МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ФИЛИАЛ ТЮМГУ В Г. ТОБОЛЬСКЕ
Естественнонаучный факультет
Кафедра физика, математика и методик преподавания
УТВЕРЖДАЮ
Директор
_____________ ____________
подпись ФИО
«___» __________ 2014 г.
Учебно-методический комплекс дисциплины
«ФИЗИКА»
Код и направление подготовки
050100.62 Педагогическое образование
Профиль подготовки
Математика, информатика
Квалификация (степень) выпускника
бакалавр
Форма обучения
очное
Тобольск
2014
Маллабоев У.М. Физика. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления 050100.62 Педагогическое образование, профиль подготовки «Математика, информатика», форма обучения – очная (заочная). Тобольск, 2014, 59 стр.
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВО с учетом рекомендаций и ПрОП ВО по направлению и профилю подготовки.
Рабочая программа дисциплины (модуля) опубликована на сайте ТюмГУ: «Физика» [электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.umk3plus.utmn.ru свободный.
Рекомендовано к изданию кафедрой физики, математики и методик преподавания. Утверждено директором Филиала ТюмГУ в городе Тобольске.
ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: Шебанова Л.П., к.п.н., доцент, заведующей кафедрой ФМиМП.
© Тюменский государственный университет, 2014.
© Маллабоев У.М., 2014.
Содержание
|
|
с
|
1
|
Цели и задачи освоения дисциплины……………………………………………...
|
3
|
2
|
Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата……………………………...
|
3
|
3
|
Требования к результатам освоения дисциплины………………………………..
|
3
|
4
|
Структура и содержание дисциплины ..………....………………………………..
|
4
|
4.1
|
Структура дисциплины……………………………………………………………..
|
4
|
4.2
|
Содержание дисциплины…………………………………………………………..
|
5
|
5
|
Образовательные технологии……………………………………………………...
|
8
|
6
|
Самостоятельная работа студентов………………………………………………..
|
16
|
7
|
Компетентностно-ориентированные оценочные средства..……………………..
|
18
|
7.1
|
Оценочные средства диагностирующего контроля………………………………
|
18
|
7.2
|
Оценочные средства текущего контроля: модульно-рейтинговая технология оценивания работы студентов…………………………………….………….........
|
18
|
7.3
|
Оценочные средства промежуточной аттестации………………………………...
|
21
|
8
|
Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины…..……....
|
23
|
9
|
Материально-техническое обеспечение дисциплины……………………………
|
25
|
|
|
|
1. Цели и задачи освоения дисциплины
Целью курса «Физика» является ознакомление с основами физической науки: ее основными понятиями, законами и теориями, а также формирования в сознании учащихся (бакалавров) представлений о физических теориях как система научного знания - элементов естественнонаучной картины мира, знаний о важнейших следствиях физических теорий и их эмпирической интерпретации.
Важнейшей задачей курса является ознакомление бакалавров в ходе учебных занятий с современным содержанием физической науки, ее основными понятиями, законами, теориями. Задачами дисциплина является:
обучение студентов по разделам курса физики, дать представление о современном состоянии физической науки;
ознакомление бакалавров основными экспериментальными и теоретическими представлениями физических явлений;
формирование навыков решения физических задач и их теоретического анализа;
формирование практические навыки экспериментального исследования физических процессов;
воспитание научного мировоззрения и теоретического мышления.
2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата
Дисциплина относится к вариативной части математического и естественнонаучного цикла – Б2.В.1. Математический и естественнонаучный цикл.
Для освоения дисциплины студенты используют знания, умения и виды деятельности, сформированные в процессе изучения предмета «Физика» на предыдущем уровне образования. Освоение данной дисциплины является необходимой основой для формирования специальных компетенций в ходе последующего изучения дисциплин «Естественнонаучная картина мира», «Безопасность жизнедеятельности», «Основы микроэлектроники», «Решение школьных задач по информатике» профессионального цикла, дисциплины в математическом и естественнонаучном цикле, а также дисциплин по выбору физико-математического содержания в математическом и естественнонаучном цикле и профессиональном цикле.
3. Требования к результатам освоения дисциплины
3.1. Компетенция обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
а) общекультурных (ОК):
владеет культурой мышления, способен к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения (ОК-1).
способен использовать знания о современной естественнонаучной картине мира в образовательной и профессиональной деятельности, применять методы математической обработки информации, теоретического и экспериментального исследования (ОК-4);
б) профессиональных (ПК):
способен нести ответственность за результаты своей профессиональной деятельности (ОПК-4);
3.2. В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
знать:
основные физические эксперименты, законы, понятия и величины необходимые для описания физических явлений;
международную систему единиц (СИ) и СГС;
применение физики в технике;
связь физики с другими науками;
основные (фундаментальные) идеализированные физические модели;
уметь:
устанавливать характерные закономерности при наблюдении и экспериментальных исследованиях физических явлений и процессов;
описывать физические явления и процессы, используя физическую научную терминологию;
давать определения основных физических понятий и величин;
формулировать основные физические законы;
работать с физическими приборами, используемыми в лабораторном практикуме;
проводить численные расчеты физических величин при решении задач и обработке экспериментальных результатов;
владеть:
навыками сборки лабораторных установок, работы с физическими приборами и измерения основных физических величин;
грамотного использования физического научного языка;
использование международной системы единиц измерения физических величин (СИ) при физических расчетах и формулировке физических закономерностей;
численных расчетов физических величин при решении физических задач и обработке экспериментальных результатов;
4. Структура и содержание дисциплины
Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетных единиц ( 72 часа).
4.1. Структура дисциплины
Таблица 1
№
|
Наименование раздела дисциплины
|
Семестр
|
Виды учебной работы
(в академических часах)
|
ОЗО
|
аудиторные занятия
|
СР
|
аудиторные занятия
|
ЛК
|
ПЗ
|
ЛБ
|
ЛК
|
ПЗ
|
1
|
Механика
|
1
|
4
|
4
|
|
7
|
4
|
4
|
2
|
Молекулярная физика
|
1
|
4
|
4
|
|
7
|
3
|
Электромагнетизм
|
1
|
6
|
6
|
|
7
|
4
|
Оптика
|
1
|
2
|
2
|
|
7
|
5
|
Квантовая физика и физика атомного ядра
|
1
|
2
|
2
|
|
8
|
|
Итого:
|
|
18
|
18
|
|
36
|
4
|
4
|
4.2. Содержание дисциплины
Таблица 2
№
|
Наименование
раздела дисциплины
|
Содержание раздела
(дидактические единицы)
|
1
|
Механика
|
1. Кинематика материальной точки. Предмет механики. Движение, относительность движения. Система отсчета. Материальная точка. Траектория, пройденный путь, вектор перемещения. Равномерное движение. Скорость. Равноускоренное движение. Ускорение и его составляющие. Движение по окружности. Угловая скорость и угловое ускорение. Связь линейных и угловых кинематических величин.
2. Динамика материальной точки. Силы в природе. Работа и энергия. Законы сохранения
Классическая механика. Границы ее применимости. Инерциальные системы отсчета. Первый закон Ньютона. Взаимодействие тел. Масса, импульс, сила. Второй закон Ньютона. Принцип суперпозиции сил. Третий закон Ньютона.
Силы в природе. Гравитационная сила. Закон всемирного тяготения. Сила тяжести и вес тела. Невесомость. Сила упругости. Закон Гука. Сила трения.
Работа. Мощность. Кинетическая и потенциальная энергия материальной точки. Закон сохранения полной механической энергии материальной точки.
Момент импульса материальной точки. Момент силы. Законы сохранения импульса и момента импульса материальной точки.
|
2
|
Молекулярная физика.
|
1. Молекулярно-кинетическая теория (МКТ) идеальных газов.
Модель идеального газа. Число Авогадро. Моль. Уравнение Клапейрона-Менделеева. Основные изопроцессы и законы идеального газа. Основное уравнение МКТ идеального газа.
Равновесные и неравновесные состояния; время релаксации. Параметры макроскопической системы, задающие ее равновесное состояние: объем, давление, температура. Измерение температуры. Термометр.
Распределение Максвелла. Барометрическая формула. Распределение Больцмана.
2. Основы термодинамики и реальные газы.
Внутренняя энергия как функция состояния. Количество теплоты и работы как функция процесса. Первое начало термодинамики. Теплоемкость системы. Теплоемкость идеального газа. Теплоемкости  и  . Равновесные и неравновесные процессы, обратимые и необратимые процессы.
Второе начало термодинамики. Закон возрастания энтропии при неравновесных процессах. Цикл Карно.
Отступления реальных газов от законов идеального газа. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Изотермы реального газа. Критическое состояние. Внутренняя энергия реального газа.
|
3
|
Электромагнетизм
|
1. Электрическое поле.
Электрический заряд. Дискретность заряда. Элементарный заряд. Закон сохранения электрического заряда. Взаимодействие неподвижных зарядов. Закон Кулона.
Электростатическое поле. Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции полей. Поле неподвижного точечного заряда. Теорема Гаусса в электростатике.
Работа поля при перемещении заряда. Потенциал электростатического поля и его связь с напряженностью поля.
Проводники в электрическом поле. Электрическая емкость уединенного проводника. Конденсаторы. Соединение конденсаторов..
Диэлектрики в электрическом поле. Полярные и неполярные диэлектрики. Поляризация диэлектриков. Поляризованность. Вектор электрической индукции. Электрическое смещение. Диэлектричес-кая проницаемость и восприимчивость.
2. Постоянный электрический ток.
Электрический ток, сила и плотность тока. Закон Ома для участка цепи. Сопротивление проводника. Последовательное и параллельное соединение проводников. Сторонние силы. Электродви-жущая сила. Источники тока. Закон Ома для участка, содержащего ЭДС, и для замкнутой цепи.
Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца. Разветвленные цепи. Правила Кирхгофа.
Природа тока в металлах. Опыты Мандельштама и Папалекси, Толмена и Стюарта. Зависимость сопротивления металлов от температуры. Понятие о сверхпроводимости.
Электрическая диссоциация. Законы Фарадея.
3. Магнитное поле и электромагнитная индукция.
Магнитное поле и его характеристики. Взаимодействие постоянного магнита и тока. Сила Ампера. Взаимодействие параллельных токов. Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца.
Закон Био-Савара-Лапласа.
Магнитное поле в магнетиках. Гипотеза Ампера о молекулярных токах. Парамагнетики, диамагнетики и ферромагнетики. Намагничивание магнетиков. Вектор намагниченности. Магнитная восприимчи-вость и магнитная проницаемость. Магнитный гистерезис в ферромагнетиках.
Опыты Фарадея. Магнитный поток. Закон электромагнитной индукции Фарадея и правило Ленца. Самоиндукция. Взаимная индукция. ЭДС самоиндукции. Индуктивность проводника и взаимная индукция. Энергия магнитного поля.
|
4
|
Оптика
|
1. Геометрическая оптика. Интерференция,
дифракция и поляризация света.
Предмет оптики. Электромагнитная природа света. Законы прямолинейного распространения, отражения и преломления света. Полное внутреннее отражение.
Тонкие линзы. Формула линзы. Сферические зеркала. Построение изображений в тонких линзах.
Дисперсия света. Поглощение и рассеяние света.
Интерференция световых волн. Когерентние иточники света и методы их получения.
Явление дифракции волн. Принцип Гюйгенса-Френеля. Дифракция Френеля и Фраунгофера. Дифракционные решетки и их применение.
Поляризованный и неполяризованный свет. Поляризаторы и анализаторы. Закон Малюса.
|
5
|
Квантовая физика и
физика атомного ядра
|
1. Квантовая свойства излучения. Волновые свойства микрочастиц. Теория атома водорода по Бору и физика атомного ядра.
Предмет квантовой физики. Тепловое излучение абсолютно черного тела. Законы теплового излучения (закон Стефана-Больцмана закон смещения Вина, формула Релея-Джинса).
Гипотеза о квантовании излучения, формула Планка. Двойственная природа света.
Фотоэлектрический эффект. Законы фотоэффекта. Использование фотоэффекта. Рентгеновское излучение. Рассеяние рентгеновских лучей. Эффект Комптона. Применение рентгеновских лучей.
Гипотеза де-Бройля о волновых свойствах вещества. Опыты по дифракции микрочастиц.
Двойственность представлений о веществе. Корпускулярно- волновой дуализм.
Модель атома Томсона. Опыты Резерфорда. Ядерная модель атома. Постулаты Бора, опыты Франка и Герца. Полуклассическая теория атома водорода по Бору.
Состав атомных ядер. Нуклоны. Заряд и массовое число ядра. Изотопы.
Ядерные силы. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада. a-распад, b-распад, g-излучение.
Ядерные реакции. Синтезирование трансурановых элементов.
Реакция синтеза. Термоядерные реакции. Солнце как термоядерный реактор. Термоядерный взрыв. Проблема осуществления управляемого термоядерного синтеза.
Элементарные частицы.
| |
