авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


2

1. Цели и задачи дисциплины

Целью изучения дисциплины «Физика» является фундаментальная подготовка студентов по

физике, как база для изучения технических дисциплин,

способствующих готовности выпускника к

междисциплинарной экспериментально-исследовательской деятельности для решения задач,

связанных с разработкой инновационных методов создания конкурентоспособной продукции.

Основные задачи дисциплины:

1) приобретение студентами необходимых знаний фундаментальных законов физики и знаний в области перспективных направлений развития современной физики;

2) получение навыков решения теоретических задач по физике с их практическими приложениями;

формирование навыков самостоятельно приобретать и применять полученные знания;

3) формирование навыков проведения физического эксперимента и обработки результатов измерений;

4) применение полученных знаний, навыков и умений в последующей профессиональной деятельности.

2. Место дисциплины Физика играет значительную роль в современном естествознании, в развитии современной техники и всех отраслей народного хозяйства. Физика является источником знаний об окружающем мире, основой научно-технического прогресса и важным компонентом человеческой культуры.

Курс физики является базовым в общенаучной подготовке бакалавров, отражая наиболее общие закономерности в природе, формирует у студента представление о естественнонаучной картине мира.

Дисциплина «Физика» входит в базовую часть «Математического и естественнонаучного цикла» подготовки бакалавров и является основой для дисциплин цикла ОПД и СД.

Студент, начинающий изучение дисциплины «Физика», должен знать физику в пределах программы средней школы, знать основы интегрального и дифференциального исчисления.

Дисциплины, изучаемые одновременно: «Математика (общий курс)», «Материаловедение и технология конструкционных материалов», «Механика», «Техническая термодинамика», «Теоретическая механика».

Последующие дисциплины: «Материаловедение и технология конструкционных материалов», «Электротехника и электроника» «Гидрогазодинамика», «Техническая термодинамика», «Тепломассообмен», «Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии».

3. Требования к уровню подготовки студента, завершившего изучение дисциплины 3.1. В результате освоения дисциплины «Физика» должны быть сформированы следующие компетенции:

- способностью демонстрировать базовые знания в области естественнонаучных дисциплин и готовностью использовать основные законы в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК-2);

- готовностью выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, и способностью привлечь для их решения соответствующий физико-математический аппарат (ПК-3);

- способностью к проведению экспериментов по заданной методике и анализу результатов с привлечением соответствующего математического аппарата (ПК-18).

3.2. В результате освоения дисциплины студент должен демонстрировать освоение указанными компетенциями по дескрипторам «знания, умения, владения», соответствующие тематическим модулям дисциплины, и применимые в их последующем обучении и профессиональной деятельности:

- Знать:

З.1. основные физические явления и основные законы физики;

границы их применимости, применение законов в важнейших практических приложениях;

З.2. основные физические величины и физические константы, их определение, смысл, способы и единицы их измерения;

З.3. фундаментальные физические опыты и их роль в развитии науки. Назначение и принципы действия важнейших физических приборов.

- Уметь:

У1. указать, какие законы описывают данное явление или эффект;

записывать уравнения для физических величин в системе СИ;

У.2. истолковывать смысл физических величин и понятий;

объяснить основные наблюдаемые природные и техногенные явления и эффекты с позиций фундаментальных физических взаимодействий;

У.3 работать с приборами и оборудованием в современной физической лаборатории;

интерпретировать результаты и делать выводы;

использовать методы физического моделирования, применять методы физико-математического анализа к решению конкретных естественнонаучных и технических проблем.

- Владеть:

В.1. навыками использования основных общефизических законов и принципов в важнейших практических приложениях;

В.2. основными методами физико-математического анализа для решения естественнонаучных задач;

В.3. приемами правильной эксплуатации основных приборов и оборудования современной физической лаборатории;

методами обработки и интерпретирования результатов эксперимента;

приемами использования методов физического моделирования в производственной практике.

3.3. Проектируемые результаты и признаки формирования компетенций.

Компетентностная модель дисциплины Проектируемые результаты освоения Средства и Технологии дисциплины «Физика» и индикаторы Индекс технологии формирования формирования компетенций компетенции оценки компетенции Знания (З) Умения (У) Навыки (В) ПК-2 З.1 – З.3 У.1 – У.3 В.1-В.3 Коллоквиум, 6.1.1-6.1. зачет, экзамен, контрольные работы, устный опрос ПК-3 З.1 – З.3 У.1 – У.3 В.1-В.3 Коллоквиум, 6.1.1-6.1. зачет, экзамен, контрольные работы, устный опрос ПК-18 З.1 – З.3 У.1, У.3 В.2-В.3 Коллоквиум, 6.1.1-6.1. зачет, экзамен, контрольные работы, устный опрос Примечание: технологии формирования компетенции (образовательные технологии, используемые при реализации дисциплины) указаны в п.6.

4. Объем дисциплины и виды учебной работы в часах и зачетных единицах Очная форма обучения Вид занятий Всего Семестры (час./ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 зач.ед. ) Всего аудиторных занятий: 180 72 72 Лекции 90 36 36 Практические занятия 36 18 Лабораторные работы 54 18 18 Самостоятельная работа: 72 42 20 Самостоятельная работа студента 72 42 20 (самостоятельное изучение материала дисциплины и подготовка к занятиям) Количество часов на экзамен 72 36 36 Всего по дисциплине 360/10 150 128 Вид аттестации за семестр (зачет, экз экз экз дифференцированный зачет, экзамен) Заочная форма обучения Вид занятий Всего Семестры (час./ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 зач.ед. ) Всего аудиторных занятий: 44 20 16 Лекции 20 8 8 Практические занятия 12 8 Лабораторные работы 12 4 4 Самостоятельная работа: 208 44 118 Самостоятельная работа студента 178 34 108 (самостоятельное изучение материала дисциплины и подготовка к занятиям) Домашнее задание 30 10 10 Количество часов на экзамен 108 36 36 Всего по дисциплине 360/10 100 170 Вид аттестации за семестр (зачет, экз экз экз дифференцированный зачет, экзамен) 5. Содержание дисциплины по модулям и видам учебных занятий 5.1. Содержание дисциплины по модулям 1. Физические основы механики.

2. Молекулярная, статистическая физика и термодинамика.

3. Электричество и магнетизм.

4. Колебания и волны.

5. Волновая и квантовая оптика.

6. Квантовая физика.

7. Ядерная физика Форма Содержание модулей обучения О З Модуль 1. Физические основы механики Кинематика. Основные кинематические характеристики криволинейного Л, С Л, С движения: скорость и ускорение. Нормальное и тангенциальное ускорение.

Кинематика вращательного движения: угловая скорость и угловое ускорение, их связь с линейной скоростью и ускорением.

Л, С С Динамика материальной точки и поступательного движения твердого тела.

Инерциальная системы отсчета и первый закон Ньютона. Масса, импульс, сила.

Уравнение движения. Третий закон Ньютона. Закон сохранения импульса.

Динамика вращательного движения твердого тела. Момент инерции. Л, С С Вычисление моментов инерции тел. Теорема Штейнера. Момент импульса.

Момент силы. Основной закон динамики вращательного движения. Закон сохранения момента импульса.

Работа и механическая энергия. Сила, работа и потенциальная энергия. Л, С Л, С Консервативные и неконсервативные силы. Работа и кинетическая энергия. Закон сохранения полной механической энергии в поле потенциальных сил.

Релятивистская механика. Принцип относительности и преобразования Л, С Л, С Галилея. Экспериментальные обоснования специальной теории относительности (СТО). Постулаты СТО. Следствия из преобразований Лоренца.

Пространственно – временной интервал и его инвариантность. Релятивистские импульс и масса. Взаимосвязь массы и энергии. Закон сохранения массы и энергии.

Модуль 2. Молекулярная, статистическая физика и термодинамика Л, С С Исходные понятия и определения термодинамики и молекулярной физики.

Динамические и статистические закономерности. Термодинамический и статистический методы. Макроскопическое состояние. Термодинамические параметры и процессы. Идеальный газ. Уравнение состояния идеального газа.

Первое начало термодинамики. Внутренняя энергия системы. Работа и Л, С С теплота. Первое начало термодинамики. Графическое изображение термодинамических процессов и работы. Теплоемкость вещества. Применение первого начала термодинамики к изопроцессам идеальных газов. Адиабатный и политропный процессы идеального газа.

Функции распределения. Микроскопические параметры. Вероятность и Л, С С флуктуации. Закон распределения молекул по скоростям. Барометрическая формула. Закон Больцмана для распределения частиц во внешнем потенциальном поле. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы.

Явления переноса. Столкновения и длина свободного пробега молекул газа. Л, С Л Явления переноса в термодинамических неравновесных системах. Основные уравнения и коэффициенты явлений переноса. Молекулярно-кинетическая трактовка явлений переноса.

Второе начало термодинамики. Обратимые и необратимые процессы. Л, С С Круговые процессы. Цикл Карно. Энтропия. Термодинамическая диаграмма T-S и ее применение. Второе начало термодинамики. Статистическое истолкование второго закона термодинамики. Флуктуации. Третье начало термодинамики.

Реальные газы. Силы межмолекулярного взаимодействия в газах. Уравнения С С Ван-дер-Ваальса. Изотермы реальных газов. Понятие о фазовых переходах I и II рода. Внутренняя энергия реального газа. Эффект Джоуля-Томсона.

Модуль 3. Электричество и магнетизм Электростатическое поле и его характеристики. Электрический заряд и его Л, С Л, С дискретность. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона.

Напряженность и потенциал электрического поля. Потенциал и его связь с напряженностью поля. Теорема Гаусса в интегральной форме и ее применение для расчета электростатических полей в вакууме Проводники в электростатическом поле. Равновесие зарядов в проводнике. Л, С С Эквипотенциальные поверхности и силовые линии электростатического поля между проводниками. Электростатическая защита. Емкость уединенного проводника. Взаимная емкость проводников. Конденсаторы. Электроемкость конденсатора.

Диэлектрики в электрическом поле. Электрическое поле диполя. Поляризация Л, С С диэлектриков. Деформационная и ориентационная поляризация диэлектриков.

Вектор электрического смещения (электрической индукции). Диэлектрическая проницаемость среды. Электрическое поле в однородном диэлектрике.

Энергия электростатического поля. Энергия взаимодействия электрических Л, С С зарядов. Энергия заряженного проводника и конденсатора. Объемная плотность энергии электростатического поля.

Постоянный электрический ток. Законы постоянного тока. Сила и плотность Л, С Л, С тока. Закон Ома в интегральной и дифференциальной формах. Закон Джоуля Ленца. Правила Кирхгофа.

С С Классическая электронная теория электропроводности металлов.

Электропроводность металлов. Основы классической электронной теории электропроводности металлов. Электронные теплоемкость и теплопроводность.

Недостатки классической теории электропроводности металлов.

Магнитостатика. Магнитное взаимодействие постоянных токов. Вектор Л, С Л, С магнитной индукции. Закон Ампера. Сила Лоренца. Закон Био-Савара-Лапласа.

Теорема о циркуляции (закон полного тока).

Магнитное поле в веществе. Магнитное поле и магнитный момент кругового Л, С С тока. Намагничение магнетиков. Классификация магнетиков. Магнитная проницаемость. Напряженность магнитного поля. Условия для магнитного поля на границе раздела магнетиков.

Электромагнитная индукция. Закон Фарадея. Правило Ленца. Взаимная Л, С С индукция. Самоиндукция. Работа по перемещению контура с током в магнитном поле. Энергия магнитного поля. Плотность энергии магнитного поля.

Основы теории Максвелла для электромагнитного поля. Система уравнений Л, С Л, С максвелла в интегральной форме и физический смысл входящих в нее уравнений.

Модуль 4. Колебания и волны Гармонические колебания. Идеальный гармонический осциллятор. Амплитуда, Л, С С частота и фаза колебаний. Энергия колебаний. Примеры колебательных движений различной физической природы. Свободные затухающие колебания.

Вынужденные колебания. Слождение колебаний.

Волны. Волновое движение. Плоская гармоническая волна. Длина волны, Л, С С волновое число, фазовая скорость. Уравнение волны. Упругие волны в газах, жидкостях, твердых телах. Электромагнитные волны. Волновое уравнение для электромагнитных волн. Основные свойства электромагнитных волн.

Энергетические характеристики электромагнитных волн. Вектор Пойнтинга.

Модуль 5. Волновая и квантовая оптика Интерференция волн. Монохроматичность и временная когерентность света. Л, С С Пространственная когерентность. Двухлучевая интерференция. Интерференция в тонких пленках. Интерферометры.

Дифракция волн. Принцип Гюйгенса-Френеля. Дифракция Френеля. Зоны Л, С Л, С Френеля. Дифракция Фраунгофера. Дифракция на круглом отверстии, прямой щели. Дифракционная решетка. Спектральное разложение. Разрешающая способность спектральных приборов.

Поляризация света. Форма и степень поляризации монохроматических волн. Л, С С Получение и анализ линейнополяризованного света. Поляризация света при отражении и преломлении на границе раздела двух диэлектрических сред.

Двойное лучепреломление.

Взаимодействие электромагнитных волн с веществом. Феноменология С С поглощения и дисперсии света. Нормальная и аномальная дисперсия.

Квантовые свойства электромагнитного излучения. Тепловое излучение. Л, С С Спектральные характеристики теплового излучения. Законы теплового излучения.

Гипотеза квантов. Формула Планка. Корпускулярно-волновой дуализм. Энергия и импульс световых квантов. Законы и квантовая теория внешнего фотоэффекта.

Эффект Комптона.

Модуль 6. Квантовая физика Экспериментальные данные о структуре атома. Модель Томсона. Опыты Л, С Л, С Резерфорда по рассеянию альфа-частиц. Ядерная модель атома. Эмпирические закономерности в атомных спектрах. Формула Бальмера. Теория Бора для водородоподобных систем. Опыт Франка-Герца.

Элементы квантовой механики. Гипотеза де Бройля. Дифракция микрочастиц. Л, С Л, С Принцип неопределенности. Волновая функция и ее статистический смысл.

Уравнение Шредингера. Квантовая частица в одномерной потенциальной яме.

Прохождение частицы над и под потенциальным барьером.

Квантово-механическое описание атомов. Стационарное уравнение Л, С С Шредингера для атома водорода. Волновые функции и квантовые числа. Правила отбора для квантовых переходов. Принцип Паули. Квантово-механический смысл постулатов Бора.

Оптические квантовые генераторы. Спонтанное и ндуцированное излучение. С С Основные компоненты лазера. Условие усиления и генерации света. Особенности лазерного излучения. Основные типы лазеров и их применение.

Модуль 7. Ядерная физика Элементы квантовой микрофизики. Состав атомного ядра. Характеристики С С ядра: заряд, масса, энергия связи нуклонов. Радиоактивность. Виды и законы радиоактивности. Ядерные реакции. Деление ядер. Синтез ядер. Детектирование ядерных излучений.

Элементарные частицы. Фундаментальные взаимодействия и основные классы С С элементарных частиц. Частицы и античастицы. Лептоны и адроны. Кварки.

Примечание: Л – материал излагается на лекции;

С – материал, вынесенный на самостоятельное изучение студентами. Формы обучения: О- очная;

З- заочная 5.2. Содержание практических и лабораторных занятий 5.2.1. Содержание практических занятий Цель практических занятий - привитие студентам навыков в решении задач, в пользовании справочной литературой, а также подготовке их к самостоятельной работе над домашними заданиями.

Форма Содержание курса практических занятий обучения О З Модуль 1. Физические основы механики Кинематика поступательного и вращательного движения + + Динамика поступательного и вращательного движения + + Законы сохранения + Релятивистская механика + Модуль 2. Молекулярная, статистическая физика и термодинамика Молекулярная физика + + Термодинамика + + Модуль 3. Электричество и магнетизм Электростатика + + Постоянный ток + + Магнетизм + + Модуль 4. Колебания и волны Колебания и волны + Примечание: рассмотрение данной темы на практических занятиях указывается знаком «+/-»

5.2.2. Содержание лабораторных работ Цель лабораторного практикума - ознакомить студентов с современными методами измерения;

привить студентам практические навыки по методикам экспериментальных исследований и обработки опытных данных;

помочь им в усвоении отдельных теоретических разделов курса.

Лабораторный практикум выполняется по индивидуальному графику бригадами, состоящими из 2-3 студентов. За период обучения студент выполняет 15 лабораторных работ (по лабораторных работ в семестр) из предложенного перечня в соответствии с графиком, разработанным для каждой бригады (перечень лабораторных работ приведен на сайте кафедры:

www.omgtu.ru (Общая информация – Кафедры)) Форма Содержание лабораторного практикума обучения О З Модуль 1. Физические основы механики Лабораторный практикум «Физические основы механики» + + Модуль 2. Молекулярная физика и термодинамика Лабораторный практикум «Молекулярная физика и термодинамика» + + Модуль 3. Электричество и магнетизм Лабораторный практикум «Электромагнетизм»* + + Модуль 4. Колебания и волны Лабораторный практикум «Колебания» + + Модуль 5. Волновая и квантовая оптика Лабораторный практикум «Волновая и квантовая оптика» + + Примечание: 1) выполнение данной лабораторной работы для конкретной формы обучения указывается знаком «+/-»;

2) для студентов заочной формы обучения имеется возможность выполнить виртуальные лабораторные работы по соответствующим модулям дисциплины;

3) * компьютеризированный лабораторный комплекс.

6. Образовательные технологии.

6.1. Для достижения планируемых результатов освоения дисциплины «Физика» используются следующие образовательные технологии:

6.1.1. Информационно-развивающие технологии:

- использование мультимедийного оборудования при проведении занятий;

- получение студентом необходимой учебной информации под руководством преподавателя или самостоятельно (www.omgtu.ru (Общая информация – Факультеты (РТФ)- Кафедра физики));

- метод IT - использование в учебном процессе виртуальных лабораторных работ;

применение для всех видов контроля – электронного тестового комплекса (СДО «Прометей», SunRav).

6.1.2. Развивающие проблемно-ориентированные технологии.

- проблемные лекции;

- Case-study - «работа в команде»;

- контекстное обучение;

- обучение на основе опыта;

- междисциплинарное обучение.

6.1.3. Личностно ориентированные технологии обучения.

- консультации;

- «индивидуальное обучение» - выстраивание для студента собственной образовательной траектории с учетом интереса и предпочтения студента;

- опережающая самостоятельная работа – изучение студентами нового материала до его изложения преподавателем на лекции и других аудиторных занятиях;

- подготовка к олимпиадам и к докладам на студенческих конференциях.

Лабораторные Практические Методы Лекция СРС работы занятия Метод IT + + + + Работа в команде + + + Case-study + Проблемное обучение + + Контекстное обучение + + + + Обучение на основе + + + + опыта Индивидуальное + + обучение Междисциплинарное + + + + обучение Опережающая самостоятельная + + + работа 6.2. Интерактивные формы обучения (в соответствии с положением П ОмГТУ 75.03-2012.

«Об использовании в образовательном процессе активных и интерактивных форм проведения учебных занятий») № Семестр, Применяемые технологии интерактивного обучения Кол-во модуль аудиторных часов 1 семестр Лабораторный практикум. Работа в команде.

1 Модуль 1 семестр Лабораторный практикум. Работа в команде.

2 Модуль 2. Практические занятия. Case – Study 2 семестр Лабораторный практикум. Работа в команде.

3 Модуль 3 Практические занятия. Case – Study 3 семестр Лабораторный практикум. Работа в команде.

4 Модуль ИТОГО Самостоятельная работа студентов (указываются все виды работ в соответствии с 7.

учебным планом) Самостоятельная работа направлена на закрепление и углубление полученных теоретических и практических знаний, развитие навыков практической работы.

Объем СРС и распределение по видам учебных работ в часах 7.1.

Количество часов Вид СРС Семестры 1 2 Работа с лекционным материалом, 1.

самостоятельное изучение отдельных тем дисциплины;

чтение и изучение учебника и учебных пособий. Подготовка к практическим 42 20 занятиям. Подготовка к лабораторным занятиям, оформление отчетов к лабораторным работам ИТОГО 42 20 ИТОГО по дисциплине Обоснование трудоемкости (в часах) на выполнение СРС: объем и распределение часов на выполнение СРС произведено на основании опроса студентов.

7.2. Домашнее задание Задачи по модулям:

1. Физические основы механики (модуль №1) (только для заочной формы обучения) 2. Молекулярная, статистическая физика и термодинамика (модуль №2) (только для заочной формы обучения).

3. Электричество и магнетизм (модуль №3) (только для заочной формы обучения).

4. Волновая и квантовая оптика (модуль №5) (только для заочной формы обучения) 8. Методическое обеспечение системы оценки качества освоения программы дисциплины К промежуточной аттестации студентов по дисциплине «Физика» могут привлекаться в качестве внешних экспертов представители выпускающей кафедры.

8.1. Фонды оценочных средств (в соответствии с П ОмГТУ 73.05 «О фонде оценочных средств по дисциплине») Фонд оценочных средств позволяет оценить знания, умения и уровень приобретенных компетенций.

Фонд оценочных средств по дисциплине «Физика» включает:

- экзаменационные билеты;

- экзаменационные вопросы;

- варианты домашнего задания;

- вопросы для допуска к выполнению лабораторных работ;

- вопросы к итоговому заданию по лабораторному практикуму;

- набор вариантов контрольных работ;

- тестовый комплекс;

- задания для проведения занятий в интерактивной форме.

Оценка качества освоения программы дисциплины «Физика» включает текущий контроль успеваемости, промежуточную аттестацию (по модулям), итоговую аттестацию.

Для аттестации студентов по дисциплине «Физика» используются также Федеральные тестовые задания, разработанные Росаккредагенством.

Студентам предоставлена возможность оценивания содержания, организации и качества учебного процесса.

8.2. Контрольные вопросы по дисциплине Модуль 1.

1. Система отсчета. Материальная точка. Основные кинематические характеристики движения частиц.

2. Движение частиц по окружности. Угловые кинематические характеристики. Абсолютно твердое тело. Поступательное и вращательное движение абсолютно твердого тела.

3. Основная задача динамики. Первый закон Ньютона. Инерциальные системы отсчета.

Уравнение движения. Масса. Сила. Второй закон Ньютона. Третий закон Ньютона.

4. Закон сохранения импульса.

5. Момент импульса частицы и твердого тела. Закон сохранения момента импульса.

6. Уравнение движения и равновесия твердого тела. Кинетическая энергия твердого тела, совершающего поступательное и вращательное движение.

7. Уравнение движения твердого тела, вращающегося относительно неподвижной оси.

Момент инерции. Вычисление моментов инерции тел. Теорема Штейнера.

8. Работа. Мощность. Кинетическая энергия.

9. Консервативные и неконсервативные силы. Поле. Потенциальная энергия.

10. Закон сохранения механической энергии.

11. Принцип относительности Галилея. Преобразования Галилея.

12. Обобщенный принцип относительности. Преобразования Лоренца.

13. Следствия из преобразований Лоренца. Пространственно – временной интервал и его инвариантность.

14. Релятивистские импульс и масса. Взаимосвязь массы и энергии. Закон сохранения массы и энергии.

Модуль 2.

15. Динамические и статистические закономерности. Термодинамический и статистический методы.

16. Макроскопическое состояние. Идеальный газ. Уравнение состояния идеального газа.

17. Микроскопические параметры. Вероятность и флуктуации. Распределение Максвелла.

18. Газ в потенциальном поле. Распределение Больцмана.

19. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы.

20. Столкновения и длина свободного пробега молекул газа.

21. Явления переноса. Их эмпирические уравнения. Молекулярно-кинетическая трактовка явлений переноса.

22. Внутренняя энергия и теплота. Первое начало термодинамики. Изопроцессы.

23. Обратимые и необратимые процессы. Энтропия. Второе начало термодинамики.

24. Тепловая машина. Цикл Карно. Максимальный КПД тепловой машины.

25. Теплоемкость газа. Классическая теория теплоемкости газов и ее трудности.

26. Энтропия и вероятность. Статистическое определение энтропии.

27. Межмолекулярное взаимодействие. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Фазовые диаграммы.

Фазовые превращения.

Модуль 3.

28. Электростатическое поле. Электрический заряд и его дискретность. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона. Напряженность электрического поля.

29. Работа электростатического поля. Потенциал и его связь с напряженностью поля. Расчет потенциала и разности потенциалов.

30. Теорема Гаусса Расчет напряженности электростатических полей.

31. Проводник в электростатическом поле. Электростатическая индукция. Индуцированные заряды. Электростатическая защита.

32. Емкость и взаимная емкость проводников. Конденсаторы. Электроемкость конденсатора.

Последовательное и параллельное соединение конденсаторов.

33. Энергия взаимодействия электрических зарядов. Энергия заряженного проводника и конденсатора. Диэлектрики и их классификация. Деформационная и ориентационная поляризация диэлектриков. Электрическое поле в диэлектрике. Относительная диэлектрическая проницаемость среды.

34. Теорема Гаусса для диэлектриков. Вектор электрического смещения. Поведение векторов напряженности и электрического смещения на границе раздела двух диэлектриков.

35. Сегнетоэлектрики. Свойства сегнетоэлектриков. Электрический гистерезис. Температура Кюри.

36. Постоянный электрический ток и его характеристики. Условия существования тока.

Законы Ома и Джоуля-Ленца в интегральной и дифференциальной форме.

37. Сторонние силы. Электродвижущая сила. Источники ЭДС. Закон Ома для неоднородного участка и замкнутой цепи.

38. Электропроводность металлов. Основы классической электронной теории электропроводности металлов. Электронные теплоемкость и теплопроводность. Недостатки классической теории электропроводности металлов.

39. Электромагнитное взаимодействие движущихся зарядов. Магнитное поле движущегося заряда и элемента тока. Закон Био-Савара-Лапласа.

40. Расчет магнитных полей прямолинейного проводника с током, кругового контура с током.

41. Сила Лоренца. Движение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях.

42. Сила Ампера. Виток с током в магнитном поле. Магнитный момент.

43. Теорема о циркуляции (закон полного тока). Магнитное поле соленоида.

44. Электромагнитная индукция. Закон Фарадея. Правило Ленца. Взаимная индукция.

Самоиндукция.

45. Энергия магнитного поля..

46. Магнетик в магнитном поле. Намагничивание. Магнитная проницаемость.

Напряженность магнитного поля. Условия для магнитного поля на границе раздела магнетиков.

47. Вихревое электрическое поле. Ток смещения. Система уравнений Максвелла в интегральной форме.

Модуль 4.

48. Колебания. Гармонические колебания. Их уравнения и характеристики.

49. Сложение колебаний. Векторные диаграммы колебаний.

50. Гармонический осциллятор. Математический и физический маятники. Колебательный контур.

51. Затухающие колебания. Логарифмический декремент. Добротность.

52. Вынужденные колебания. Резонанс. Вынужденные колебания в электрических цепях.

53. Волны. Фазовая скорость и волновой вектор. Уравнение волны.

54. Упругие волны в газах, жидкостях и твердых телах. Вектор Умова..

55. Электромагнитные волны. Основные свойства электромагнитных волн. Вектор Умова – Пойнтинга.

Модуль 5.

56. Когерентные волны. Оптическая и геометрическая разность хода. Условия максимума и минимума при интерференции. Способы наблюдения интерференции света.

57. Интерференция в тонких пленках. Полосы равного наклона и равной толщины.

Интерферометры. Понятие об интерферометрии.

58. Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля.

59. Дифракция Френеля от круглого отверстия. Дифракция Френеля от круглого диска.

60. Дифракция Фраунгофера на одной щели и дифракционной решетке. Спектральное разложение.

61. Разрешающая способность оптических приборов. Принцип голографии.

62. Взаимодействие электромагнитных волн с веществом. Нормальная и аномальная дисперсии.

63. Тепловое излучение. Излучение абсолютно черного тела (законы теплового излучения абсолютно черного тела).

64. Противоречия классической физики. Квантовая гипотеза Планка.

65. Фотоэффект. Законы внешнего фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта.

Уравнения для красной границы фотоэффекта. Применение фотоэффекта.

66. Коротковолновая граница сплошного спектра тормозного рентгеновского излучения.

67. Эффект Комптона. Особенности эффекта Комптона.

Модуль 6.

68. Спектр атома водорода. Постулаты Бора. Опыт Франка-Герца.

69. Гипотезе де Бройля. Дифракция электронов. Корпускулярно-волновая природа микрочастиц.

70. Принцип неопределенностей. Сопряженные физические величины.

71. Волновая функция и ее статистический смысл. Плотность вероятности. Уравнение Шредингера.

72. Стационарные состояния. Частица в одномерной потенциальной яме.

73. Прохождение частиц над и под потенциальным барьером.

74. Квантово-механическое описание атома водорода.

75. Пространственное распределение плотности вероятности для электрона в атоме водорода.

76. Спин электрона. Принцип Паули. Квантово-механическое описание многоэлектронных атомов. Периодический закон Д.И. Менделеева.

77. Оптические и рентгеновские спектры.

78. Физические принципы работы лазера. Свойства излучения лазера. Приложение квантовой электроники.

Модуль 7.

79. Состав и строение атомных ядер. Ядерные силы. Энергия связи ядер.

80. Ядерные реакции деления и синтеза. Проблема источников энергии.

81. Элементарные частицы. Фундаментальные взаимодействия. Взаимные превращения элементарных частиц.

82. Кварки. Частицы и античастицы.

83. Радиоактивность. Законы смещения при радиоактивных превращениях.

84. Закон радиоактивного распада. Хронологический изотопный анализ.

85. Космические лучи. Радиационные пояса Земли.

86. Методы регистрации частиц высокой энергии.

9. Ресурсное обеспечение дисциплины.

9.1. Материально-техническое обеспечение дисциплины 9.1.1 Современные приборы, установки (стенды), необходимость специализированных лабораторий и классов Лаборатории «Механики», «Молекулярной физики», «Электричества и магнетизма», «Оптики».

Все лаборатории укомплектованы лабораторными установками для проведения лабораторного практикума.

Компьютерный класс: ПК на базе процессора Intel Pentium IV – 16 шт.;

телевизор ЖК LG LD750- 1 шт;

сервер Xeon 2.8- 1 шт.

Лаборатория «Механика. Молекулярная физика»: лабораторная установка по молекулярной физике ФПТ 1 бн – 14шт., лабораторная установка по механике - 14 шт.

Лаборатория «Электромагнетизм»: модульный учебный комплекс МУК-ЭМ2 (осциллограф ОЦЛ-2-03а, амперметр-вольтметр АВ1, генератор напряжения ГН1, генератор звуковых частот, стенд с объектами исследования С3-ЭМ01) – 10 шт., модульный учебный комплекс МУК-ЭМ (амперметр-вольтметр АВ1, генератор напряжения ГН1, генератор звуковых частот, стенд с объектами исследования С3-ЭМ01)– 6 шт., осциллограф ОЦЛ-2-03а - 6 шт., амперметр-вольтметр АВ1 - 10шт., генератор АНР-1002 – 10 шт., генератор напряжения ГН1 -10 шт., компьютер AMD Athlon 64 X2-3.0 – 10 шт., осциллограф цифровой Picoscope 2203 – 10шт., стенд с объектами исследования С3-ЭМ01 -10 шт.

Лаборатория «Оптика»: модульный учебный комплекс МУК-ОВ «Оптика и тепловые излучение» 8шт., модульный учебный комплекс МУК-ОК «Квантовая оптика» (амперметр-вольтметр АВ1, стенд с объектами исследования С3-ОК01, генератор напряжения)- 10шт., стенд с объектами исследования С3-ТТ01 - 10шт., установка усилителя на полупроводниковом триоде ФП 48 – 6шт.

9.1.2.Технические средства обучения и контроля 1. Мультимедийные лекционные аудитории.

2. Использование тестовых заданий для текущего контроля знаний студентов, полученных при самостоятельном изучении лекционного курса и в период промежуточных аттестаций (тестовый комплекс SunRaV) 9.1.3 Вычислительная техника Компьютерный класс: ПК на базе процессора Intel Pentium IV – 16 шт.;

телевизор ЖК LG LD750- 1 шт;

сервер Xeon 2.8- 1 шт (тестовые комплексы).

Компьютерный класс : компьютер AMD Athlon 64 X2-3.0 – 10 шт., осциллограф цифровой Picoscope 2203 – 10шт., стенд с объектами исследования С3-ЭМ01 -10 шт. (компьютеризированный лабораторный практикум «Электромагнетизм») 9.2. Учебно-методическое и информационное обеспечение 9.2.1. Основная литература 1. Трофимова Т.И. Курс физики: Учеб. пособ. для инж.-техн. специальностей вузов. –М.:

Академия, 2008.- 557 с.

2. Валишев М.Г. Курс общей физики: учеб. Пособие для вузов по техн. специальностям / М.Г.

Валишев, А.А. Повзнер. 2-е изд., стер. – СПб: Лань, 2010. – 573 с.

3. Калашников Н.П. Физика. Интернет-тестирование базовых знаний: учеб. Пособие для вузов / Н.П. Калашников, Н.М. Кожевников. – СПб: Лань, 2009. – 149 с.

9.2.2. Дополнительная литература 1. Подготовка к интернет-экзамену по физике. Дидактические единицы № 1, 2: учеб. пособие :

учеб. электрон. изд. локального распространения / С. В. Данилов [и др.] ;

ОмГТУ. - Электрон.

текстовые дан. (542,9 Кб). - Омск : Изд-во ОмГТУ, 2012. - 1 эл. опт. диск (CD-ROM) 2. Подготовка к интернет-экзамену по физике. Дидактические единицы № 3: учеб. пособие : учеб.

электрон. изд. локального распространения / С. В. Данилов [и др.] ;

ОмГТУ. - Электрон. текстовые дан. (1,36 Мб). - Омск : Изд-во ОмГТУ, 2012. - 1 эл. опт. диск (CD-ROM) 3. Подготовка к интернет-экзамену по физике. Дидактические единицы № 5, 6, 7: учеб. пособие :

учеб. электрон. изд. локального распространения / С. В. Данилов [и др.]. ;

ОмГТУ. - Электрон.

текстовые дан. (5,29 Мб). - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2012. - 1 эл. опт. диск (CD-ROM 4. Данилов С.В. Классическая и релятивистская механика: конспект лекций/ С. В. Данилов;

ОмГТУ.- Омск: Изд-во ОмГТУ, 2008.-60 с.

5. Суриков В.И. Молекулярная физика и термодинамика: конспект лекций/ В.И. Суриков;

ОмГТУ.– Омск: Изд-во ОмГТУ, 2008. – 60 с.

6. Данилов С.В. Электростатика и постоянный ток: конспект лекций/ С.В. Данилов;

ОмГТУ. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2009. – 60 с.

7. Суриков В.И. Магнетизм: конспект лекций/ Вал.И. Суриков, Вад.И. Суриков;

ОмГТУ. – Омск:

Изд-во ОмГТУ, 2010. – 64 с.

8. Суриков В.И. Колебания и волны: конспект лекций/ В.И. Суриков;

ОмГТУ. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2009. –52 с.

9. Бердинская Н.В. Волновая оптика: конспект лекций/ Н.В. Бердинская, Э.М. Ярош;

ОмГТУ. – Омск: Изд.-во ОмГТУ, 2009. – 28 с.

10. Данилов С.В. Квантовая физика: конспект лекций/ С.В. Данилов, В.А. Егорова;

ОмГТУ. - Омск:

Изд.-во ОмГТУ, 2010. – 42 с.



 




 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.