Ставропольский государственный аграрный университет утверждаю

Скачать 0.54 Mb.

Название	Ставропольский государственный аграрный университет утверждаю
страница	2/4
Дата публикации	26.12.2014
Размер	0.54 Mb.
Тип	Документы

100-bal.ru > Физика > Документы

1 2 3 4

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Лекционный курс

№ п/п		Наименование темы	Содержание	Объем в часах лекционных занятий
1		2	3	4
		Введение	Предмет физики. Методы физического исследования: опыт, гипотеза, эксперимент, теория. Математика и физика. Важнейшие этапы истории физики. Роль физики в развитии техники и влияние техники на развитие физики. Общая структура и задачи курса физики.	0,5
1.1		Кинематика материальной точки	Предмет и задачи механики. Кинематика и динамика. Механическое движение. Материальная точка. Система отсчета. Траектория. Путь и перемещение. Прямолинейное и криволинейное движение. Определение скорости и ускорения точки в криволинейном движении. Тангенциальное и нормальное ускорение. Движение точки по окружности. Угловая скорость и угловое ускорение. Вектор угловой скорости. Связь между угловыми и линейными характеристиками движения. Аналогия между формулами кинематики поступательного и вращательного движения.	1,5
1.2		Динамика материальной точки	Первый закон Ньютона. Принцип инерции. Инерциальные системы отсчета. Сила. Масса. Импульс. Второй и третий законы Ньютона. Силы в природе. Основное уравнение динамики материальной точки. Две основные задачи механики – прямая и обратная. Преобразования Галилея. Механический принцип относительности. Закон сложения скоростей в классической механике. Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции.	2
1.3		Работа и энергия	Работа силы. Работа постоянной и переменной силы. Графический способ расчета работы. Мощность. Кинетическая энергия. Теорема об изменении кинетической энергии. Потенциальная энергия. Работа и изменение потенциальной энергии. Консервативные и диссипативные системы.	2
1.4		Динамика твердого тела	Твердое тело как система материальных точек. Центр масс (инерции) и центр тяжести твердого тела. Движение центра инерции системы материальных точек. Момент силы относительно точки и относительно оси. Пара сил. Момент пары сил. Момент импульса точки и системы материальных точек. Момент инерции материальной точки и твердого тела. Теорема Гюйгенса-Штейнера. Основное уравнение динамики вращательного движения и его различные формы записи. Работа и мощность во вращательном движении. Кинетическая энергия вращающегося тела. Аналогия между формулами динамики материальной точки и твердого тела.	2
1.5		Законы сохранения в механике	Происхождение и математическая сущность механических законов сохранения. Механическая система. Силы внутренние и внешние. Изолированные системы. Закон сохранения импульса. Примеры. Закон сохранения момента импульса. Гироскопы. Закон сохранения энергии. Методологическое значение законов сохранения.	2
1.6		Механические колебания	Колебательное движение. Гармоническое колебание. Вывод уравнения гармонического колебания. Свободные колебания. Одномерный гармонический осциллятор. Принцип суперпозиции. Скорость и ускорение гармонического колебания. Квазиупругая сила. Вывод формул для периода колебаний пружинного, физического и математического маятника. Энергия гармонического колебательного движения. Затухающие колебания. Дифференциальное уравнение затухающих колебаний и его решение. Логарифмический декремент затухания. Добротность. Вынужденные колебания. Резонанс. Автоколебания. Векторная диаграмма. Сложение гармонических колебаний происходящих вдоль одной прямой. Биения. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний. Фигуры Лиссажу.	2
1.7		Волны в сплошной среде. Элементы акустики	Поперечные и продольные волны. Волновая поверхность и фронт волны. Волновое число, амплитуда, фаза, скорость распространения волны. Вывод уравнения плоской волны. Энергия и объемная плотность энергии плоской волны. Плотность потока энергии. Вектор Умова. Фазовая и групповая скорость волны. Волновое уравнение. Природа звука и его основные характеристики. Эффект Доплера.	2
2.1		Основы молекулярно кинетической теории	Предмет молекулярной физики. Массы атомов и молекул. Относительная молекулярная масса. Количество вещества. Число Авогадро. Молярная масса. Идеальный газ как молекулярно-кинетическая модель реальных газов. Основное уравнение кинетической теории газов. Постоянная Больцмана. Средняя кинетическая энергия поступательного движения одноатомной молекулы и ее связь с температурой. Число степеней свободы. Закон равнораспределения энергии по степеням свободы. Средняя энергия многоатомной молекулы. Следствия из основного уравнения молекулярно-кинетической теории газов. Уравнение Менделева-Клапейрона. Универсальная газовая постоянная. Закон Дальтона. Температура – мера средней кинетической энергии движения молекул. Термометрическое тело. Шкалы температур. Распределение молекул по скоростям. Распределение Максвелла. Распределение Больцмана. Барометрическая формула.	2
2.2		Основы термодинамики	Исходные положения и задачи термодинамики. Термодинамическая система и ее параметры. Работа газа при изменении его объема. Внутренняя энергия системы. Количество теплоты. Эквивалентность работы и теплоты. Первое начало термодинамики. Применение первого начала термодинамики к изопроцессам в газах. Теплоемкость. Удельная и мольная теплоемкость. Классическая теория теплоемкости идеального газа. Уравнение Майера. Адиабатический процесс. Уравнение Пуассона. Равновесные и неравновесные, обратимые и необратимые процессы. Циклические процессы. Работа цикла. Тепловые двигатели. КПД теплового двигателя. Цикл Карно. КПД цикла Карно. Обратимость цикла Карно. Второе начало термодинамики. Энтропия идеального газа. Энтропия как функция состояния. Формула Больцмана.	2
3.1		Электрическое поле в вакууме	Электрический заряд. Носители заряда. Элементарный электрический заряд. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона и его полевая трактовка. Электрическое поле и его свойства. Напряженность поля. Напряженность поля точечного заряда. Графическое изображение полей. Силовые линии поля. Однородное поле. Принцип суперпозиции полей. Поток вектора напряженности электрического поля. Теорема Гаусса. Электрические заряды как источники и стоки электрического поля. Интегральная форма теоремы Гаусса. Применение теоремы Гаусса для расчета электрических полей. Работа сил электрического поля при перемещении в нем заряда. Потенциал. Разность потенциалов. Потенциал системы точечных зарядов, диполя, заряженной сферы. Циркуляция вектора напряженности по замкнутому контуру. Потенциальный характер электростатического поля. Эквипотенциальные линии и поверхности. Выражение напряженности поля через градиент потенциала.	2
3.2		Электрическое поле в диэлектриках	Проводники и диэлектрики. Свободные и связанные заряды. Электрический диполь. Диполь в однородном и неоднородном поле. Энергия диполя. Диэлектрики в электростатическом поле. Вектор поляризации. Поляризационный поверхностный заряд и его связь с вектором поляризации. Диэлектрическая восприимчивость и диэлектрическая проницаемость вещества. Взаимосвязь между ними. Электрическое смещение и интегральная формулировка теоремы Гаусса для электрического смещения. Сегнетоэлектрики, их свойства и применение. Пьезоэлектрический и электрострикционный эффекты.	2
3.3		Проводники в электрическом поле	Проводники в электрическом поле. Металлический экран. Электростатический генератор. Электроемкость уединенного проводника. Конденсаторы. Вывод формулы емкости плоского конденсатора. Соединение конденсаторов. Энергия электрического поля. Локализация энергии и выражение для плотности энергии электрического поля. Энергия взаимодействия точечных зарядов. Энергия заряженных проводников.	1
3.4		Законы постоянного тока	Электрический ток. Направление тока. Необходимые условия существования тока. Сила тока и плотность тока. Вектор плотности тока. Закон Ома для однородного участка цепи. Дифференциальная форма закона Ома. Электрическое сопротивление и его зависимость от температуры. Удельное сопротивление. Работа и мощность постоянного тока. Закон Джоуля-Ленца. Дифференциальная форма закона Джоуля-Ленца. Источники тока. Сторонние силы. ЭДС источника тока. Закон Ома для неоднородного участка цепи. Мощность тока во внешней цепи и КПД источника тока. Разветвленные цепи. Правила Кирхгофа. Измерительные мосты постоянного тока.	1
3.5		Магнитное поле тока в вакууме	Открытие магнитного действия тока. Первые исследования по электромагнетизму. Магнитное поле движущихся зарядов. Магнитное поле. Основные понятия и определения. Источники и свойства магнитного поля. Магнитная постоянная. Магнитная индукция и напряженность магнитного поля. Связь между ними. Суперпозиция магнитных полей. Закон Био-Савара-Лапласа для элемента тока. Расчет магнитных полей с помощью закона Био-Савара-Лапласа. Циркуляция вектора магнитной индукции по замкнутому контуру. Закон полного тока. Вихревой характер магнитного поля. Расчет магнитного поля на оси тороида и соленоида. Силы Ампера и Лоренца. Магнитный момент плоского контура с током. Магнитный диполь. Плоский контур с током в магнитном поле. Энергия плоского контура с током в магнитном поле. Работа перемещения проводника и контура с током в магнитном поле. Магнитное взаимодействие токов. Определение единицы силы тока – ампера.	2
3.6		Магнитное поле в веществе	Молекулярная картина намагничения вещества. Вектор намагничения. Связь между индукцией магнитного поля, напряженностью поля и вектором намагничения. Физический смысл магнитной индукции и напряженности магнитного поля. Магнитная восприимчивость и магнитная проницаемость. Связь между ними. Основные типы магнетиков. Их магнитные свойства. Объяснение пара- и диамагнетизма. Закон Кюри. Объяснение ферромагнетизма. Доменная структура ферромагнетиков. Качественный анализ основной кривой намагничения ферромагнетиков. Эффект Баркгаузена. Магнитострикция. Влияние температуры на магнитные свойства ферромагнетиков. Точка Кюри. Магнитный гистерезис. Коэрцитивная сила. Остаточная индукция. Гистерезисные потери энергии. Магнитные материалы. Антиферромагнетики. Ферриты.
3.7		Электромагнитная индукция	Открытие М. Фарадея. Магнитный поток. Потокосцепление. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца. Вихревое электрическое поле. Взаимная индукция. Индуктивность. Вывод формулы индуктивности соленоида. Трансформатор. Явление самоиндукции. ЭДС самоиндукции. Электромеханическая аналогия. Энергия магнитного поля. Локализация энергии и выражение для объемной плотности энергии магнитного поля. Вихревые токи. Потери энергии на вихревые токи. Практическое применение вихревых токов. Скин-эффект.	2
3.8		Уравнения Максвелла	Интегральная форма теоремы Гаусса. Первое уравнение Максвелла в интегральной форме. Вихревое электрическое поле. Интегральная форма второго уравнения Максвелла. Ток и плотность тока смещения. Ток смещения в вакууме. Опыт А.А. Эйхенвальда. Обобщение закона полного тока. Интегральная форма четвертого уравнения Максвелла. Полная система уравнений Максвелла в интегральной и дифференциальной форме.	1
3.9		Электромагнитные колебания	Колебательный разряд конденсатора. Собственные колебания в контуре. Формула Томсона. Затухающие электромагнитные колебания. Логарифмический декремент и добротность. Вынужденные колебания. Получение незатухающих колебаний. Переменный электрический ток. Действующее значение переменного тока и напряжения. Мощность в цепи переменного тока. Коэффициент мощности. Переменный ток в активном сопротивлении. Индуктивность в цепи переменного тока. Емкость в цепи переменного тока. Последовательное соединение. Резонанс напряжений. Параллельное соединение. Резонанс токов. Символический метод. Измерительные мосты переменного тока.	2
	3.10	Электронная проводимость металлов	Экспериментальное доказательство электронной природы тока в металлах. Эффект Холла и его практическое применение. Классическая теория электронного газа в твердом теле. Законы Ома и Джоуля-Ленца по классической теории. Закон Видемана-Франца. Затруднения классической теории проводимости металлов.	1
	3. 11	Контактные явления в металлах	Работа выхода электронов из металла. Виды электронной эмиссии. Контакт двух металлов. Внешняя и внутренняя контактные разности потенциалов. Законы Вольты и их объяснение классической электронной теорией. Термоэлектрические явления: Зеебека, Пельтье, Томсона. Практическое применение контактных явлений.	1
	3. 12	Элементы зонной теории твердых тел	Дискретность энергетических уровней в атоме. Квантование энергии электронов в металлах. Уровень Ферми для электронов в металле и его зависимость от температуры. Вырождение электронного газа. Температура вырождения. Электронная проводимость металлов по квантовой теории (качественное рассмотрение). Сверхпроводимость. Основные свойства сверхпроводников. Расшепление энергетических уровней и образование зон. Энергетические зоны и электрические свойства металлов, полупроводников и диэлектриков. Собственная проводимость полупроводников. Примесная проводимость. Доноры и акцепторы. Температурная зависимость проводимости полупроводников. Получение электронно-дырочного перехода. Физические процессы, протекающие в электронно-дырочном переходе в отсутствии внешнего электрического поля. Выпрямляющее действие электронно-дырочного перехода и его вольт-амперная характеристика. Понятие о полупроводниковых триодах.	1
	4.1	Геометрическая оптика.	Электромагнитная природа света. Законы распространения света. Полное отражение. Световоды. Тонкие линзы. Общая формула линзы. Фокусное расстояние и оптическая сила линзы. Глаз. Очки. Оптические приборы.	1
	4.2	Интерференция света	Когерентность и монохроматичность световых волн. Способы получения когерентных источников света. Интерференция света в тонких пленках. Полосы равной толщины и равного наклона. Кольца Ньютона. Просветление оптики. Интерферометры.	2
	4.3	Дифракция света	Дифракция света и условия ее наблюдения. Метод зон Френеля. Объяснение закона прямолинейного распространения света. Дифракция от круглого отверстия и круглого экрана. Дифракция Фраунгофера от щели и многих щелей. Дифракционная решетка. Формула дифракционной решетки. Дифракция рентгеновских лучей на кристаллах. Формула Вульфа-Бреггов.	2
	4.4	Поляризация света	Естественный и поляризованный свет. Поляризация света при отражении и преломлении. Закон Брюстера. Двойное лучепреломление. Поляризация света при двойном лучепреломлении. Методы получения линейно поляризованного света. Прохождение естественного и поляризованного света через один и два поляризатора. Закон Малюса. Вращение плоскости поляризации. Оптическая активность вещества. Эффект Керра и его применение.	1
	4.5	Основы теории относительности	Принцип относительности Галилея и электромагнитная теория. Постулаты Эйнштейна. Преобразования Лоренца. Релятивистские формулы изменения длины, промежутков времени. Формула сложения скоростей. Зависимость массы от скорости. Релятивистский импульс. Связь между массой и энергией. Возможность существования частиц с массой покоя равной нулю. Опыт Физо.	2
	4.6	Тепловое излучение	Тепловое равновесное излучение. Абсолютно черное тело. Закон Кирхгофа. Законы Стефана-Больцмана и Вина. Распределение энергии в спектре абсолютно черного тела. Формула Релея-Джинса. Ультрафиолетовая катастрофа. Гипотеза планка о квантовом характере излучения света. Формула Планка. Оптическая пирометрия.	2
	4.7	Квантовые явления в оптике	Фотоэффект. Опыты Г. Герца, исследования А.Г. Столетова. Основные законы фотоэффекта. Корпускулярные свойства излучения. Фотоны. Энергия, импульс и масса фотонов. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Давление света. Опыты П.Н. Лебедева. Эксперименты по рассеиванию света веществом. Эффект Комптона и его объяснение на основе квантовой теории. Метод трех уровней. Открытый резонатор. Первые лазеры. Принцип работы квантового генератора. Твердотельные и газоразрядные лазеры.	2
	4.8	Теория Бора. Элементы квантовой механики	Частица в сферически симметричном поле. Водородоподобный атом. Опыты Франка и Герца. Квантовые числа. Принцип запрета Паули.	1
	4.9	Корпускулярно-волновой дуализм	Гипотеза де Бройля. Дифракция электронов. Соотношение неопределенностей. Объяснение устойчивости атома. Волновые свойства микрочастиц и соотношение неопределенностей. Наборы одновременно измеримых величин.	1
	4. 10	Уравнение Шредингера	Временное уравнение Шредингера. Стационарное уравнение Шредингера. Решение уравнения Шредингера для случая частицы в бесконечно глубокой «потенциальной яме». Уравнение Шредингера для атома водорода.	2
	4. 11	Физика атомного ядра	Радиоактивное излучение. Закон радиоактивного распада. Закон смещения. Закономерности альфа и бета распада. Нуклонная модель ядра. Протоны и нейтроны. Дефект масс. Энергия связи и устойчивость ядра. Ядерные реакции. Реакции деления тяжелых ядер. Выделение энергии при делении ядер. Реакции синтеза. Водородно-углеродный цикл. Проблема управляемых термоядерных реакций.	2

2. Перечень практических (лабораторных, семинарских) работ

Наименование раздела учебной дисциплины (модуля)	Наименование практических (лабораторных, семинарских) работ	Всего часов
1. Механика и молекулярная физика		24
	1.Математический маятник
	2. Физический маятник
	3. Проверка основного уравнения динамики вращательного движения
	4. Определение адиабатической постоянной методом интерференции звуковых волн
	5. Определение модуля Юнга из растяжения проволоки
	6. Определение коэффициента динамической вязкости масла
	7. Определение длины свободного пробега и эффективного диаметра молекулы
2. Электродинамика		24
	1. Изучение электростатического поля.
	2. Изучение температурной зависимости сопротивления проводников и полупроводников
	3. Изучение эффекта Холла
	4. Индукционный метод определения основной кривой намагничивания ферромагнетика
	5. Изучение зависимости магнитной проницаемости ферромагнетика от напряженности магнитного поля
	6. Определение удельного заряда электрона методом магнетрона
	7. Индуктивность в цепи переменного тока
	8. Изучение резонанса в электрической цепи.
	9. Осциллографический метод определения петли гистерезиса
3. Оптика и строение атома		24
	1. Определение фокусного расстояния и оптической силы линз.
	2. Изучение аберрации линз
	3. Изучение микроскопа и определение показателя преломления
	4. Определение длины световой волны с помощью дифракционной решетки.
	5. Закон Малюса.
	6. Изучение зависимости показателя преломления от концерации
	7. Определение концентрации сахара в растворе методом поляризационного сахариметра
	8. Изучение фотоэффекта.
	9. Определение постоянной Стефана-Больцмана и постоянной Планка
	10. Интерференция света.
	11. Дифракция света.

3. Примерная тематика курсовых проектов (работ)

Курсовой проект (работа), реферат учебным планом не предусмотрен.
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТА

№ п/п	№ семестра	Наименование раздела учебной дисциплины (модуля)	Виды СРС	Всего часов
	1	Механика	Подготовка к коллоквиуму, Решение задач	10
		Механические колебания и волны	Подготовка к коллоквиуму, Решение задач	10
		Молекулярная физика и термодинамика	Решение задач	8
ИТОГО часов в семестре:				28
	2	Электрическое поле	Подготовка к коллоквиуму, Решение задач	14
		Магнитное поле	Подготовка к коллоквиуму, Решение задач	14
		Законы постоянного тока	Решение задач	7
		Электромагнитная индукция	Решение задач	7
		Электромагнитные колебания и волны	Подготовка к коллоквиуму, Решение задач	14
ИТОГО часов в семестре:				56
1.	3	Геометрическая оптика	Решение задач	7
2.		Волновая оптика	Подготовка к коллоквиуму, Решение задач	14
3.		Квантовые явления в оптике	Подготовка к коллоквиуму, Решение задач	14
		Строение атома и атомного ядра	Решение задач	7
ИТОГО часов в семестре:				42

1 2 3 4

	Ставропольский государственный аграрный университет Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Ставропольский государственный аграрный университет Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	Ставропольский государственный аграрный университет Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Ставропольский государственный аграрный университет Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	Ставропольский государственный аграрный университет Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Образовательное учреждение высшего профессионального образования...
	Образовательное учреждение высшего профессионального образования...		1. Цели и задачи дисциплины Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования ставропольский государственный...
	Ставропольский государственный аграрный университет учебная и производственная практики Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования		I. ich bin student Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ставропольский государственный...
	Технологическая карта дисциплины Кафедра Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования ставропольский государственный...		Рабочая программа дисциплины ветеринарная генетика Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования ставропольский государственный...
	Вопросы к экзамену по курсу «геоэкология» 15 Геоэкология. Учебно-методический комплекс. Ставрополь: Ставропольский государственный аграрный университет, 2010. – с		Учебно-методический комплекс история уровень основной образовательной Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования ставропольский государственный...
	Тема лекции: основные принципы финансирования и кредитования капитальных вложений Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования ставропольский государственный...		Методические указания по курсовому проектированию для студентов экономических... Департамент кадровой политики и образования ставропольский государственный аграрный университет

Ставропольский государственный аграрный университет утверждаю

Похожие: