Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата
«Теория колебаний» является дисциплиной базовой части профессионального цикла для направления 011800.62 Радиофизика.
Содержание курса «Теория колебаний» базируется на знаниях, приобретенных при изучении следующих дисциплин: разделов «Электричество и магнетизм» курса общей физики, курсов «Теоретическая механика». Математической основой курса являются разделы «Математический анализ», «Аналитическая геометрия», «Линейная алгебра», «Дифференциальные уравнения».
Компетенции выпускника ООП бакалавриата, формируемые в результате освоения данной ООП ВПО.
В результате освоения ООП бакалавриата выпускник должен обладать следующими общекультурными (ОК) и профессиональными компетенциями (ПК):
способность к грамотной письменной и устной коммуникации на русском языке (ОК-1);
способностью к овладению базовыми знаниями в области математики и естественных наук, их использованию в профессиональной деятельности (ОК-8);
способностью самостоятельно приобретать новые знания, используя современные образовательные и информационные технологии (ОК-10);
способность собирать, обобщать и интерпретировать с использованием современных информационных технологий информацию, необходимую для формирования суждений по соответствующим специальным, научным, социальным и этическим проблемам (ОК-11);
способностью к правильному использованию общенаучной и специальной терминологии (ОК-12);
способностью к овладению базовыми знаниями в области информатики и современных информационных технологий, программными средствами и навыками работы в компьютерных сетях, использованию баз данных и ресурсов Интернет (ОК-14);
способностью использовать базовые теоретические знания (в том числе по дисциплинам профилизации) для решения профессиональных задач (ПК-1);
способностью применять на практике базовые профессиональные навыки (ПК-2);
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
знать: основные колебательные явления и процессы в физических системах, основные методы их описания и анализа, а также возможности практического применения.
уметь: составлять математическую модель изучаемого объекта, определить собственные частоты систем с конечным числом степеней; применять для моделирования и анализа современную вычислительную технику.
владеть: основными математическими методами анализа и расчета колебательных и автоколебательных систем.
2.Структура и трудоемкость дисциплины.
Семестр 3. Форма промежуточной аттестации: зачет. Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачётных единицы (72 часа).
Таблица 1.
Аудиторные занятия (всего)
|
36
|
В том числе:
|
-
|
Лекции
|
18
|
Практические занятия (ПЗ)
|
18
|
Семинары (С)
|
|
Лабораторные работы (ЛР)
|
|
Самостоятельная работа (всего)
|
36
|
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)
|
Зачёт
|
Общая трудоемкость часов
зач. ед.
|
72
|
2
|
3.Тематический план.
Таблица 2.
Тематический план
№
|
Тема
|
недели семестра
|
Виды учебной работы и самостоятельная работа, в час.
|
Итого часов по теме
|
Из них в интерактивной форме
|
Итого количество баллов
|
Лекции*
|
Семинарские (практические) занятия*
|
Лабораторные занятия*
|
Самостоятельная работа*
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
|
Модуль 1
|
1-5
|
|
|
|
|
|
|
|
1.1
|
Линейный осциллятор. Линейные динамические системы. Консервативные системы.
|
|
1
|
1
|
|
2
|
4
|
1
|
0-5
|
1.2
|
Фазовый портрет линейного осциллятора. Понятие фазовой траектории. Фазовые портреты линейных систем с одной степенью свободы. Фазовые портреты линейных осцилляторов с учётом потерь. Периодический и апериодический режимы.
|
|
1
|
1
|
|
2
|
4
|
1
|
0-5
|
1.3
|
Резонанс в линейных колебательных системах с одной степенью свободы. Резонанс в системе с конечной добротностью. Анализ поведения системы при воздействии произвольной вынуждающей силы.
|
|
2
|
2
|
|
4
|
8
|
1,5
|
0-14
|
|
Всего
|
|
4
|
4
|
|
8
|
16
|
3,5
|
0-24
|
|
Модуль 2
|
6-12
|
|
|
|
|
|
|
|
2.1
|
Колебательные системы с несколькими степенями свободы. Колебания связанных осцилляторов. Нормальные и парциальные частоты. Эффект динамического демпфирования. Теорема взаимности.
|
|
2
|
2
|
|
4
|
8
|
1,5
|
0-10
|
2.2
|
Колебания в ансамбле невзаимодействующих линейных осцилляторов. Классическая теория дисперсии света. Формула Зейльмейера. Предел Лоренца. Учёт нетождественности осцилляторов.
|
|
2
|
2
|
|
4
|
8
|
1,5
|
0-10
|
2.3
|
Устойчивость линеаризованных систем с дискретным спектром. Устойчивость по Ляпунову. Устойчивость сосредоточенных систем с постоянными параметрами. Критерий Рауса-Гурвица. Устойчивость неавтономных систем.
|
|
2
|
2
|
|
4
|
8
|
1,5
|
0-10
|
2.4
|
Параметрические колебательные системы. Резонансные и нерезонансные параметрические системы. Уравнение Матье. Устойчивость параметрических систем. Теорема Флоке. Параметрический резонанс.
|
|
2
|
2
|
|
4
|
8
|
1,5
|
0-10
|
|
Всего
|
|
8
|
8
|
|
16
|
32
|
6
|
0-40
|
|
Модуль 3
|
13-18
|
|
|
|
|
|
|
|
3.1
|
Колебания в нелинейных системах. Примеры нелинейных осцилляторов. Фазовый портрет нелинейного осциллятора. Неизохорность нелинейных осцилляторов.
|
|
2
|
2
|
|
4
|
8
|
1,5
|
0-10
|
3.2
|
Нелинейный резонанс. Анализ поведения осциллятора с малой нелинейностью. Нелинейный параметрический резонанс.
|
|
2
|
2
|
|
4
|
8
|
1,5
|
0-10
|
3.3
|
Периодические автоколебания в диссипативных (неконсервативных) системах. Предельные циклы. Мягкий и жёсткий режимы возбуждения. Аттракторы. Влияние параметров системы на форму автоколебаний. Метод изоклин.
|
|
2
|
2
|
|
4
|
8
|
1,5
|
0-16
|
|
Всего
|
|
6
|
6
|
|
12
|
24
|
4,5
|
0-36
|
|
Итого (часов, баллов):
|
|
18
|
18
|
|
36
|
72
|
|
0 – 100
|
|
Из них в интерактивной форме
|
|
14
|
|
|
|
|
14
|
|
Таблица 3.
Виды и формы оценочных средств в период текущего контроля
№ темы
|
Устный опрос
|
Письменные работы
|
Технические формы контроля
|
Информационные системы и технологии
|
Итого количество баллов
|
коллоквиумы
|
собеседование
|
ответ на семинаре
|
лабораторная работа
|
контрольная работа
|
тест
|
реферат
|
эссе
|
программы компьютерного тестирования
|
комплексные ситуационные задания
|
электронные практикум
|
другие формы
|
|
Модуль 1
|
1.1
|
|
|
0-1
|
|
0-2
|
0-2
|
|
|
|
|
|
|
0 - 5
|
1.2
|
|
|
0-1
|
|
0-2
|
0-2
|
|
|
|
|
|
|
0 - 5
|
1.3
|
|
|
0-2
|
|
0-6
|
0-6
|
|
|
|
|
|
|
0 - 14
|
Всего
|
|
|
0-4
|
|
0-10
|
0-10
|
|
|
|
|
|
|
0-24
|
Модуль 2
|
2.1
|
|
|
0-2
|
|
0-4
|
0-4
|
|
|
|
|
|
|
0 - 10
|
2.2
|
|
|
0-2
|
|
0-4
|
0-4
|
|
|
|
|
|
|
0 - 10
|
2.3
|
|
|
0-2
|
|
0-4
|
0-4
|
|
|
|
|
|
|
0 - 10
|
2.4
|
|
|
0-2
|
|
0-4
|
0-4
|
|
|
|
|
|
|
0 - 10
|
Всего
|
|
|
0-8
|
|
0-16
|
0-16
|
|
|
|
|
|
|
0-40
|
Модуль 3
|
3.1
|
|
|
0-2
|
|
0-4
|
0-4
|
|
|
|
|
|
|
0 – 10
|
3.2
|
|
|
0-2
|
|
0-4
|
0-4
|
|
|
|
|
|
|
0 – 10
|
3.3
|
|
|
0-2
|
|
0-10
|
0-4
|
|
|
|
|
|
|
0 - 16
|
Всего
|
|
|
0-6
|
|
0-18
|
0-12
|
|
|
|
|
|
|
0-36
|
Итого
|
|
|
0-18
|
|
0-44
|
0-38
|
|
|
|
|
|
|
0 – 100
|
|
