Учебно-методический комплекс по дисциплине «Физика»
Скачать 1.27 Mb.
|
| Раздел 4 «Квантовая физика» ѓ{ требования к знаниям и умениям студентов. Студенты осваивают основные явления, понятия и законы квантовой оптики, знакомятся с новыми для них законами и эффектами в оптике, такими как: закон Кирхгофа, закон смещения Вина, закон Стефана-Больцмана, формула Планка, эффект Комптона. Осваивают элементы квантовой механики и основы строения атома, а именно: гипотезу де Бройля, соотношения неопределенностей, уравнение Шредингера, понятие о волновой функции, вырабатывают умение объяснить поведение микрочастицы в «потенциальном ящике» и у потенциального барьера, вникают в суть туннельного эффекта; знакомятся с решением уравнения Шредингера для атома водорода, приобретают представление о квантовых числах, спине электрона, о принципе Паули, о том, как заполняются оболочки многоэлектронных атомов, о том, как атом ведёт себя во внешних полях (эффекты Зеемана и Штарка). Студенты осваивают некоторые понятия квантовой статистики, такие как фазовое пространство, вырожденные и невырожденные коллективы и соответствующие им функции распределения, функция плотности энергетических состояний, уровень Ферми, принципы подсчета концентрации носителей заряда, фотонов и фононов. Студенты осваивают основы физики полупроводников и физики твердого тела, такие как связь атомов в кристаллах, элементы зонной теории твердого тела, закономерности собственной и примесной проводимости, представление о сверхпроводимости, о зависимости концентрации носителей в зонах полупроводника от температуры, принцип работы р-n-перехода, процессы поглощения света полупроводником, фотопроводимости, люминесценции, фотоэффекта в p-n-переходе, вынужденного излучения, принцип работы лазеров; знакомятся с использованием элементов оптоэлектроники в системах передачи, приёма и отображения информации. Студенты на качественно новом уровне, по сравнению со школьным, осваивают основы ядерной физики и физики элементарных частиц. Учащиеся должны уметь оперировать основными моделями ядра атома, понятиями дефекта массы, энергии связи, ядерных сил, объяснить суть реакций деления и синтеза, цепных реакций, радиоактивного распада, изложить основы ядерной энергетики, уделяя внимание возникающим при её использовании экологическим проблемам, дать систематизацию элементарных частиц, основываясь кварковой теории строения вещества. Литература: [1 ЁC 3, 5 ЁC 8, 10 ЁC 19]. ѓ{ виды самостоятельной работы студентов. Проработка лекционного материала, соответствующих разделов в учебниках. Решение задач по каждой теме. Проработка методических указаний к лабораторным работам по физике в процессе подготовки к их выполнению и защите. Обсуждение проблемных вопросов с преподавателями в рамках индивидуальных занятий. Написание реферата по одной из тем, предложенных преподавателем. Темы относятся к материалу, рассмотренному в данном семестре (разделы 5 „i 8), особое внимание уделяется вопросам, которые в той или иной мере касаются будущей специальностью студентов). Раздел «Статистическая физика и термодинамика» Студенты на качественно новом уровне усваивают основные понятия молекулярно-кинетической теории и термодинамики. Знакомятся с целым рядом новых понятий (энтропия, термодинамическая вероятность, химический потенциал), процессов, законов, эффектов, уравнений молекулярной физики и термодинамики (уравнение Майера, уравнение Пуассона, уравнение Ван-дер-Ваальса и др.), с основами классической статистической физики (распределения Максвелла и Больцмана). Осваивают распределение Максвелла, Больцмана Гиббса и элементы физической кинетики. Литература: [1 ЁC 3, 5 ЁC 8, 10 ЁC 19]. ѓ{ виды самостоятельной работы студентов: Проработка лекционного материала, соответствующих разделов в учебниках. Решение задач по каждой теме. Проработка методических указаний к лабораторным работам по физике в процессе подготовки к их выполнению и защите. Обсуждение проблемных вопросов с преподавателями в рамках индивидуальных занятий. 6. Раздел «Современная физическая картина мира» Студенты осваивают иерархию структур неживой материи, с экстремальными состояниями материи во Вселенной. Знакомятся с корпускулярной и континуальной концепциями описания природы и современной эволюционной парадигмой. ѓ{ требования к знаниям и умениям студентов. Литература: [1 ЁC 7, 9 ЁC 19]. ѓ{ виды самостоятельной работы студентов: Проработка лекционного материала и соответствующих разделов в учебниках. Решение задач по каждой теме. Проработка методических указаний к лабораторным работам по физике в процессе подготовки к их выполнению и защите. Обсуждение проблемных вопросов с преподавателями в рамках индивидуальных занятий. 4.4 ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ Лабораторные занятия по дисциплине «ФИЗИКА» проводятся в специально оборудованных лабораториях с применением необходимых средств обучения: лабораторного оборудования, образцов для исследований, методических пособий, компьютерных средств обработки результатов измерений. При выполнении лабораторных работ проводятся: подготовка оборудования и приборов к работе, изучение методики работы, воспроизведение изучаемого явления, измерение величин, определение соответствующих характеристик и показателей, обработка данных и их анализ, обобщение результатов. В ходе проведения работ используются план работы и таблицы для записей наблюдений. При выполнении лабораторной работы студент ведет рабочие записи результатов измерений (испытаний), оформляет расчеты, анализирует полученные данные путем установления их соответствия нормам, сопоставления с известными в литературе данными, а также данными других студентов. Окончательные результаты оформляются в форме выводов к работе. Полный парк лабораторных работ содержит более 20 работ, ко всем имеются методические указания, изданные в университете. Ниже в виде примера дана краткая характеристика типичных работ, выполняемых студентами. №№ и названия разделов и темЦель и содержание лабораторной работыРезультаты лабораторной работы Лабораторная работа № 1. Измерение момента инерции махового колеса и силы трения в опорахРаздел «Механика» Тема : Динамика тел при вращательном движении. Понятия момента сил, момента инерции, момента количества движения. Уравнение динамики вращательного движения твердого тела.Экспериментальное измерение момента инерции махового колеса и силы трения в опорах. Применение законов динамики поступательного и вращательного движения твёрдого тела. Численные значения момента инерции, силы трения и погрешностей измерений.Лабораторная работа №2. Определение коэффициента вязкости жидкости по методу СтоксаРаздел «Механика» Тема : Силы внутреннего трения в жидкости. Движение тел в жидкостях и газах. Вязкость жидкостей, вискозиметры. Изучение природы внутреннего трения в жидкостях. Измерение коэффициента внутреннего тренияЗначение коэффициента внутреннего трения глицерина, расчёт полной ошибки измерений.Лабораторная работа №3. Изучение свободных колебаний пружинного маятникаРаздел «Колебательные и волновые процессы» Тема: 3.1. Свободные колебания. Гармонические колебания. Уравнение гармонических колебаний. Периоды колебаний математического и физического маятников. Затухающие колебания, логарифмический декрементИзучение свободных колебаний пружинного маятника. Измерение периода колебаний пружинного маятника, измерение логарифмического декремента колебаний.Численные значения периодов колебаний пружинного маятника и логарифмического декремента колебаний.Лабораторная работа №4. Изучение магнитного поля ЗемлиРаздел «Электричество и магнетизм» Тема: 2.4. Магнитное поле. Характеристики магнитного поля. Магнитное поле Земли.Определение горизонтальной составляющей вектора напряжённости магнитного поля Земли Численные значения вектора магнитной индукции и напряженности магнитного поля Земли. Расчёт полной ошибки измеренийЛабораторная работа №4.Измерение длины световой волны с помощью дифракционной решетки4.Раздел «Оптические процессы» Тема: 4.2. Дифракция. Дифракционная решетка. Дифракционная картина. Оптические приборы и разрешающая способность.Определение длины световой волны при помощи дифракционной решетки; определение полосы пропускания светофильтров.Численные значения длины световых волн фиолетовой, зелёной и красной части спектра, полосы пропускания светофильтра желтого цвета и погрешностей измерений.Лабораторная работа №5. Определение показателя адиабаты (отношения удельных теплоёмкостей) воздуха методом Клемана-Дезорма6. Раздел «Статистическая физика и термодинамика» Тема: 6.3. Первое начало термодинамики. Адиабатический процесс. Степени свободы. Удельные теплоёмкости. Круговые процессы.Определение показателя адиабаты двухатомного газа (ѓЧ = СP/СV).Численное значение показателя адиабаты воздуха и погрешностей измерений. 6. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ. Основная литература 1. Трофимова Т.И. Курс физики : учебное пособие / Т. И. Трофимова,- М.: Издательский центр Академия, 2007. 2. Трофимова Т.И. Краткий курс физики : учебное пособие/ Т.И. Трофимова. -М.: Высшая школа, 2006. -352 с. 3. Детлаф, А. А. Курс физики: учебное пособие / А.А. Детлаф, Б.М. Яворский. - М. : Издательский центр "Академия", 2003, 2007. - 720 с 4. Яскеляин, А. В. Физика: механика, электричество, магнетизм. Курс лекций: учебное пособие / А.В. Яскеляин. - М. : МИИТ, 2009. - 64 с. 5. Айзенцон, А.Е. Курс физики : Учебное пособие/ А.Е. Айзенцон. -М.: Высшая школа, 1996. -462 с. 6. Грибов, Л.А. Основы физики : Учебник/ Л.А.Грибов, Н.И.Прокофьева. -3-е изд. -М.: Гардарика, 1998. -564 с. 7. Курс физики. В 2т. Т.1.: учебник для вузов / Под ред. В.Н. Лозовского. - 3-е изд. - СПБ. : Издательство "Лань", 2000, 2003. - 576 с. 8. Савельев, И. В. Курс общей физики: в 4 т. Т.1. Механика. Молекулярная физика и термодинамика: учебное пособие / И.В. Савельев . - М. : КНОРУС, 2009. - 528 с. 9. Савельев, И. В. Курс общей физики: в 4 т. Т.2. Электричество и магнетизм. Волны. Оптика: учебное пособие / И.В. Савельев. - М. : КНОРУС, 2009. - 576 с. 10. Савельев, И. В. Курс общей физики: в 4 т. Т.3. Квантовая оптика. Атомная физика. Физика твердого тела. Физика атомного ядра и элементарных частиц: учебное пособие / И.В. Савельев. - М. : КНОРУС, 2009. - 368 с. 11. Савельев, И. В. Курс общей физики: в 4 т. Т.4. Сборник вопросов и задач по общей физике: учебное пособие / И.В. Савельев. - М.: КНОРУС, 2009. -384 с. 12. Дмитриева, В.Ф. Основы физики : Учебное пособие/ В.Ф. Дмитриева, В.Л.Прокофьев. -2-е изд. -М.: Высшая школа, 2001. -527 с. 13. Кокин, С.М. Физика на железнодорожном транспорте : Учебное пособие/ С.М. Кокин, В.А.Селезнев. -М., 1995. -159 с. 14. Чертов А. Г. Задачник по физике: Учебное пособие/ А.Г. Чертов; А.А.Воробьев. - 8-е изд. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2006, 2007, 2008. - 640 с. Дополнительная литература 1. Орир Дж. Физика. ЎЄ М.: 1981. - Т. 1 - 2 . 2. Р о б е р т с о и . Б. Современная физика в прикладных науках. ЎЄМир, 1985. 3. Пинский, А. А.Физика : Учебник / А.А. Пинский, Г.Ю.Граковский. - 2-е изд. - М. : ФОРУМ-ИНФРА-М, 2006. 4. Савельев И,В. Курс общей физики; Учеб. пос. для вузов в 3-х т. ЎЄ М.: Наука, 1987, 7. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА Разделы и темы для самостоятельного изученияВиды и содержание самостоятельной работы1. Раздел «Основы механики» 1.5. Основы релятивистской механики. Постулаты СТО. Преобразования Галилея и Лоренца. Относительность пространственных и временных промежутков. Эквивалентность массы и энергии. Общая теория относительности. 1.6. Элементы механики сплошных сред. Газ и жидкость как сплошная среда. Законы Паскаля и Архимеда. Уравнение Бернулли. Силы внутреннего трения в жидкости. Движение тел в жидкостях. Вязкость жидкостей, вискозиметры. Проработка учебного материала по учебной и научной литературе, работа с вопросами для самопроверки. Обсуждение проблемных вопросов с преподавателями в рамках индивидуальных занятий. Выполнение тестовых заданий, размещенных в системе КОСМОС, для самопроверки.2. Раздел «Электричество и магнетизм» 2.4.Закон Био-Савара-Лапласа. Магнитное поле прямолинейного и кругового тока. Магнитный момент витка с током. Действие магнитного поля на движущиеся заряды. Сила Лоренца. Магнитный поток. Работа по перемещению проводника и контура с током в магнитном поле. 2.6. Магнитное поле в веществе. Намагниченность. Диа-пара-, ферромагнетизм. Магнитные материалы и их использование в современных технологиях. Магнитные методы дефектоскопии строительных материалов и конструкций. Принципы магнитной записи и воспроизведения информации.Проработка учебного материала по учебной и научной литературе, работа с вопросами для самопроверки. Обсуждение проблемных вопросов с преподавателями в рамках индивидуальных занятий. Выполнение тестовых заданий, размещенных в системе КОСМОС, для самопроверки.3. Раздел «Колебательные и волновые процессы» 3.3. Электромагнитные колебания и волны. Колебательный контур. Уравнение гармонических колебаний в электрическом контуре. Формула Томсона. Вынужденные колебания. Резонанс. Поток энергии. Вектор Умова-Пойтинга. Проработка учебного материала по учебной и научной литературе, работа с вопросами для самопроверки. Обсуждение проблемных вопросов с преподавателями в рамках индивидуальных занятий. Выполнение тестовых заданий, размещенных в системе КОСМОС, для самопроверки.4. Раздел «Оптические процессы» 4.3. Поляризация света. Естественный и поляризованный свет. Поляроиды и поляризационные призмы. Вращение плоскости поляризации. Сахарометрия. 4.4. Взаимодействие электромагнитных волн с веществом. Показатель преломления. Прием и передача сигнала в оптическом волокне. Элементы нелинейной оптики. Понятия и простейших нелинейных явлениях: самофокусировка света, генерация гармоник, вынужденные рассеянияПроработка учебного материала по учебной и научной литературе, работа с вопросами для самопроверки. Обсуждение проблемных вопросов с преподавателями в рамках индивидуальных занятий. Выполнение тестовых заданий, размещенных в системе КОСМОС, для самопроверки.5. Раздел «Элементы атомной физики и квантовой механики» 5.4. Гипотеза де Бройля. Описание микрочастиц в квантовой механике. Уравнение Шредингера. Распределение электронов в атоме по состояниям. Спектры атомов. 5.5. Строение кристаллического твёрдого тела. Распределение электронов по энергетическим зонам. Полупроводники и их применение. Новые технологии в физике твердого тела. Использование космических технологий. Проработка учебного материала по учебной и научной литературе, работа с вопросами для самопроверки. Обсуждение проблемных вопросов с преподавателями в рамках индивидуальных занятий. Выполнение тестовых заданий, размещенных в системе КОСМОС, для самопроверки.6. Раздел «Статистическая физика и термодинамика» 6.3. Второе начало термодинамики. Энтропия. Статистическое толкование термодинамики. Реальные тепловые двигатели. Принцип работы холодильника. Тепловые насосы и кондиционеры. 6.4. Реальные газы. Силы и потенциальная энергия межмолекулярного взаимодействия. Уравнение Ван-дер-Ваальса. 6.6. Жидкости. Ближний порядок в молекулярном строении жидкостей. Явление поверхностного натяжения. Капиллярные методы дефектоскопии поверхности. Жидкие кристаллы и их применение в индикаторах информации. 6.7. Явления переноса в термодинамически неравновесных системах. Основные законы диффузии, теплопроводности и вязкости. 6.8. Неравновесные состояния и процессы. Синергетика. Концепции самоорганизации неравновесных систем. Самоорганизация в экономике. 6.9. Статистическое описание квантовой системы. Различие между квантовомеханической и статистической вероятностью. Функции распределения Бозе и Ферми. Проработка учебного материала по учебной и научной литературе, работа с вопросами для самопроверки. Обсуждение проблемных вопросов с преподавателями в рамках индивидуальных занятий. Выполнение тестовых заданий, размещенных в системе КОСМОС, для самопроверки. КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ I. МЕХАНИКА |
Похожие:
 | Учебно-методический комплекс дисциплины «физика» Маллабоев У. М. Физика. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления 050100. 62 Педагогическое образование,... | | Учебно-методический комплекс ростов-на-Дону 2009 Учебно-методический... Учебно-методический комплекс по дисциплине «Адвокатская деятельность и адвокатура» разработан в соответствии с образовательным стандартом... |
| Учебно-методический комплекс дисциплины (ЕН. Ф. 03) Физика Данный учебно-методический комплекс разработан в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего... |  | Учебно-методический комплекс по дисциплине «Медиапсихология» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов очной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий, рекомендации... |
| Учебно-методический комплекс по дисциплине «Методы оптимальных решений» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов очной формы обучения, содержит план лекционных, практических и лабораторных... | | Учебно-методический комплекс по дисциплине «судебная медицина» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов очной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий, рекомендации... |
| Учебно-методический комплекс по дисциплине «Макроэкономика» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов заочной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий,... | | Учебно-методический комплекс по дисциплине «Искусствоведение» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов очной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий, рекомендации... |
| Учебно-методический комплекс по дисциплине «Психофизиология» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов заочной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий,... | | Примерная структура, состав и содержание учебно-методического комплекса... Учебно-методический комплекс по дисциплине «Социология рекламной деятельности» составлен в соответствии с требованиями Государственного... |
| Учебно-методический комплекс по дисциплине «Психофизиология» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов очной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий, рекомендации... | | Учебно-методический комплекс по дисциплине «Основы нейропсихологии» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов заочной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий,... |
| Учебно-методический комплекс по дисциплине «Психодиагностика» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов очной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий, рекомендации... | | Учебно-методический комплекс по дисциплине «Основы патопсихологии» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов заочной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий,... |
| Учебно-методический комплекс по дисциплине «земельное право» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов очной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий, рекомендации... | | Учебно-методический комплекс по дисциплине «Психология семьи» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов заочной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий,... |
