопление галактик.
Метагалактика.
17. Космогония Солнечной системы. Космогонические
гипотезы Канта и Лапласа. Возраст Земли и планет.
Экзопланеты. Проблема расширяющейся Вселенной.
Постоянная Хаббла. Понятие о горячей Вселенной и
реликтовом излучении. Темная энергия.
Итого:
15
-
-
-
15
15
45
1.8 Список рекомендуемой литературы:
Основная литература:
1. Дагаев М.М и др. Астрономия.- М., Наука.-1983.-384 с.
2. Волынский В.А. Астрономия.- М., Наука,1971.
3. Дагаев М.М. Сборник задач по астрономии.- М., Просвещение.-1980.-128 с.
4. Бакулин П.И., Конович Э.В., Мороз В.И.Курс общей астрономии.- М., Наука.-1983.-560 с.
5. Воронцов- Вельяминов Б.А. Сборник задач и практических упражнений по астрономии.М., Наука.- 1977.
Дополнительная литература:
1. Шкловский М.И. Вселенная. Жизнь. Разум. - М., Наука.-1984.
2. Баулин и др. Курс общей астрономии.- М., Наука.-1983.
3. Курышев В.И. Практикум по астрономии.- М., просвещение.-1986.- 144с.
4. Климишин И.А. Астрономия наших дней. - М., Наука.-1980.- 456 с,
1.9. График выполнения и сдачи заданий по дисциплине
№
Виды
работ
1.
2.
3.
Цель и содержание задания
Рекомендуе
мая
литература
СРСП Основы сферической и практической Ос:
1,2,3,4,5
астрономии
Предмет
астрономии.
Разделы Д.л.:2,3
астрономии.
Теоретическое,
мировоззренческое
и
народнохозяйственное
значение
астрономии. Роль наблюдений.
СРСП Проблема измерения времени. Единицы Ос:
измерения
времени.
Звездное
и 1,2,3,4,5
солнечное время. Уравнение времени. Д.л.:2,3
Местное время и долгота. Всемирное
время. Атомный стандарт времени.
СРСП История возникновения и развития Ос:
календаря. Новый и старый стиль. 1,2,3,4,5
Универсальный
инструмент. Д.л.:2,3
Приближенные методы определения
географических
координат
и
направления полуденной линии.
Форма
контроля
Бал
лы
Сроки
Устный
опрос
2
2
неделя
Устный
опрос,
Решение
задач
3
4
Неделя
Устный
опрос
2
6
Неделя
4.
СРСП
5.
СРСП
6.
СРСП
1.
СРС
2.
СРС
3.
СРС
4.
СРС
5.
СРС
Развитие взглядов на строение мира.
Кинематика Солнечной системы.
Зарождение
астрономии.
Развитие
астрономии
в
Древней
Греции.
Геоцентрическая
система
мира
Птоломея. Развитие астрономии в
Средней Азии. Коперник и его
гелиоцентрическая система мира.
Строение
Солнечной
системы.
Определение
расстояния
до
тел
Солнечной
системы.
Суточный
параллакс. Определение размеров Луны,
планет и Солнца.
Телескопы и их назначение. Основные
характеристики:
увеличение,
разрешающая и проницающая силы.
Светосила.
Формула
Погсона.
Абсолютные
звездные
величины.
Радиотелескопы.
Основы сферической и практической
астрономии
Предмет
астрономии.
Разделы
астрономии.
Теоретическое,
мировоззренческое
и
народнохозяйственное
значение
астрономии. Роль наблюдений.
Развитие взглядов на строение мира.
Кинематика Солнечной системы.
Зарождение
астрономии.
Развитие
астрономии
в
Древней
Греции.
Геоцентрическая
система
мира
Птоломея. Развитие астрономии в
Средней Азии. Коперник и его
гелиоцентрическая система мира.
Строение
Солнечной
системы.
Определение
расстояния
до
тел
Солнечной
системы.
Суточный
параллакс. Определение размеров Луны,
планет и Солнца.
Видимое движение Луны относительно
звезд и Солнца. Смена лунных фаз.
Солнечные и лунные затмения. Условия
их наступления, частота затмений.
Научное
значение
наблюдений
затмений.
Телескопы и их назначение. Основные
характеристики:
увеличение,
разрешающая и проницающая силы.
Светосила.
Формула
Погсона.
Абсолютные
звездные
величины.
Радиотелескопы.
Ос:
1,2,3,4,5
Д.л.:2,3
Устный
опрос
3
8
Неделя
Ос:
1,2,3,4,5
Д.л.:2,3
Решение
задач
3
10
Неделя
Ос:
1,2,3,4,5
Д.л.:2,3
Устный
опрос
2
12
Неделя
Ос:
1,2,3,4,5
Д.л.:2,3
Реферат
2
3
Неделя
Ос:
1,2,3,4,5
Д.л.:2,3
Реферат
2
4
Неделя
Ос:
1,2,3,4,5
Д.л.:2,3
Реферат
2
5
Неделя
Ос:
1,2,3,4,5
Д.л.:2,3
Реферат
2
6
Неделя
Ос:
1,2,3,4,5
Д.л.:2,3
Реферат
2
8
Неделя
6.
СРС
7.
СРС
8.
СРС
Основные
характеристики
планет
Солнечной
системы
Физические
характеристики
каждой
планеты.
Деление планет на две группы,
особенности каждой группы планет.
Малые планеты, кометы и их внешний
вид.
Классификация галактик по Хабблу.
Физические свойства галактик. Спектры
галактик. Красное смещение. Закон
Хаббла. Квазары. Скопление галактик.
Метагалактика.
Космогония
Солнечной
системы.
Космогонические гипотезы Канта и
Лапласа. Возраст Земли и планет.
Экзопланеты.
Проблема
расширяющейся Вселенной. Постоянная
Хаббла. Понятие о горячей Вселенной и
реликтовом излучении. Темная энергия.
Ос:
1,2,3,4,5
Д.л.:2,3
Реферат
2
9
неделя
Ос:
1,2,3,4,5
Д.л.:2,3
Реферат
2
10
Неделя
Ос:
1,2,3,4,5
Д.л.:2,3
Реферат
1
13
неделя
1.10. Информация по оценке знаний
Контроль знаний студентов включает формы текущего, рубежного и итогового контроля.
По курсу предусмотрены текущий контроль знаний и работы студентов на лабораторных
занятиях, выполнение контрольных работ, тестирование по темам, подготовка конспектов
по отдельным вопросам курса. Каждая форма текущего контроля оценивается пятибалльной
оценкой, которая выставляется в журнал преподавателя. Форма итогового контроля по
окончании учебного курса – экзамен. Ответы на лабораторном занятии, СРСП, СРС также
оцениваются по 5-балльной системе.
Оценка 5 («отлично») выставляется, если студент демонстрирует знание теоретического
материала по теме, выполняет лабораторные работы, умеет обрабатывать выполненные
измерения и анализировать полученные результаты без дополнительных консультаций со
стороны преподавателя;
Оценка 4 («хорошо») выставляется, если студент демонстрирует, в основном, владение
теоретическим материалом по теме, самостоятельно выполняет лабораторные измерения и
обработку результатов, но при этом допускает неточности и ошибки при выполнении
задания, нарушает сроки отчетности по сдаче выполненных заданий;
Оценка3(«удовлетворительно») выставляется, если студент демонстрирует недостаточное
владение теоретическим материалом, неуверенно выполняет лабораторные задания, не умеет
самостоятельно обработать результаты измерения, дает положительные ответы лишь на 50%
поставленных вопросов, задание не выполняет в полном объеме, выполненные задания не
представляет в установленные сроки.
Оценка 2 («неудовлетворительно») выставляется, если студент не справляется с основной
частью задания, либо его не выполнил, дает положительные ответы менее чем на 50%
поставленных вопросов.
Максимальное количество баллов, которое может набрать студент за семестр, - 135
За нарушение дисциплины или отклонения от сроков сдачи работ вводятся штрафные
санкции:
 опоздание на занятие – минус 1 балл;
 пропуск лекционного занятия – минус 2 балла;
 пропуск лабораторного занятия – минус 3 балла;
 несвоевременное представление работы – снижение оценки на 1 балл;
При подведении итогов I рубежного контроля подсчитывается количество баллов,
набранных студентом за первые 7 недель семестра.
При подведении итогов II (итогового) рубежного контроля подсчитывается количество
баллов, набранных студентом за 15 недель обучения.
Если оценка II (итогового) рубежного контроля 50% и выше, повышение рейтинга не
допускается. В этом случае оценка II рубежного контроля является оценкой итогового
рейтингового контроля.
К экзаменам студент допускается в том случае, если рейтинг по результатам итогового
рейтингового контроля составляет не менее 50%.
Итоговая оценка включает: рубежный контроль – 60%, экзамен – 40%,
Иэ = Ри ∙ 0,6 + Э ∙ 0,4,
где Иэ – итоговая экзаменационная оценка в процентах;
Ри – оценка итогового рубежного контроля в процентах;
Э – экзаменационная оценка в процентах;
0,6 и 0,4 – коэффициенты.
Полученная итоговая оценка в процентном содержании переводится в цифровой и
буквенный эквиваленты согласно таблице системы оценки знаний (таблица 1).
Таблица 1
оценка
A
AB+
B
BC+
C
CD+
D
F
Значение
Отлично
Хорошо
удовлетворительно
неудовлетворительно
балл
4,00
3,67
3,33
3,00
2,67
2,33
2,00
1,67
1,33
1,00
0,00
Проценты, %
95-100
90-94
85-89
80-84
75-79
70-74
65-69
60-64
55-59
50-54
0-49
1.11 Политика и процедура курса отражает следующие административные требования,
предъявляемые к студентам в процессе изучения дисциплины:
Основные требования к компонентам курса и его изучению:
 студент должен посещать занятия, принимать активное участие при выполнении
лабораторных работ и заданий СРСП;
 на лекционных занятиях студент должен вести конспект, внимательно слушать, не
нарушать дисциплину;
 во время лабораторных занятий студент выполняет самостоятельно весь объем
заданий лабораторной работы, после чего отчитывается перед преподавателем, либо
при необходимости переносит полученную информацию в рабочую тетрадь или на
дискету для использования в последующем (составление отчета, выполнение других
заданий лабораторной работы и т.п.)
Правила поведения на занятиях:
 своевременно являться в аудиторию на занятия;
 верхнюю одежду сдавать в гардероб;
 на время занятия мобильные телефоны отключать;
 аккуратно использовать раздаточный материал (не мять, не рвать);
 соблюдать тишину при работе в лаборатории;
 без уважительной причины не разрешается выходить из аудитории во время занятий.
План лекционных занятий
1. Тема. 2часа
Предмет сферической астрономии. Небесная сфера. Горизонтальная и экваториальная
системы небесных координат. Кульминация. Высота светила в меридиане. Вращение
небесной сферы на разных широтах.
2. Тема. 1час
Движение Земли вокруг Солнца. Эклиптика. Тропический год. Зодиакальные созвездия.
3. Тема. 1час
Проблема измерения времени. Единицы измерения времени. Звездное и солнечное время.
Уравнение времени. Местное время и долгота. Всемирное время. Атомный стандарт
времени.
4. Тема. 1час
История возникновения и развития календаря. Новый и старый стиль. Универсальный
инструмент. Приближенные методы определения географических координат и
направления полуденной линии.
5. Тема. 2часа
Видимое движение Луны относительно звезд и Солнца. Смена лунных фаз. Солнечные и
лунные затмения. Условия их наступления, частота затмений. Научное значение
наблюдений затмений.
6. Тема. 1час
Физика звезд и Солнечной системы
Обзор планет солнечной системы. Солнце. Размеры. Масса и плотность. Фотосфера,
грануляция, факелы. Солнечные пятна. Хромосфера, хромосферные вспышки.
Протуберанцы. Корона. Цикличность солнечной активности, ее влияние на
геофизические и -биологически5е процессы на Земле.
7. Тема. 2часа
Основы астрофизики и звездной астрономии. Строение и эволюция Вселенной.
Элементы планетных орбит. Обобщенные законы Кеплера. Определение масс небесных
тел. Нутация. Приливы и отливы. Элементы космонавтики. Простейшие методы
определения орбит ИЗС, ИНТ.
8. Тема. 2часа
Тригонометрический метод определения расстояния до звезд. Парсек. Световой год.
Спектры и спектральная классификация звезд. Химический анализ атмосферы звезд.
Диаграмма Гершпрунга - Рессела.
9. Тема. 2часа
Двойные и кратные звезды. Спектрально двойные звезды. Переменные звезды. Новые и
сверхновые звезды. Пульсары и нейтронные звезды. «Черные дыры».
10. Тема.1час
Краткий обзор строения галактики: размеры
форма, объекты входящие в галактику. Галактика Млечный путь. Положение Солнца в
Галактике. Межзвездная среда.. Спиральная структура Галактики.
План проведения практических занятий
Тема. 3 ч. Практическое №1,2,3
Решение задач на небесную сферу
Тема. 3ч. Практическое №4,5,6.
Решение задач на солнечное и звездное время
Тема. 3ч. Практическое №. 7,8,9
Решение задач на строение солнечной системы
Тема. 3ч. Практическое №. 10,11,12
Решение задач на
законы Кеплера
Тема. 3ч. Практическое №. 13,14,15
Решение задач на звездную астрономию