Кафедра высшей математики и физики
Факультет гуманитарных и естественных наук
Кафедра высшей математики и физики
| «СОГЛАСОВАНО» | «УТВЕРЖДАЮ» | |
| Декан ДПФ, к.т.н., доцент | Проректор по учебной работе, к.т.н., доцент | |
| (Быковский М.А.) | (Тулузаков Д.В) | |
| « » 2016 г. | « » 2016 г. |
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«физика»
Направление подготовки
Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов»
Профиль подготовки
"Сервис транспортных и транспортно-технологических машин и оборудования"
Квалификация (степень) выпускника
Бакалавр
Форма обучения -очная
Срок обучения -4 года
Курс -I
Семестры -1,2
Трудоемкость дисциплины: -7 зачетных единиц
Всего часов - 252 час.
Из них:
Аудиторных - 108час.
Из них:
Лекции - 54 час
Практические занятия - 18 час
Лабораторные работ - 36 час
Самостоятельная работа (всего) - 108 час
Подготовка к экзамену - 36 час.
Виды промежуточного контроля:
Экзамен -1- сем.
Зачёт - 2- сем.
Мытищи 2016 г.
Рабочая программа составлена на основании ОПОП ВО, разработанной в соответствии с требованиями ФГОС ВО, с учетом рекомендаций ПрООП ВО по данному направлению и профилю подготовки, нормативными документами Министерства образования и науки и университета.
Автор:
| Профессор, д.т.н., ст. науч. сотр. | Шульц А.Н. | |||
| « __ » ________ 2016 г. |
Рецензент:
| Профессор, д.т.н., профессор | Полуэктов Н.П. | |||
| « __ » ________ 2016 г. |
Рабочая программа рассмотрена и одобрена на заседании кафедры "Высшей математики и физики"
Протокол № от « » 2016 г.
Заведующий кафедрой,
| Профессор, д.т.н., профессор | Полещук О.М. |
Рабочая программа одобрена на заседании Научно-методического совета направления подготовки «23.03.03 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов»
Протокол № от « » 2016 г.
Председатель НМС
| Профессор, д.т.н. | Быков В.В. | |||
| (ученая степень, ученое звание) | (подпись) | (Ф.И.О.) |
Рабочая программа соответствует всем необходимым требованиям, электронный вариант со всеми приложениями передан в методический отдел
Начальник методического отдела,
| Доцент, к.т.н. | Шевляков А.А. | |||
| (ученая степень, ученое звание) | (подпись) | (Ф.И.О.) |
Электронный вариант рабочей программы со всеми приложениями передан в электронную библиотеку
Директор библиотеки,
| Зубкова Т.В | ||||
| (ученая степень, ученое звание) | (подпись) | (Ф.И.О.) |
Содержание
| Выписка из ОПОП ВО . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 1. Цели освоения и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 1.1. Цель освоения дисциплины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 1.2. Планируемые результаты обучения по дисциплине, соотнесенные с планируемыми результатами освоения образовательной программы . . . . . . . | |
| 1.3. Место дисциплины в структуре ОПОП ВО . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 2. Объем дисциплины и виды учебной работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 3. Содержание дисциплины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 3.1. Тематический план . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 3.2. Учебно-методическое обеспечение для контактной работы обучающихся с преподавателем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 3.2.1. Содержание разделов дисциплины, объем в лекционных часах . . . . . . . | |
| 3.2.2. Практические занятия и(или) семинары . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 3.2.3. Лабораторные работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 3.2.4. Контроль самостоятельной работы обучающихся . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 3.2.5. Интерактивные методы обучения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 3.3. Учебно-методическое обеспечение для самостоятельной работы обучающихся по дисциплине . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 3.3.1. Расчетно-графические или расчетно-проектировочные работы . . . . . . | |
| 3.3.2. Рефераты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 3.3.3. Контрольные работы ы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 3.3.4. Другие виды самостоятельной работ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 3.3.5. Курсовой проект или курсовая работа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 4. Текущий контроль успеваемости и промежуточная аттестация обучающихся по дисциплине . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 4.1. Текущий контроль успеваемости обучающихся . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 4.2. Промежуточная аттестация обучающихся . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 5. Учебно-методическое обеспечение дисциплины . . . . . . . . . . . . . . | |
| 5.1. Рекомендуемая литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 5.1.1. Основная и дополнительная литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 5.1.2. Учебные и учебно-методические пособия для подготовки к аудиторным занятиям и для самостоятельной работы студентов . . . . . | |
| 5.1.3. Нормативные документы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 5.1.4. Ресурсы информационно-телекоммуникационной сети «Интернет» и другие электронные информационные источники . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 5.2. Информационные технологии и другие средства, используемые при осуществлении образовательного процесса по дисциплине . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 5.3. Раздаточный материал . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 5.4. Примерный перечень вопросов к зачету (экзамену) по всему курсу . . . . . . . . . | |
| 6. Материально-техническая база . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| ПРИЛОЖЕНИЯ | |
| Карта обеспеченности литературой дисциплины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| Учебно-методические карты дисциплины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| Графики учебного процесса и самостоятельной работы обучающихся по дисциплине . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| Фонд оценочных средств по дисциплине . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины . . . . . . . . . . . | |
| Методические указания для преподавателя по дисциплине . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
Выписка из ОПОП ВОпо направлению подготовки 23.03.03 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов» для профиля подготовки "Сервис транспортных и транспортно-технологических машин и оборудования лесного комплекса" для учебной дисциплины: «Физика»
| Индекс | Наименование дисциплины и ее основные разделы (дидактические единицы) | Всего часов |
| Б.1.Б.10 | Физика Фундаментальные законы природы и основные физические законы в области механики, термодинамики, электричества и магнетизма, оптики и атомной физики. |
- Цели освоения и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе
1.1. Цель освоения дисциплины "Физика"
Целью дисциплины «Физика» является создать у студентов целостную систему фундаментальных физико-технических знаний и умений для понимания и усвоения специальных и технических дисциплин, необходимых для работы по специальности.
Задачи дисциплины:
-формирование научного мировоззрения и современного физического мышления;
-используя физические представления, научить будущего специалиста объяснять и анализировать происходящие процессы;
-дать представления о современных физических методах исследования;
-познакомить с современными вопросами прикладной физики, -решающих задачи в области экспертизы и товароведения;
-дать представление о физических принципах работы современных технических устройств, а также с техникой безопасности при работе с ними.
Содержание дисциплины (основные дидактические единицы):
Предмет и задачи курса, ключевые понятия. Физические основы механики. Основы молекулярной физики и термодинамики. Электромагнитные явления. Оптика. Квантовая природа излучения. Оптические методы исследования. Элементы физики атомного ядра. Основы дозиметрии.
Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:ОК-7, ОПК-3.
В результате изучения дисциплины студент должен:
знать:
– физические основы, составляющие фундамент современной техники и технологии (ОК-7, ОПК-3);
– основные физические величины и физические константы, их определение, смысл, способы и единицы их измерения (ОК-7, ОПК-3);
– роль физических закономерностей для активной деятельности по охране окружающей среды, рациональному природопользованию и сохранению цивилизации (ОК-7, ОПК-3);
уметь:
– понимать различие в методах исследования физических процессов на эмпирическом и теоретическом уровнях, необходимость верификации теоретических выводов (ОК-7, ОПК-3);
– в практической деятельности применять знания о физических свойствах объектов и явлений для создания гипотез и теоретических моделей, проводить анализ границ их применимости (ОК-7, ОПК-3);
– адекватными методами оценивать точность и погрешность измерений, анализировать физический смысл полученных результатов (ОК-7, ОПК-3);
владеть:
– естественно научной культурой в области физики как частью общечеловеческой и профессиональной культуры (ОК-7, ОПК-3);
– способностью к применению современных достижений в области физики для создания новых технических и технологических решений в области товароведения и
– экспертизы товаров (ОК-7, ОПК-3);
– навыками использования основных общефизических законов и принципов в важнейших практических приложениях и, в первую очередь, в области товароведения и экспертизы товаров (ОК-7, ОПК-3)
– способностью использовать базовые знания о строении различных классов физических объектов для понимания свойств материалов и механизмов процессов, протекающих в природе (ОК-7, ОПК-3);
– навыками применения основных методов физико-математического анализа для решения естественнонаучных задач (ОК-7, ОПК-3);
– навыками правильной эксплуатации основных приборов и оборудования современной физической лаборатории (ОК-7, ОПК-3);
– навыками обработки и интерпретирования результатов эксперимента (ОК-7, ОПК-3).
1.2. Планируемые результаты обучения по дисциплине, соотнесенные с планируемыми результатами освоения образовательной программы
В результате освоения дисциплины обучающийся должен научиться решать профессиональные задачи в соответствии с видами профессиональной деятельности:
профессиональные компетенции:ОК-7, ОПК-3.
В соответствии с ООП ВОпо данному направлению и профилю подготовки процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций или их элементов:
общекультурные компетенции:ОК-7, ОПК-3
1.3. Место дисциплины в структуре ОПОП ВО
Данная дисциплина входит в (базовую часть; вариативную часть; дисциплины по выбору вариативной части) Блока 1 «Дисциплины (модули)».
Изучение данной дисциплины базируется на знаниях, умениях и навыках, полученных при изучении "Физика"
Полученные при изучении данной дисциплины знания, умения и навыки будут использоваться при изучении следующих дисциплин: ______________________________ ____________________________________________________________________________.
Указываются только те дисциплины, изучаемые позже и(или) параллельно, при изучении которых будут использоваться полученные при изучении данной дисциплины знания, умения и навыки. При составлении рабочей программы обязательно должны быть учтены требования и пожелания коллективов кафедр, ведущих эти дисциплины, записанные в протоколе междисциплинарного согласования, являющегося составной частью рабочей программы. Этот подраздел должен согласоваться с учебным планом
Объем дисциплины – 252 часа
Содержание дисциплины (основные дидактические единицы):
Предмет и задачи курса, ключевые понятия. Физические основы механики. Основы молекулярной физики и термодинамики. Электромагнитные явления. Оптика. Квантовая природа излучения. Оптические методы исследования. Элементы физики атомного ядра. Основы дозиметрии.
Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:ОК-7, ОПК-3.
В результате изучения дисциплины студент должен:
знать:
– физические основы, составляющие фундамент современной техники и технологии (ОК-7, ОПК-3);
– основные физические величины и физические константы, их определение, смысл, способы и единицы их измерения (ОК-7, ОПК-3);
– роль физических закономерностей для активной деятельности по охране окружающей среды, рациональному природопользованию и сохранению цивилизации (ОК-7, ОПК-3);
уметь:
– понимать различие в методах исследования физических процессов на эмпирическом и теоретическом уровнях, необходимость верификации теоретических выводов (ОК-7, ОПК-3);
– в практической деятельности применять знания о физических свойствах объектов и явлений для создания гипотез и теоретических моделей, проводить анализ границ их применимости (ОК-7, ОПК-3);
– адекватными методами оценивать точность и погрешность измерений, анализировать физический смысл полученных результатов (ОК-7, ОПК-3);
владеть:
– естественно научной культурой в области физики как частью общечеловеческой и профессиональной культуры (ОК-7, ОПК-3);
– способностью к применению современных достижений в области физики для создания новых технических и технологических решений в области товароведения и
– экспертизы товаров (ОК-7, ОПК-3);
– навыками использования основных общефизических законов и принципов в важнейших практических приложениях и, в первую очередь, в области товароведения и экспертизы товаров (ОК-7, ОПК-3);
– способностью использовать базовые знания о строении различных классов физических объектов для понимания свойств материалов и механизмов процессов, протекающих в природе(ОК-7, ОПК-3);
– навыками применения основных методов физико-математического анализа для решения естественнонаучных задач (ОК-7, ОПК-3);
– навыками правильной эксплуатации основных приборов и оборудования современной физической лаборатории (ОК-7, ОПК-3);
– навыками обработки и интерпретирования результатов эксперимента (ОК-7, ОПК-3).
2. Объем дисциплины и виды учебной работы
Объем дисциплины в зачетных единицах – 7з.е.
| Вид учебной работы | Часов | Семестры | |||
| всего | в том числе в интерак-тивныхформах | ||||
| Общая трудоемкость дисциплины: | - | ||||
| Контактная работа обучающихся с преподавателем: | |||||
| Лекции (Л) | - | ||||
| Практические занятия (Пз) и(или) семинары (С) | - | ||||
| Лабораторные работы (Лр) | - | ||||
| Самостоятельная работа обучающихся | - | ||||
| Подготовка к экзамену | - | ||||
| Вид промежуточного контроля | Э | - | Э | З | |
3. Содержание дисциплины
3.1. Тематический план
| № п/п | Раздел дисциплины | Аудиторные занятия | Самостоятельная работа обучающегося и вид оценочных средств контроля текущей успеваемости | ||||
| Л, часов | № Пз(С) | № Лр | №РГР | №Р | №Кр | ||
| 1. | Физические основы классической механики | Пз1 | 1-3 | - | - | - | |
| 2. | Законы сохранения импульса и энергии | Пз2 | 1-3 | - | - | - | |
| 3. | Динамика твердого тела | Пз3 | 1-3 | - | - | ||
| 4. | Релятивистская механика | С1 | - | - | - | ||
| 5. | Молекулярная физика и термодинамика | Пз4 | 3-4 | - | |||
| 6. | Явления переноса | С2 | 3-4 | - | |||
| 7. | Термодинамика, энтропия, кпд | С3 | - | - | |||
| 8. | Электричество, ЭДС | Пз | 7-8 | - | |||
| 9. | Классическая теория электропроводности | - | 7-8 | - | |||
| 10. | Электромагнетизм | С | - | ||||
| 11. | Уравнения Максвелла для электромагнитного поля в интегральной и дифференциальной формах | С | - | - | - | ||
| 12. | Колебания и волны | - | 9-10 | 6-7 | - | ||
| 13. | Волновая оптика | Пз | |||||
| 14. | Взаимодействие света с веществом | - | 12-15 | - | - | ||
| 15. | Электронная теория дисперсии | - | 12-15 | - | - | - | |
| 16. | Поляризация света. | - | 12-15 | - | - | ||
| 17. | Квантовая физика | - | 14- | 6-7 | - | 6-7 | |
| 18. | Зонная теория твердого тела. Физика атомного ядра и элементарных частиц | - | 12-15 | 6-7 | - | 6-7 |
Аудиторные занятия
3.2.1. Содержание разделов дисциплины, объем в лекционных часах (Л) - 54часа
| № Л | Раздел дисциплины и его содержание | Объем часов | Рекоменд. Литература |
| Семестр 1 | |||
| Физические основы классической механики Введение. Кинематика точки. Скорость точки. Ускорение и его составляющие. Виды движений точки. Кинематика твердого тела. Виды движений тела. Угловые и линейные характеристики твердого тела, вращающегося вокруг неподвижной оси, связь между ними. Масса. Сила. Законы Ньютона. Пределы их применимости. Механическая система. Уравнение изменения импульса системы. Центр масс. Закон сохранения импульса. | 1, 2 | ||
| Динамика вращательного движения. Законы сохранения импульса, энергии.Момент силы и момент импульса относительно точки и относительно оси. Уравнения изменения момента импульса материальной точки и механической системы. Закон сохранения момента импульса. Работа силы. Мощность. Кинетическая энергия. Консервативные силы. Потенциальная энергия. Уравнения изменения кинетической и механической энергий. Законы сохранения механической энергии и полной энергии. Соударения тел. | 1, 2 | ||
| Динамика твердого тела. Момент импульса твердого тела относительно оси. Момент инерции. Моменты инерции простейших тел. Теорема Штейнера – Гюйгенса. Уравнение динамики вращательного движения твердого тела относительно оси. Кинетическая энергия вращающегося тела. Работа сил и мощность при вращении тела. Гироскоп. | 1, 2 | ||
| Гидромеханика. Уравнение неразрывности. Уравнение Бернулли. Его следствия: давление жидкости в трубе переменного сечения, формула Торричелли, подъемная сила. | 1, 2 | ||
| Релятивистская механика Постулаты Эйнштейна для специальной теории относительности. Преобразования Лоренца и релятивистская кинематика. Основной закон релятивистской динамики. Релятивистские масса, импульс и кинетическая энергия. Закон взаимосвязи массы и энергии. | 1, 2 | ||
| Молекулярная физика и термодинамика Термодинамические параметры. Термодинамическое равновесие. Уравнение состояния идеального газа. Основное уравнение молекулярной теории идеального газа. Абсолютная температура. Закон Максвелла о распределении молекул идеального газа по скоростям. Характерные скорости молекул газа. Барометрическая формула. Распределение Больцмана. | 1, 6 | ||
| Явления переноса: диффузия, внутреннее трение, теплопроводность. Законы этих явлений. Средняя длина свободного пробега молекул газа. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы молекул. Внутренняя энергия идеального газа. Работа газа и количество теплоты. Первое начало термодинамики и его применение к изопроцессам газа. Адиабатический процесс. | 1,2,6,7 | ||
| Энтропия и ее статистический смысл. Второе начало термодинамики и его статистический смысл. Третье начало. Тепловые двигатели. Цикл Карно и его КПД. Открытые системы. Самоорганизация в природе. Взаимодействие между молекулами. Реальные газы. Сжижение газов. Свойства жидкостей. Поверхностное натяжение и капиллярные явления. Типы кристаллов. Аморфные тела. Фазовые переходы. Диаграмма состояния. | 1,2,6,7 | ||
| Электричество Напряженность электрического поля и электрическое смещение. Потоки векторов напряженности электрического поля и электрического смещения. Теорема Гаусса для электростатического поля. Примеры расчета электростатических полей. Потенциал электростатического поля. Связь напряженности электростатического поля с разностью потенциалов. Диэлектрики. Поляризация. Сегнетоэлектрики. Проводники в электростатическом поле. Электростатическая индукция. | 2,3,7 | ||
| Электрическая емкость. Конденсаторы. Энергия заряженного проводника, конденсатора и электростатического поля. Постоянный ток. Сила и плотность тока. Электродвижущая сила и напряжение. Закон Ома. Сопротивление проводников. Правила Кирхгофа для разветвленных электрических цепей. Закон Джоуля – Ленца. Электрические токи в металлах, вакууме и газах. Классическая теория электропроводности металлов. Электронная эмиссия. Газовый разряд, плазма. | 2,3,7 | ||
| Семестр 2 | |||
| Электромагнетизм Векторы магнитной индукции и напряженности магнитного поля. Закон Био – Савара – Лапласа. Теорема о циркуляции вектора магнитной индукции. Магнитные поля прямого провода и соленоида с током. Закон Ампера. Сила Лоренца. Движение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях. Эффект Холла. Магнитный поток. Теорема Гаусса для магнитного поля. Работа по перемещению контура с током в магнитном поле. | 2,3,4,7 | ||
| Закон Фарадея. Самоиндукция. Индуктивность. Индуктивность соленоида. Взаимная индукция. Трансформаторы. Энергия магнитного поля. Магнитные свойства вещества. Диа- и парамагнетизм. Намагниченность. Ферромагнетики, их природа и свойства. Предположения Максвелла. Вихревое электрическое поле. Ток смещения. Уравнения Максвелла для электромагнитного поля в интегральной форме. | 2,3,4,7 | ||
| Колебания и волны Гармонические колебания и их характеристики. Дифференциальное уравнение гармонических колебаний и его решение. Собственные механические колебания различных маятников. Собственные электромагнитные колебания в колебательном контуре. Циклическая частота и энергия этих колебаний. Сложение гармонических колебаний одного направления. Биения. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний. Фигуры Лиссажу. Затухающие колебания. Логарифмический декремент и добротность. Вынужденные колебания. Резонансные кривые. Резонанс. | 2,3,4,7 | ||
| Переменный ток. Закон Ома для переменного тока. Полное, индуктивное и емкостное сопротивления. Разность фаз между колебаниями тока и напряжения. Мощность в цепи переменного тока. Упругие волны. Уравнение бегущей волны. Фазовая и групповая скорости волны. Стоячие волны. Звуковые волны. Интенсивность, уровень громкости и высота звука. Скорость звука в газе. Эффект Доплера в акустике. Электромагнитные волны.Их свойства и виды. Плотность энергии, вектор Умова – Пойнтинга и интенсивность электромагнитных волн. | 3,4,7,8 | ||
| Волновая оптика Интерференция света. Когерентность и монохроматичность световых волн. Условия интерференционных максимумов и минимумов интенсивности. Интерференция света от двух источников и в тонких пленках. Кольца Ньютона. Просветление оптики. Дифракция света. Принцип Гюйгенса – Френеля. Зоны Френеля. Дифракция Френеля на круглом отверстии и диске. Дифракция Фраунгофера на одной щели. | 3,4,7,8 | ||
| Дифракция Фраунгофера на дифракционной решетке. Условие главных максимумов. Дифракционный спектр. Дифракция на пространственной решетке. Формула Вульфа – Брэггов. Разрешающая способность объектива и дифракционной решетки. Голография. Взаимодействие света с веществом. Дисперсия света, дисперсионный спектр. Электронная теория дисперсии. Поглощение электромагнитных волн, закон Бугера. Рассеяние света, закон Рэлея. Рефракция света. Излучение Вавилова – Черенкова. Эффект Доплера. | 3,4,7,8 | ||
| Поляризация света. Естественный и поляризованный свет. Плоско- и эллиптически поляризованный свет. Поляризаторы, закон Малюса. Степень поляризации. Поляризация света при отражении и преломлении, закон Брюстера. Двойное лучепреломление, обыкновенный и необыкновенный лучи, их поляризация. Искусственная оптическая анизотропия при различных воздействиях. Естественное и магнитное вращения плоскости поляризации. | 3,4,7,8 | ||
| Квантовая физика Квантовая оптика. Тепловое излучение и его характеристики. Законы Кирхгофа, Стефана – Больцмана, Вина. Формула Планка для теплового излучения. Квантовая гипотеза Планка – Эйнштейна. Внешний фотоэффект и его законы. Теория и уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Фотоны, их энергия и импульс. Квантовая механика. Корпускулярно-волновой дуализм поля и вещества. Формулы де Бройля. Соотношения неопределенностей Гейзенберга. Волновая функция. Уравнение Шредингера для стационарных состояний. Физика атомов и молекул. Спектры атомов. Обобщенная формула Бальмера для спектра атома водорода. Модель атома по Резерфорду. Постулаты Бора и его теория для атома водорода. Теория атома водорода в квантовой механике. Квантовые числа и определяемые ими физические величины. Правила отбора и спектр излучения. Спин электрона. Магнитное спиновое квантовое число. Многоэлектронные атомы. Принцип Паули. Периодическая система элементов Менделеева. Спонтанное и вынужденное излучения. Лазеры. | 4,5,8 | ||
| Зонная теория твердого тела. Энергетические уровни электронов при образовании твердого тела. Металлы, диэлектрики и полупроводники по зонной теории. Собственная и примесная проводимости полупроводников. Сверхпроводимость. Физика атомного ядра и элементарных частиц. Дефект массы и энергия связи ядра. Радиоактивность, виды радиоактивного излучения. Закон радиоактивного распада. Ядерные реакции, энергия ядерной реакции. Характеристики элементарных частиц. Фундаментальные частицы: лептоны, кварки и переносчики взаимодействий. Адроны: мезоны и барионы как составные элементарные частицы. Вселенная и ее эволюция. Заключение по дисциплине. | 4,5,8 |
Рефераты - 0 часов
Рефераты учебным планом не предусмотрены
Нормативные документы
8. ГОСТ 8.417 – 2002. Единицы величин. Международная система единиц (СИ). – М.: Изд-во стандартов, 2003. – 30 с.
9.
Раздаточный материал
При изучении данной дисциплины раздаточный материал не используется.
Примерный перечень вопросов к экзамену и экзамену по частям курса
При проведении итогового контроля для оценки результатов изучения дисциплины вынесены следующие вопросы:
Семестр 1. Экзамен
1. Кинематические уравнения движения материальной точки. Скорость. Ускорение и его составляющие. Классификация движений материальной точки.
2. Угловая скорость и угловое ускорение вращающегося твердого тела. Линейные кинематические характеристики точек вращающегося тела.
3. Динамика материальной точки. Законы Ньютона. Пределы их применимости. Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции.
4. Уравнение изменения импульса системы материальных точек. Закон сохранения импульса. Центр масс.
5. Работа силы. Мощность. Кинетическая энергия. Потенциальные силы. Потенциальная энергия.
6. Уравнения изменения кинетической и механической энергии системы материальных точек. Закон сохранения механической энергии. Закон сохранения и превращения энергии.
7. Момент силы и момент импульса относительно неподвижной точки. Уравнение изменения момента импульса материальной точки (уравнение моментов).
8. Уравнение изменения момента импульса системы материальных точек. Закон сохранения момента импульса.
9. Момент импульса твердого тела относительно оси вращения. Момент инерции тела.
10. Моменты инерции различных тел относительно оси симметрии. Теорема Штейнера.
11. Основное уравнение динамики вращающегося тела. Кинетическая энергия вращающегося тела.
12. Аналогия между поступательным и вращательным движениями. Гироскопы.
13. Постулаты Эйнштейна теории относительности. Преобразования Лоренца.
14. Уравнение релятивистской динамики. Релятивистские импульс, масса и кинетическая энергия. Закон взаимосвязи массы и энергии.
15. Уравнение неразрывности. Уравнение Бернулли. Подъемная сила.
16. Скорость и давление потока жидкости в трубе переменного сечения. Формула Торричелли для скорости вытекания жидкости через отверстие в баке.
17. Идеальный газ и его уравнение состояния.
18. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа. Температура и ее молекулярно-кинетический смысл.
19. Распределение Максвелла для молекул идеального газа по скоростям.
20. Наиболее вероятная, средняя арифметическая и среднеквадратичная скорости молекул газа.
21. Барометрическая формула. Распределение Больцмана для молекул газа в потенциальном поле.
22. Диффузия. Закон Фика. Коэффициент диффузии.
23. Внутреннее трение (вязкость). Закон Ньютона для внутреннего трения. Коэффициент динамической вязкости.
24. Теплопроводность. Закон Фурье. Коэффициент теплопроводности.
25. Коэффициенты явлений переноса для идеального газа. Средняя длина свободного пробега молекул газа.
26. Число степеней свободы молекул газа. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы молекул.
27. Внутренняя энергия идеального газа.
28. Работа газа и количество теплоты. Теплоемкости газа.
29. Первое начало термодинамики.
30. Первое начало термодинамики для изохорного и изобарного процессов. Уравнение Майера для теплоемкостей идеального газа.
31. Адиабатический процесс. Его уравнение (уравнение Пуассона). Показатель адиабаты.
32. Энтропия. Формула Больцмана для энтропии. Статистический смысл энтропии.
33. Второе начало термодинамики, его статистический смысл. Третье начало термодинамики.
34. Тепловые двигатели и их КПД. Цикл Карно и его КПД.
35. Две концепции эволюции систем (по Клаузиусу и по Дарвину). Открытые системы. Самоорганизация в природе. Примеры.
36. Взаимодействие между молекулами. Уравнение Ван-дер-Ваальса и его анализ. Сжижение газов.
37. Поверхностная энергия жидкости. Коэффициент поверхностного натяжения. Смачивание. Краевой угол.
38. Избыточное давление под искривленной поверхностью жидкости. Формула Лапласа.
39. Капиллярные явления. Высота жидкости в капилляре.
40. Типы кристаллов. Дефекты в кристаллах. Поликристаллы. Аморфные тела.
41. Фазовые переходы. Диаграмма состояния.
42. Электростатическое поле. Напряженность поля и электрическое смещение. Поле точечного заряда.
43. Линии напряженности. Поток вектора напряженности и поток вектора электрического смещения.
44. Теорема Гаусса для электростатического поля в вакууме и в диэлектрике.
45. Расчет напряженности поля электрического диполя.
46. Расчет напряженности поля равномерно заряженной нити.
47. Работа сил электростатического поля. Циркуляция вектора напряженности электростатического поля.
48. Потенциальное поле. Потенциал электростатического поля.
49. Формулы связи напряженности электростатического поля с разностью потенциалов. Эквипотенциальные поверхности.
50. Напряженность и потенциал поля заряженной сферы.
51. Потенциал капли после слияния заряженных капель.
52. Диэлектрики, их типы. Поляризация. Сегнетоэлектрики.
53. Проводники в электростатическом поле. Электростатическая индукция.
54. Электрическая емкость проводника и конденсатора. Емкость шара и плоского конденсатора.
55. Энергия заряженного проводника и энергия конденсатора. Энергия и плотность энергии электростатического поля.
56. Электрический ток. Сила и плотность тока.
57. Сторонние силы. Электродвижущая сила и напряжение.
58. Закон Ома в интегральной форме для однородного и неоднородного участков и для замкнутой цепи. Сопротивление проводника в зависимости от размеров и температуры.
59. Закон Ома в дифференциальной форме.
60. Работа и мощность тока. Закон Джоуля – Ленца. Единицы электроэнергии.
61. Правила Кирхгофа для разветвленных цепей.
62. Вывод закона Ома по классической теории электропроводности металлов.
63. Электронная эмиссия. Газовый разряд, плазма.
64. Магнитное поле. Магнитная индукция. Напряженность магнитного поля.
65. Закон Био–Савара– Лапласа. Магнитная индукция в центре витка с током.
66. Закон полного тока для магнитного поля в веществе (теорема о циркуляции вектора магнитной индукции).
67. Магнитное поле прямого провода с током.
68. Магнитное поле соленоида с током.
69. Закон Ампера. Сила Лоренца. Движение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях.
70. Эффект Холла. Холловская разность потенциалов.
71. Магнитный поток. Теорема Гаусса дл