Содержание разделов и тем
№
|
Тема или раздел
|
Содержание
|
1.
|
Понятие об уравнениях математической физики
|
Примеры задач, приводящих к уравнениям с частными производными. Линейные уравнения с частными производными второго порядка и их приведение к каноническому виду. Классификация линейных УЧП второго порядка (двумерный случай).
|
2.
|
Уравнения гиперболического типа.
|
Волновое уравнение. Краевые задачи для уравнений гиперболического типа. Метод характеристик. Формула Даламбера. Понятие о методе Фурье (методе разделения переменных) для уравнений с частными производными.
|
3.
|
Уравнения параболического типа.
|
Уравнение теплопроводности. Краевые задачи для уравнений параболического типа. Метод Фурье для уравнений параболического типа.
|
4.
|
Уравнения эллиптического типа.
|
Уравнение Лапласа. Понятие гармонической функции, примеры функций, гармонических во всей плоскости. Краевые задачи для уравнения Лапласа. Функции, гармонические в заданной области, и их восстановление по значениям на границе области. Метод Фурье.
|
5.
|
Численное интегрирование уравнений в частных производных.
|
Понятие о сеточных методах. Разностные уравнения и дифференциальные уравнения. Одномерные разностные схемы и их использование для решения обыкновенных дифференциальных уравнений. Явные разностные схемы для краевых задач, порожденных уравнениями математической физики.
Понятие о решении дифференциальных уравнений (обыкновенных и в частных производных) в компьютерных математических средах. Решение и визуализация решений дифференциальных уравнений средствами компьютерной математики.
|
Общая трудоемкость дисциплины: 72 часа.
Составитель: Цыганов А.В., кандидат физико-математических наук, доцент.
СД.Ф.4 Электрорадиотехника
Цель курса - обеспечить электрорадиотехническую подготовку учителя физики средней школы, его подготовку к использованию электрорадиотехнических средств на уроках, во внеклассной работе и в быту.
Студент, изучивший дисциплину, должен знать о современном состоянии электрорадиотехники и электроники, тенденциях их дальнейшего развития, основные законы электрических и магнитных цепей; основы функционирования электрорадиотехнических устройств, включая электронные приборы на современной полупроводниковой элементной базе; основы электрорадиоизмерений; электрорадиотехнические устройства, применяемые в различных сферах технико-технологической деятельности людей; терминологию электрорадиотехники.
Студент, изучивший дисциплину, должен уметь:
- проводить анализ работы электрических схем с использованием методов теории цепей;
- проводить измерение различных электрических параметров с использованием современного электро-радиоизмерительного оборудования;
- осуществлять проектную деятельность (в рамках учебных программ педагогических вузов и школы), начиная с постановки проблемы и кончая получением реального результата.
Студент, изучивший дисциплину, должен владеть навыками использования полученных знаний и навыков в будущей работе преподавателя физики.
Содержание дисциплины
Тема 1. Основные элементы электрической цепи и их свойства.
Элементы электрической цепи. Напряжения и токи в электрических цепях. Активные и реактивные элементы, их сопротивление и проводимость. Модель и схема электрической цепи. Закон Ома для участка цепи и полной цепи. Первый и второй законы Кирхгофа. Расчет напряжений и токов. Правила деления напряжения и токов.
Тема 2. Линейные электрические цепи при гармоническом воздействии.
Основные параметры гармонических колебаний. Действующее значение тока и напряжения. Коэффициент амплитуды и формы Изображение гармонических колебаний вращающимися векторами.
Тема 3. Принцип построения трехфазной системы. Способы соединение фаз источника энергии и приемника.
Принцип построения трехфазной системы. Соединение фаз источника энергии и приемника звездой. Соединение фаз источника энергии и приемника треугольником.
Тема 4. Мощность трехфазной системы и ее измерение.
Мощность трехфазной системы. Измерение активной мощности трехфазной системы. Измерение реактивной мощности трехфазной системы.
Раздел 3. ВЫПРЯМИТЕЛИ
Тема 5. Основные схемы выпрямления переменного тока.
Понятие о нелинейных электрических цепях. Основные схемы выпрямления переменного тока. Однополупериодная схема. Двухполупериодная схема. Мастиковая однофазная схема выпрямления.
Тема 6. Трехфазные схемы выпрямителя. Сглаживающие фильтры.
Регулируемый выпрямитель на тиристоре. Трехфазные схемы выпрямителя. Сглаживаемые фильтры.
Тема 7. Принцип работы и устройство асинхронного двигателя. Однофазные асинхронные двигатели.
Классификация машин переменного тока. Принцип работы и устройство асинхронного двигателя. Вращающий момент асинхронного двигателя. Асинхронный двигатель с контактными кольцами. Пуск в ход асинхронных двигателей. Однофазные асинхронные двигатели. Включение трехфазных двигателей в однофазную цепь. Применение асинхронных двигателей.
Тема 8. Устройство, принцип работы и параметры синхронного генератора и двигателя.
Устройство и принцип работы синхронного генератора. Режимы работы синхронного двигателя. Реакция якоря. Основные характеристики синхронного двигателя. Принцип работы синхронного двигателя. Пуск и остановка синхронного двигателя. Применение синхронных двигателей.
Тема 9. Принцип работы и устройство генератора постоянного тока.
Принцип работы и устройство генератора постоянного тока. Генераторы и двигатели постоянного тока. Типы обмоток якоря. Реакция якоря. Коммутация. Способы возбуждения генератора постоянного тока.
Тема 10. Коллекторные двигатели переменного тока.
Коллекторные двигатели переменного тока.
Радиотехника. Сигналы, радиосигналы и каналы связи. Антенны. Преобразования сигналов в радиотехнических системах. Радиоприёмные устройства. Системы телевидения. Системы стационарной и подвижной радиосвязи. Системы радиотелефонной и радиовидеосвязи. Спутниковые навигационные системы.
Общая трудоемкость дисциплины: 192 часа.
Составители: Шайланов С.Н. кандидат педагогических наук, доцент, Цыфаркин В.И., ассистент.
СД.Ф.5 Астрономия
Цель курса:
Целью дисциплины является усвоение студентами научных знаний по разделам астрономии, овладение навыками в проведении простейших астрономических наблюдений, теоретическими и экспериментальными методами астрономических исследований, формирование современной астрономической картины мира как части естественнонаучной картины мира, развитие познавательной потребности.
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать:
- фундаментальные явления и эффекты в области астрономии
- современное состояние, теоретические работы, результаты наблюдений и экспериментов в области астрономии.
Уметь:
- использовать знания по общей астрономии
- применять знания при решении задач.
Владеть:
- фундаментальными знаниями по предмету;
- экспериментальными, теоретическими и компьютерными методами астрономических наблюдений.
Краткое содержание дисциплины
Сферическая астрономия. Эклиптика. Зодиакальные созвездия и знаки Зодиака. Эклиптическая система координат. Определение экваториальных координат Солнца меридианным кругом. Определение наклонения экватора и наклона земной оси к плоскости земной орбиты. Астрономический треугольник и связь эклиптических координат с экваториальными.Современный европейский календарь и его краткая история. Простые и високосные годы. Установление христианских религиозных праздников и разъяснение их сущности. Происхождение нашей, или новой эры (н.э.). Восточные лунные календари. Небесная механика. Определение формы и размеров Земли. Триангуляция наземная и космическая. Движение Луны, элементы ее орбиты, оптические либрации. Сидерический и драконический месяцы. Смена лунных фаз и синодический месяц. Солнечные и лунные затмения, их виды и условия их наступления и видимости. Частота и периодичность затмений. Сарос.
Закон всемирного тяготения Ньютона и его проверка по движению Луны. Задача двух тел. Первый и второй обобщенные законы Кеплера. Интеграл энергии. Круговая и параболическая скорости на произвольных гелиоцентрических расстояниях. Средние угловые и линейные скорости планет. Определение линейной скорости планет в произвольных точках их орбит. Третий обобщенный закон Кеплера и определение масс центральных небесных тел. Гравитационное ускорение и космические скорости на поверхности небесных тел. Физика Солнца. Внутреннее строение Солнца. Фотосфера Солнца. Потемнение к краю диска Солнца и его объяснение. Строение фотосферы. Грануляция, конвекция и конвективная зона.
Внешние слои атмосферы Солнца: хромосфера и корона. Распределение температуры в хромосфере и короне. Механизмы нагрева хромосферы и короны. Радио- и рентгеновское излучение Солнца. Природа тел солнечной системы (Луна). Физические условия на Луне и ее размер. Происхождение форм лунного рельефа. Химический состав и строение поверхности и недр Луны. Исследование Луны автоматическими станциями.
Общая трудоемкость дисциплины: 190 часов.
Составитель: Кокин В.А., к.п.н., доцент
СД.Р.1 Элементарная физика
Цель - является формирование личности будущего учителя, подготовка специалистов к преподаванию физики в современной школе, овладение научным методом познания; выработка у студентов навыков самостоятельной учебной деятельности, развитие у них познавательной потребности.
Требования к уровню освоения содержания дисциплины
В результате изучения дисциплины студенты должны
знать:
основные термины и понятия;
этапы развития современных измерительных средств в физике;
принципы построения современной эталонной базы;
принципы и методы измерений;
современную физическую картину мира.
уметь:
классифицировать измерения;
анализировать размерности физических величин;
определять физические явления, положенные в основу создания эталонной базы.
владеть:
способностью к сопоставлению, обобщению и анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения;
приемами работы с текстами источниками, разнообразной учебно-методической литературой, составления таблиц и схем;
методами теории подобия и анализа размерностей;
современными принципами толерантности, диалога и сотрудничества;
способностью логически верно выстраивать устную и письменную речь.
Краткое содержание дисциплины
Объект и предмет дисциплины. Измерения. Классификация измерений.
Функции дисциплины. Основные понятия и уравнения кинематики. Основная задача кинематики. Способы описания движения тел. Скорость. Ускорение. Прямолинейное ускоренное движение. Движение по окружности с постоянной по модулю скоростью. Произвольное криволинейное движение. Кинематика колебательного движения. Законы динамики. Первый закон Ньютона. Принцип относительности. Принцип суперпозиции сил. Второй закон Ньютона. Третий закон Ньютона. Прямая и обратная задачи механики материальной точки. Закон всемирного тяготения. Сила тяготения и сила тяжести. Гравитационная постоянная. Определение масс небесных тел. Работа. Мощность. Энергия. Механическая работа. Мощность. Кинетическая энергия материальной точки. Кинетическая энергия вращающегося тела. Закон сохранения механической энергии. Консервативные силы и потенциальная энергия. Теорема об изменении кинетической энергии. Закон сохранения импульса. Закон сохранения момента импульса. Импульс тела. Изменение полного импульса системы тел. Закон сохранения импульса. Движение тел переменной массы. Формула Циолковского. Момент импульса. Закон сохранения момента импульса. Гироскоп. Механические колебания. Волны. Звук. Дифференциальное уравнение свободных незатухающих колебаний. Скорость и ускорение при гармонических колебаниях. Энергия колеблющейся материальной точки. Затухающие колебания. Дифференциальное уравнение затухающих колебаний. Вынужденные колебания. Резонанс. Эффект Доплера. Звук. Громкость звука. Скорость звука.
Общая трудоемкость дисциплин: 76 часов.
Составитель: Арискин В.Г., кандидат педагогических наук, доцент
СД.Р.2 Проблемы современной физики
Целью дисциплины является развитие навыков ведения самостоятельной научно-исследовательской работы студентов, изучение основных физических свойств материалов для производства радиоэлектронной аппаратуры и знакомство с современными аспектами технологии их производства, формирование личности будущего учителя, подготовка специалистов к преподаванию физики в современной школе.
Студент, изучивший дисциплину «Проблемы современной физики», должен владеть знаниями фундаментальных явлений и эффектов в области физики полупроводниковых и диэлектрических материалов, знать и уметь использовать знания по исследованию основных свойств данных структур, технологии их производства, владеть экспериментальными, теоретическими и компьютерными методами моделирования, знать современное состояние, теоретические работы, результаты исследований в области физики радиоэлектронных компонентов.
Краткое содержание дисциплины
Проводимость твердых тел. Металлы, полуметаллы, полупроводники и диэлектрики. Температурная зависимость проводимости, собственная и примесная проводимость. Зонная структура твердых тел. Модель почти свободных электронов. Энергетические щели. Зонные структуры металлов, полуметаллов, полупроводников и диэлектриков. Электроны, дырки, эффективные массы. Виды диэлектриков. Полярные и неполярные молекулы. Наведенная и ориентационная поляризация. Твердые диэлектрики. Атомные, ионные и молекулярные кристаллы. Сегнетоэлектрики (СЭ). Классификация СЭ кристаллов. Перовскит титанат бария (BaTiO3). Фазовые переходы 1-го и 2-го рода. Виды магнетиков. Определение и знак магнитной восприимчивости. Опыт Штерна-Герлаха. Причины магнетизма. Магнетизм как квантовый эффект. Фуллерены и соединения на основе углерода. Общие представления Методы получения фуллеренов. Некоторые свойства фуллеренов. Фуллериты. Фуллериды. Перспективы применения фуллеренов.
Основные понятия фрактальной геометрии и фрактальной физики. Общие представления. Понятие фрактала. Аффинная геометрия. Математические фракталы. Фрактальная размерность. Некоторые реальные фракталы. Перколяция. Понятие фрактального кластера. Свойства фрактальных кластеров. Реальные фрактальные структуры. Модельные механизмы формирования фракталов.
Моделирование фазовых переходов в сегнетоэлектриках. Двумерная модель Изинга в приближении среднего (молекулярного) поля.
Моделирование фазовых переходов в сегнетоэлектриках. Двумерная модель Изинга в приближении среднего (молекулярного) поля. Расчет свойств двумерной модели Изинга методом Монте-Карло.
Общая трудоемкость дисциплины: 88 часов.
Составитель: В.В. Шишкарев, кандидат технических наук, доцент
СД.В1 Дисциплины по выбору
Основы экспериментальной физики
Цель - является формирование личности будущего учителя, подготовка специалистов к преподаванию физики в современной школе, овладение научным методом познания; выработка у студентов навыков самостоятельной учебной деятельности, развитие у них познавательной потребности.
В результате изучения дисциплины студенты должны
знать:
основные термины и понятия;
этапы развития современных измерительных средств в физике;
принципы построения современной эталонной базы;
принципы и методы измерений;
современную физическую картину мира.
уметь:
классифицировать измерения;
анализировать размерности физических величин;
решать простейшие экспериментальные физические задачи, используя методы физических исследований;
использовать численные значения фундаментальных физических констант для оценки результатов простейших физических экспериментов;
структурировать физическую информацию, используя научный метод исследования;
владеть:
способностью к сопоставлению, обобщению и анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения;
приемами работы с текстами источниками, разнообразной учебно-методической литературой, составления таблиц и схем;
методами теории подобия и анализа размерностей;
современными принципами толерантности, диалога и сотрудничества;
способностью логически верно выстраивать устную и письменную речь.
Краткое содержание дисциплины
|
