Рабочая программа по общей астрономии

ДОКУМЕНТ ПОДПИСАН
ЭЛЕКТРОННОЙ ПОДПИСЬЮ
Сертификат:
281551149BA9F58563BC2E688BFBE912
Владелец: Соловьева Мария Александровна
Действителен: с 14.11.2023 до 06.02.2025
Рабочая программа утверждена в составе учебного
плана (-ов): 24/5012/1
___________________________________________
Заместитель начальника Управления
образовательных программ И.В. Дьяченко
Санкт-Петербургский государственный университет
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Общая астрономия
General Astronomy
Язык(и) обучения
русский
Трудоемкость в зачетных единицах: 6
Регистрационный номер рабочей программы: 003302
Раздел 1.
Характеристики учебных занятий
Цели и задачи учебных занятий
Обучение студентов основным разделам современной астрономии, а также ее
методам и результатам; развитие у студентов целостной картины мира; подготовка к
восприятию других астрономических дисциплин.
Поставленные цели достигаются путём решения следующих задач курса: изучение
основных разделов астрономии; развитие навыков самостоятельного решения задач по
разным разделам астрономии.
1.1.
1.2. Требования подготовленности обучающегося к освоению содержания учебных
занятий (пререквизиты)
Для успешного освоения дисциплины студент должен иметь предварительную
подготовку в объеме курса физики и математики, изучаемого в средней школе.
Перечень результатов обучения (learning outcomes)
Владеть методами астрономического, физического и математического
исследования при анализе глобальных проблем на основе глубоких знаний
фундаментальных физико-математических дисциплин и компьютерных наук. Уметь
вести междисциплинарные исследования на стыке астрономии, физики, математики и
других естественных наук Уметь определять общие формы, закономерности,
инструментальные
средства
для
групп
дисциплин
1.3.
Перечень компетенций, в формировании которых участвует дисциплина
(практика), указан в актуальном учебном плане образовательной программы.
Индикаторами достижения компетенций, в формировании которых участвует
дисциплина (практика), являются суммы отношений числа зачетных единиц в рамках
модуля, по которому проводится промежуточная аттестация, к общему числу зачетных
единиц, в рамках которых формируется компетенция, умноженных на коэффициент,
определяемый результатами промежуточной аттестации. Оценке A соответствует
коэффициент 100%, оценке B – 90%, оценке C – 80%, оценке D – 70%, оценке E – 60%,
оценке F – 0%. Компетенция считается сформированной, если итоговое значение
индикатора составляет не менее 60%.
1.4.
Перечень и объём активных и интерактивных форм учебных занятий
Практические занятия — 48 часов.
Раздел 2.
Организация, структура и содержание учебных занятий
Организация учебных занятий
2.1.
2.1.1 Основной курс
Трудоёмкость
итоговая аттестация
(сам.раб.)
промежуточная аттестация
(сам.раб.)
текущий контроль (сам.раб.)
сам. раб. с использованием
методических материалов
в присутствии
преподавателя
Самостоятельная работа
под руководством
преподавателя
итоговая аттестация
промежуточная
аттестация
текущий контроль
коллоквиумы
контрольные работы
лабораторные работы
практические
занятия
консультации
семинары
лекции
Код модуля в составе
дисциплины,
практики и т.п.
Контактная работа обучающихся с преподавателем
Объём активных и интерактивных
форм учебных занятий
Трудоёмкость, объёмы учебной работы и наполняемость групп обучающихся
22
2
26
4
ОСНОВНАЯ ТРАЕКТОРИЯ
Форма обучения: очная
Семестр 1
Семестр 2
ИТОГО
30
28
2-25
2-25
45
2
30
2-25
2-25
2-25
75
2
58
2
225
2
225
4
7
5
1-1
1-1
29
36
1-1
1-1
36
41
6
Виды, формы и сроки текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации
Код модуля в
Виды итоговой
составе
аттестации
(только для программ
дисциплины,
Формы текущего
Виды промежуточной аттестации
итоговой аттестации и
практики и т.п. контроля успеваемости
дополнительных
образовательных
программ)
Формы
Сроки
Виды
Сроки
ОСНОВНАЯ ТРАЕКТОРИЯ
Форма обученияочная
Семестр 1
Семестр 2
Зачет по итогам
работы в течение
семестра
Экзамен, устно,
традиционная форма
по графику
промежуточной
аттестации
по графику
промежуточной
аттестации
Виды
Сроки
2.2. Структура и содержание учебных занятий
Тема 1. Об астрономии.
Предмет астрономии, ее метод и связь с другими науками. Подготовка
астрономических кадров. Астрономические учреждения. Общественные организации
астрономов. Астрономическая информация.
Тема 2. Элементы сферической астрономии.
Основные формулы сферической тригонометрии. Небесная сфера. Небесные
координаты. Суточное движение светил. Видимое движение Солнца. Время. Календарь.
Тема 3. Элементы астрометрии.
Задачи астрометрии. Меридианная астрометрия. Абсолютные и относительные
методы определения координат. Астрономические редукции (рефракция, аберрация,
параллакс, прецессия и нутация, собственные движения звезд) и астрономические
постоянные. Новые инструменты и методы астрометрии.
Тема 4. Элементы небесной механики.
Размеры, форма и гравитационное поле Земли. Приливы. Задача двух тел.
Возмущенное движение. Конфигурации и видимое движение планет. Движение Луны.
Затмения. Движение искусственных спутников Земли и космических аппаратов.
Тема 5. Физические основы астрофизики.
Шкала электромагнитных волн. Элементы астрофотометрии. Законы излучения.
Элементы спектроскопии. Элементы молекулярной физики.
Тема 6. Основные приборы астрофизики.
Оптические
телескопы.
Приемники
оптического,
инфракрасного
и
ультрафиолетового излучения. Радио, рентгеновские и гамма-телескопы. Космические
обсерватории. Приборы, регистрирующие излучение неэлектромагнитной природы.
Тема 7. Солнечная система.
Планеты.Малые тела Солнечной системы. Образование Солнечной системы.
Внесолнечные планеты.
Тема 8. Солнце.
Общие сведения. Спектр, температура, химический состав. Основной источник
энергии и внутреннее строение. Атмосфера. Магнитное поле Солнца. Солнечная
активность.
Тема 9. Звезды.
Общая характеристика звезд и их основные параметры. Спектральная
классификация. Диаграмма Герцшпрунга-Рассела. Строение звезд. Источники энергии
звезд. Эволюция звезд. Двойные звезды. Пульсирующие переменные. Эруптивные
переменные. Пульсары и рентгеновские источники.
Тема 10. Галактика.
Методы звездной астрономии. Строение Галактики. Звездные скопления.
Межзвездная среда.
Тема 11. Галактики и элементы космологии.
Классификация и структура галактик. Шкала расстояний во Вселенной. Галактики
с активными ядрами. Наблюдательные основы космологии (расширение Вселенной,
реликтовое излучение, содержание элементов, скрытая масса, крупномасштабная
структура, ускоренное расширение). Основные этапы эволюции Вселенной.
Раздел 3.
3.1.
Обеспечение учебных занятий
Методическое обеспечение
3.1.1 Методические указания по освоению дисциплины
Студенты должны посещать лекции и практические занятия, выполнять задания,
даваемые на дом преподавателем. Студенту необходимо знать содержание лекций, уметь
формулировать определения основных понятий и утверждений, вводимых в дисциплине,
понимать физический смысл изучаемых явлений, уметь применять на практике изученные
в процессе освоения дисциплины основные формулы и уметь решать задачи.
3.1.2 Методическое обеспечение самостоятельной работы
При самостоятельной работе студент использует основную и дополнительную
рекомендованную литературу по дисциплине.
3.1.3 Методика проведения текущего контроля успеваемости и промежуточной
аттестации и критерии оценивания
Контроль успеваемости студентов осуществляется посредством контрольных
работ, зачета и проводимого в конце второго семестра экзамена.
Методика проведения контрольных работ
Контрольные работы проводятся на практических занятиях. Контрольная работа
состоит из нескольких задач по определенным темам. Решение задачи может быть
представлено в аналитической форме. Задача считается зачтенной, если в решении
приводится ход рассуждения, приводящий к правильному ответу.
Методика проведения зачета
Зачет ставится по итогам работы в течение семестра. Критерием получения зачета
является итоговый процент выполнения заданий контрольных работ. Для получения
зачета студент должен выполнить не менее 2/3 заданий.
Методика проведения экзамена
Экзамен проводится в устной форме. Билет состоит из трех вопросов. Время
подготовки ответа на вопросы билета составляет 60 минут. При подготовке к экзамену
обучающийся может использовать свой личный конспект по дисциплине. Использование
учебников, а также электронных устройств хранения, обработки или передачи
информации при подготовке и ответе на вопросы экзамена не разрешается. После ответа
на вопросы билета преподаватель вправе задать дополнительные вопросы по любой теме
из списка вопросов «Примерный краткий перечень дополнительных вопросов для
экзамена», на основании оценки ответов на которые итоговая оценка по предмету может
быть повышена или понижена. В качестве дополнительных, используются вопросы, не
требующие длительного вывода и трудоемких вычислений, в том числе основные
определения, примеры и логические связи, введенные в дисциплине.
Критерии выставления зачета:
Оценка «зачтено» («A») ставится, если итоговый процент выполнения
аттестационных заданий составил не менее 67%.
Оценка «не зачтено» («F») ставится, если итоговый процент выполнения
аттестационных заданий составил менее 67%.
Критерии выставления оценок на экзамене:
Оценка «A» («отлично») ставится, если обучающийся владеет знаниями предмета в
полном объеме учебной программы, достаточно глубоко осмысливает дисциплину;
самостоятельно, в логической последовательности и исчерпывающе отвечает на все
вопросы билета, подчеркивает при этом самое существенное, умеет анализировать,
сравнивать, классифицировать, обобщать, конкретизировать и систематизировать
изученный материал, выделять в нем главное: устанавливать причинно-следственные
связи; четко формулировать ответы, свободно решает предложенные задачи повышенной
сложности (не менее двух), хорошо знаком с основной литературой, способен без
подготовки или после небольших затрат времени ответить на дополнительные вопросы.
Оценка «B» («хорошо») ставится, если обучающийся владеет знаниями
дисциплины почти в полном объеме программы (имеются пробелы знаний только в
некоторых, особенно сложных разделах); самостоятельно и отчасти при наводящих
вопросах дает полноценные ответы на вопросы билета; не всегда выделяет наиболее
существенное, не допускает вместе с тем серьезных ошибок в ответах; умеет решать
легкие и средней тяжести задачи (не менее двух).
Оценка «C» («хорошо») ставится, если обучающийся уверенно владеет
материалом, но при ответе упускает отдельные существенные моменты; владеет знаниями
дисциплины почти в полном объеме программы (имеются пробелы знаний только в
некоторых, особенно сложных разделах); неуверенно себя чувствует при ответах на
дополнительные вопросы, умеет решать легкие и средней тяжести задачи (не менее двух).
Оценка «D» («удовлетворительно») ставится, если обучающийся ориентируется в
поставленных вопросах, может сформулировать основные моменты, но теряется при
ответах на дополнительные вопросы, Студент способен решать лишь легкие задачи (не
менее одной), владеет обязательным минимумом методов исследований.
Оценка «E» («удовлетворительно») ставится, если обучающийся владеет основным
объемом знаний по дисциплине; проявляет затруднения в самостоятельных ответах,
оперирует неточными формулировками; в процессе ответов допускаются ошибки по
существу вопросов. Студент способен решать лишь наиболее легкие задачи (не менее
одной), владеет только обязательным минимумом методов исследований.
Если обучающийся не способен дать ответ на поставленные вопросы, ему
выставляется оценка «F» («неудовлетворительно»).
3.1.4 Методические материалы для проведения текущего контроля успеваемости и
промежуточной аттестации (контрольно-измерительные материалы, оценочные
средства)
Примерный краткий перечень вопросов к экзамену:
1. Сферические треугольники. Теорема косинусов.
2. Теорема синусов и формула пяти элементов.
3. Небесная сфера. Основные точки и круги на ней.
4. Важнейшие системы небесных координат.
5. Преобразования между системами небесных координат.
6. Суточное движение светил. Восход, заход, кульминация.
7. Видимое движение Солнца по небесной сфере.
8. Принципы измерения времени. Звездное время.
9. Истинное и среднее солнечное время.
10. Местное, всемирное, поясное время.
11. Календарь.
12. Инструменты меридианной астрометрии. Астрономические часы.
13. Абсолютные и относительные методы определения координат светил.
14. Астрономическая рефракция.
15. Аберрация света.
16. Параллактическое смещение. Годичный и суточный параллаксы.
17. Прецессия и нутация.
18. Собственные движения звезд.
19. Размеры и форма Земли. Геоид.
20. Приливы.
21. Неравномерность вращения Земли. Движение полюсов.
22. Уравнения движения в задаче двух тел.
23. Интегралы площадей и энергии в задаче двух тел.
24. Форма орбиты в задаче двух тел. Законы Кеплера.
25. Элементы орбиты в задаче двух тел.
26. Невозмущенное и возмущенное движение небесных тел.
27. План Солнечной системы. Движение планет и малых тел.
28. Конфигурации и видимое движение планет.
29. Движение и фазы Луны.
30. Солнечные и лунные затмения.
31. Движение искусственных спутников Земли и космических аппаратов.
32. Шкала электромагнитных волн.
33. Освещенность, звездные величины.
34. Интенсивность излучения. Виды излучения. Абсолютно черное тело.
35. Закон Планка. Приближения Вина и Рэлея--Джинса.
36. Закон смещения Вина. Закон Стефана--Больцмана.
37. Элементарные процессы излучения и поглощения квантов.
38. Виды спектров.
39. Идеальный, вырожденный и нейтронизованный газ.
40. Оптические телескопы.
41. Приемники излучения. Спектральные приборы.
42. Радиотелескопы.
43. ИК-, УФ-, рентгеновские и гамма-телескопы.
44. Общая характеристика планет.
45. Планеты земной группы.
46. Планеты-гиганты.
47. Внесолнечные планеты - методы поиска и результаты.
48. Малые тела Солнечной системы.
49. Общая характеристика Солнца.
50. Строение Солнца. Основной источник его энергии.
51. Атмосфера Солнца.53. Солнечная активность.
52. Основные параметры звезд и методы их определения.
53. Спектральная классификация звезд и основные понятия колориметрии.
54. Диаграмма Г-Р. Соотношение масса-светимость.
55. Строение звезд, основные источники звездной энергии.
56. Формирование звезд.
57. Эволюция звезд.
58. Двойные звезды.
59. Цефеиды и другие пульсирующие переменные.
60. Эруптивные переменные. Новые и сверхновые звезды.
61. Белые карлики.
62. Пульсары и рентгеновские источники.
63. Методы галактической астрономии.
64. Общая характеристика и строение Галактики.
65. Звездные скопления.
66. Межзвездная среда.
67. Межзвездное поглощение света.
68. Вращение и спиральная структура Галактики.
69. Общая характеристика и классификация галактик.
70. Определение расстояний до галактик. Закон Хаббла.
71. Галактики с активными ядрами. Квазары.
72. Расширение Вселенной, критическая плотность.
73. Реликтовое излучение и его свойства.
74. Основные характеристики Вселенной и этапы ее эволюции.
Примерный краткий перечень дополнительных вопросов для экзамена:
1. Экваториальные системы небесных координат.
2. Условия наступления полярного дня и полярной ночи.
3. Уравнение времени.
4. Дифференциальная рефракция.
5. Роль приливных явлений во Вселенной.
6. Обобщенный третий закон Кеплера.
7. Оскулирующие элементы орбиты.
8. Условия наступления солнечных и лунных затмений.
9. Условия формирования непрерывного, линейчатого и абсорбционного спектров.
10. Разрешающая способность телескопа.
11. Характеристики короны Солнца.
12. Положение пульсирующих переменных на диаграмме Герцшпрунга-Рассела.
13. Механизмы вспышек новых и сверхновых звезд.
14. Межзвездное поглощение в направлении на центр Галактики.
15. Наблюдательные проявления темной материи.
16. Понятие критической плотности Вселенной.
17. Особенности крупномасштабного распределения галактик.
Примеры формулировок задач для контрольных работ
1. При наблюдении в Санкт-Петербурге звезда кульминирует на высоте 51 градус
25 минут. Найти возможные значения склонения этой звезды.
2. Скопление состоит из 10000 звезд 15-й звездной величины и 20000 звезд 18-й
величины. Найти полную звездную величину скопления.
3. Искусственный спутник Земли движется по орбите с минимальной высотой
300 км, а максимальной – 1000. Найти период обращения спутника.
4. Найти абсолютную болометрическую звездную величину объекта с мощностью
1035 эрг/сек.
3.1.5 Методические материалы для оценки обучающимися содержания и качества
учебного процесса
Оценка обучающимися содержания и качества учебного процесса по дисциплине
осуществляется в установленном в СПбГУ порядке.
3.2.
Кадровое обеспечение
3.2.1 Образование и (или) квалификация штатных преподавателей и иных лиц,
допущенных к проведению учебных занятий
К чтению лекций должны привлекаться преподаватели, имеющие ученую степень
доктора или кандидата наук (в том числе степень PhD, прошедшую установленную
процедуру признания и установления эквивалентности) в области астрономии. К
проведению практических занятий должны привлекаться преподаватели, имеющие
высшее образование в области астрономии.
3.2.2 Обеспечение учебно-вспомогательным и (или) иным персоналом
Не требуется.
3.3.
Материально-техническое обеспечение
3.3.1 Характеристики аудиторий (помещений, мест) для проведения занятий
Требуется стандартно оборудованная лекционная аудитория, приспособленная для
проведения интерактивных лекций (доска, мел, губка, маркер, видеопроекционное
оборудование).
3.3.2 Характеристики аудиторного оборудования, в том числе
неспециализированного компьютерного оборудования и программного обеспечения
общего пользования
MS Windows, MS Office, Mozilla FireFox, Google Chrome, Acrobat Reader DC,
Антивирус Касперского или другие аналогичные программные продукты, принятые для
использования в СПбГУ в установленном порядке.
Видеопроекционное оборудование аудитории включает в себя проектор, экран,
оптическую указку. Проектор должен предусматривать возможность подключения
переносного персонального компьютера (ноутбука) преподавателя в качестве источника
изображения.
3.3.3 Характеристики специализированного оборудования
Не предусмотрено.
3.3.4 Характеристики специализированного программного обеспечения
Не предусмотрено.
3.3.5 Перечень и объёмы требуемых расходных материалов
Губки, мел, маркеры, бумага.
3.4.
Информационное обеспечение
3.4.1 Список обязательной литературы
1. Кононович Э.В., Мороз В.И. Общий курс астрономии. М.: Ленанд, 2017, 544 с.
3.4.2 Список дополнительной литературы
1. Сурдин В.Г. (ред.) Небо и телескоп. М.: Физматлит, 2017, 436с.
2. Сурдин В.Г. (ред.) Солнечная система. М.: Физматлит, 2017, 474с.
3. Сурдин В.Г. (ред.) Звезды. М.: Физматлит, 2013, 444 с.
4. Сурдин В.Г. (ред.) Галактики, М.: Физматлит, 2017, 448с.
3.4.3 Перечень иных информационных источников
Сайт Научной библиотеки им. М. Горького СПбГУ: http://www.library.spbu.ru/
Электронный каталог Научной библиотеки им. М. Горького СПбГУ:
http://ecat.library.spbu.ru/?id=EC
Перечень
электронных
ресурсов,
находящихся
в
доступе
СПбГУ:
http://cufts.library.spbu.ru/CRDB/SPBGU/
Перечень ЭБС, на платформах которых представлены российские учебники, находящиеся
в
доступе
СПбГУ:
http://cufts.library.spbu.ru/CRDB/SPBGU/browse?name=rures&resource_type=8
Раздел 4. Разработчики программы
Решетников Владимир Петрович, доктор физико-математических наук, профессор,
профессор кафедры астрофизики СПбГУ. v.reshetnikov@spbu.ru, 428-41-68.
Савченко Сергей Сергеевич, кандидат физико-математических наук, старший
научный сотрудник кафедры астрофизики СПбГУ.
s.s.savchenko@spbu.ru. 428-41-68