Пререквизиты и постреквизиты курса

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Некоммерческое АО «Алматинский университет энергетики и связи»

Теплоэнергетический факультет

Кафедра физики

Программа курса (Syllabus)

Физика 1

Специальность 5В071800 – Электроэнергетика

Курс – 1

Семестр – 2

Всего – 4 кредита

Общее количество часов – 180

Лекции – 2 кредита

Практические занятия – 1,5 кредита

Лабораторные занятия – 0,5 кредита

СРО – 112 часов

в т.ч. СРОП – 30 часов

4 РГР – 2 семестр

Экзамен – 2 семестр

Алматы 2011

Программа курса составлена: Тонконогой Л.А.,кандидатом физико-математических наук, доцентом, Завадской Л.В.кандидатом педагогических наук, доцентом кафедры физики, на основании рабочих учебных планов специальности 5В071800 – Электроэнергетика.

Рассмотрена на заседании кафедры физики

«18» июня 2011 г. Протокол № 9

Заведующий кафедрой ______________ проф. Карсыбаев М.Ш.

Дисциплина: ФИЗИКА 1

Описание курса

Дисциплина «Физика 1» является базовым курсом при подготовке бакалавров по специальности 5В071800 – Электроэнергетика, создавая основу профессиональной деятельности бакалавров в области электроэнергетики, формируя их научное мировоззрение и компетенцию. В курсе «Физика 1» изучаются основные разделы классической физики: механика, статистическая физика и термодинамика, электромагнетизм.

Целью курсаявляется формирование у студентов умений и навыков использования фундаментальных законов, теорий классической и современной физики, а также методов физического исследования для решения теоретических и экспериментально-практических учебных задач из различных областей физики; формирование у студентов навыков самостоятельной познавательной деятельности; выработка приемов и навыков проведения экспериментальных научных исследований физических явлений, помогающих в дальнейшем решать конкретные задачи в профессиональной деятельности.

Пререквизиты и постреквизиты курса

Пререквизиты дисциплины – изучению дисциплины предшествует освоение высшей математики, информатики.

Постреквизиты дисциплины – знания по дисциплине «Физика 1» необходимы для изучения следующих дисциплин: теоретические основы электротехники, механика, электроэнергетика, электротехническое материаловедение, информационно-измерительная техника, физика 2.

Сведения о преподавателях:

Тонконогая Людмила Айзиковна, доцент, кандидат физико-математических наук, стаж научно-педагогической работы - 45 лет.

Завадская Лариса Васильевна, доцент, кандидат педагогических наук, стаж научно-педагогической работы – 42 года.

Ахметкалиев Рыскали Бахтыгереевич, доцент, кандидат химических наук, стаж научно-педагогической работы – 35 лет.

График занятий:

Для ЭЭФ схема занятий в течение первой половины семестра следующая: еженедельно 1 лекция – 2 контактных часа (по 100 минут каждая), еженедельно 1 практическое занятие – по 2 часа (100 минут), через неделю 1 лабораторное занятие (по 100 минут каждое занятие), еженедельно самостоятельная работа под руководством преподавателя (СРОП) – 2 часа (консультации и сдача РГР), еженедельно самостоятельная работа – 4 часа, включающая подготовку к лекциям, практическим и лабораторным занятиям, выполнение заданий РГР и СРО. Схема занятий во вторую половину семестра (после пересмены) следующая: еженедельно 1 лекция – 2 контактных часа (по 100 минут каждая), через неделю 1 практическое занятие – 2 часа (по 100 минут), через неделю 1 лабораторное занятие - 2 часа (100 минут каждое занятие), еженедельно самостоятельная работа под руководством преподавателя (СРОП) – 2 часа (консультации и сдача РГР), еженедельно самостоятельная работа – 5 часов, включающая подготовку к лекциям, практическим и лабораторным занятиям, выполнение заданий РГР и СРО.

Лекции:

Лек/ нед.	Тема	Источники
1/ 1	I Физические основы механики (10 часов, 4 часа*) 1 Кинематика и динамика материальной точки и твердого тела Введение. Механическое движение как простейшая форма движения материи. Пространство и время. Система отсчета. Физические модели: материальная точка, абсолютно твердое тело, сплошная среда. Кинематика материальной точки (линейные и угловые характеристики движения).	Л. 1, 2, 3, 4, 7, 14
2/2	2 Динамика твердого тела. Энергия и работа Момент импульса. Момент силы. Момент инерции твердого тела. Теорема Штейнера. Уравнение динамики вращательного движения твердого тела относительно неподвижной оси. Аналогия между описанием вращательного и поступательного движений. Энергия как универсальная мера различных форм движения и взаимодействия. Работа силы и ее выражение через криволинейный интеграл. Мощность. Кинетическая энергия механической системы и ее связь с работой внешних и внутренних сил, приложенных к системе.	Л. 1, 2, 3, 4, 7, 14
3/3	3 Потенциальная энергия. Законы сохранения Потенциальная энергия материальной точки во внешнем силовом поле и ее связь с силой, действующей на материальную точку. Консервативные и неконсервативные силы. Движение в центральном поле сил.Законы сохранения как следствие симметрии пространства и времени. Закон сохранения импульса. Закон сохранения момента импульса. Закон сохранения энергии в механике.	Л. 1, 2, 3, 4, 7, 14
4/4	4 Принцип относительности в механике Механический принцип относительности. Преобразования Галилея. Постулаты Эйнштейна. Преобразования Лоренца. Инварианты преобразований.	Л. 1, 2, 3, 4, 7, 14
5/5	5 Элементы релятивистской динамики Релятивистское преобразование импульса и энергии. Описание движения в неинерциальных системах отсчета.	Л. 1, 2, 3, 4, 7, 14
6/6	II Статистическая физика и термодинамика (8 часов, 4 часа*) 6 Статистические распределения. Реальные газы. Статистический и термодинамический методы исследования. Вероятность и флуктуации. Распределение Максвелла. Скорости теплового движения частиц. Распределение Больцмана для частиц во внешнем потенциальном поле. Число степеней свободы. Распределение энергии по степеням свободы. Внутренняя энергия идеального газа. Реальные газы: уравнение Ван-дер – Ваальса, внутренняя энергия.	Л. 1, 2, 3, 4, 7, 14
7/7 8/8	7, 8 Основы термодинамики Теплота и работа как изменение энергии.Первый закон термодинамики.Обратимые и необратимые тепловые процессы. Цикл Карно и его КПД. Теорема Карно. Приведенная теплота. Энтропия. Второе начало термодинамики и его физический смысл. Статистическое толкование второго начала термодинамики. Связь энтропии с вероятностью состояния. Энтропия открытой нелинейной системы. Самоорганизующиеся системы.	Л. 1, 2, 3, 4, 7, 14
9/9	9 Явления переноса в неравновесных термодинамических системах Общая характеристика явлений переноса. Среднее число столкновений и средняя длина свободного пробега. Время релаксации. Явления переноса в неравновесных термодинамических системах. Молекулярно-кинетическая теория явлений переноса: теплопроводности, вязкого трения, диффузии. Коэффициенты переноса.	Л. 1, 2, 3, 4, 7, 14
10, 10/ 11,	III Электростатика. Постоянный ток (8 часов, 2 часа*) 10,11 Электростатическое поле в вакууме Электрический заряд. Электрическое поле, его характеристики. Принцип суперпозиции. Связь напряженности с потенциалом поля. Работа по перемещению заряда в электрическом поле. Циркуляция электростатического поля. Основная задача электростатики. Поток вектора. Теорема Гаусса. Применение теоремы Гаусса к расчету напряженностей электрических полей.	Л. 1, 2, 3, 4, 5, 8, 14
12/	12 Электростатическое поле в веществе Диэлектрики в электростатическом поле. Поляризационные заряды. Поляризованность. Типы диэлектриков. Диэлектрическая восприимчивость вещества и ее зависимость от температуры. Электрическое смещение. Основные теоремы электростатики как отражение свойств электростатического поля. Условие на границе раздела двух диэлектриков.	Л. 1, 2, 3, 4, 5, 8, 14
13/	13 Энергия электрического поля. Постоянный электрический ток Энергия взаимодействия электрических зарядов. Энергия заряженного конденсатора и системы проводников. Энергия электростатического поля. Объемная плотность энергии электростатического поля. Общие характеристики и условия существования электрического тока. Стационарное электрическое поле. Уравнение непрерывности, стационарности электрического поля. Классическая электронная теория электропроводности металлов. Законы Ома и Джоуля - Ленца в дифференциальной форме.
14/	IV Магнетизм (4 часа, 2 часа*) 14 Магнитное поле в вакууме Магнитное поле. Вектор магнитной индукции. Принцип суперпозиции. Закон Био-Савара-Лапласа. Расчеты магнитных полей простейших систем. Эффект Холла. Магнитный поток. Теорема Гаусса для магнитного поля. Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле.	Л. 1, 2, 3, 4, 5, 8, 14
15/	15 Магнитное поле в веществе Магнетики. Виды магнетиков. Диамагнетики. Парамагнетики. Ферромагнетики. Магнитный гистерезис. Закон полного тока для магнитного поля в веществе. Основные теоремы магнитостатики как отражение свойств магнитного поля.	Л. 1, 2, 3, 4, 5, 8, 14

Примечание: * – для заочного обучения
Практические занятия (22 часа, 10 часов*):