Физика Кластер 1(1) (стр. 1 )

КАФЕДРА ОБЩЕЙ ФИЗИКИ ФТИ

ФИЗИКА

КЛАСТЕР 1(1)

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Национальный исследовательский Томский политехнический университет»

«УТВЕРЖДАЮ»

Директор института

___________(ФИО)

«___»_____________2011___ г.

УНИФИЦИРОВАННАЯ РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

ФИЗИКА

НАПРАВЛЕНИЕ (СПЕЦИАЛЬНОСТЬ) ООП

201000 – Биотехнические системы и технологии

200100 – Приборостроение

210100 – Электроника и наноэлектоника

221400 – Управление качеством

200500 – Метрология, стандартизация и сертификация

КВАЛИФИКАЦИЯ (СТЕПЕНЬ) бакалавр

БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ План ПРИЕМА 2011 г.

КУРС 1,2_____ СЕМЕСТР ___1,2,3____

КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ __18____

ПРЕРЕКВИЗИТЫ Б2. Б1 «Математика», Б2. Б1.1 «Линейная алгебра», Б2. Б1.2 «Дифференциальное исчисление», Б2. Б1.3 «Математика 3»

КОРЕКВИЗИТЫ Б3. Б2 «Теоретическая и прикладная механика», Б3. Б4 «Электротехника», Б3. В5 «Учебно-исследовательская работа студентов»

ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС:

Лекции	108	часов (ауд.)
Лабораторные занятия	90	часа (ауд.)
Практические занятия	54	часа (ауд.)
АУДИТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ	252	часов
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА	252	часов
ИТОГО	504	часов

ФОРМА ОБУЧЕНИЯ_____очная_____________

ВИД ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ: рубежный контроль (коллоквиумы, ИДЗ, контрольные работы, тестирование)

ИТОГОВАЯ АТТЕСТАЦИЯ : экзамен в каждом семестре

ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ кафедра общей физики ФТИ

ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ_ ОФ ____________()

РУКОВОДИТЕЛЬ ООП _______________ ( )

ПРЕПОДАВАТЕЛИ ______________ (, , И.)

2011г.

1. Цели и задачи учебной дисциплины

1.1. Цели преподавания дисциплины

В соответствии с целями ФГОС и ООП

201000 – Биотехнические системы и технологии

200100 – Приборостроение

210100 – Электроника и наноэлектоника

221400 – Управление качеством

200500 – Метрология, стандартизация и сертификация

целью изучения дисциплины является:

- фундаментальная подготовка выпускников по физике, как средство общего когнитивного развития человека, способного к производственно-технологической и проектной деятельности, обеспечивающей модернизацию, внедрение и эксплуатацию оборудования в области своей профессиональной деятельности.

- фундаментальная подготовка выпускников по физике, как база для изучения технических дисциплин, способствующая готовности выпускников к междисциплинарной экспериментально-исследовательской деятельности для решения задач, связанных с разработкой инновационных эффективных методов внедрения и эксплуатации оборудования в области своей профессиональной деятельности.

- формирование навыков использования основных законов дисциплины к решению задач, связанных с профессиональной деятельностью; формированию у студентов устойчивого физического мировоззрения, умению анализировать и находить методы решения физических проблем, возникающих в области своей профессиональной деятельности.

Из анализа требований ФГОС сформулированы унифицированные компетенции для направлений подготовки

201000 – Биотехнические системы и технологии

200100 – Приборостроение

210100 – Электроника и наноэлектоника

221400 – Управление качеством

200500 – Метрология, стандартизация и сертификация

Код компетенции	Содержание компетенции	Знания	Умения	Владения
ОК-10	Способность демонстрации общенаучных базовых знаний естественных наук и готовность использовать основные законы в профессиональной деятельности.	Основные законы естественных наук, методы теоретических и экспериментальных исследований.	Применять полученные знания к решению конкретных задач, проводить физический эксперимент с привлечением методов математической статистики и информационных технологи выявлять физическую сущность явлений и процессов в устройствах различной физической природы и выполнять применительно к ним простые технические расчеты, применять компьютерную технику и информационные технологии при решении задач	Владение основными методами теоретического и экспериментального исследования, методами поиска и обработки информации, методами решения задач с привлечением полученных знаний, владеть средствами компьютерной техники и информационных технологий при решении экспериментальных задач. Владение основными приемами обработки экспериментальных данных с использованием работы ПК с прикладными программными средствами компьютерной графики
ПК-4 ПК-26	Способность применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования.
ОК-1 ОК-14	Готовность выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникших в ходе профессиональной деятельности, и способность привлечь для их решения физико-математический аппарат.
ПК-4 ПК-18	Способность к проведению экспериментов по заданной методике и анализу результатов с привлечением соответствующего математического аппарата, владение основными приемами обработки и представления экспериментальных данных
ПК-18 ОК-15	Способность формировать суждения о значении и последствиях своей профессиональной деятельности с учетом социальных, профессиональных и этических позиций.
ПК-5 ОК-15	Способность решать задачи производственной и технологической деятельности на профессиональном уровне. Способность и готовность к контролю соблюдения экозащитных мероприятий и мероприятий по энерго и ресурсосбережению на производстве.
ОК-10 ПК-12	Способность использовать системы стандартизации и сертификации, осознает значения метрологии в развитии техники и технологии.
ПК-18	Способность приобретать новые научные и профессиональные знания, используя новые информационные и образовательные технологии.
ПК-18 ПК-4 ПК-27	Способность и готовность использовать информационные технологии, в том числе современные средства компьютерной графики в своей предметной области, способность применять современные программные средства для разработки и редакции проектно-конструкторской и технологической документации.
ОК-3 ОК-1 ОК-14	Способность осуществлять целенаправленный поиск информации о новейших научных и технологических достижениях в сети Интернет и из других источников.
ПК-2	Способен сочетать научный и экспериментальный подход для решения поставленных задач
ОК-10 ПК-27 ПК-5 ПК-26	Владеть навыками использования (под руководством) методами моделирования, оценки прогнозирования и оптимизации технологических процессов и свойств материалов

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП

Дисциплина Б2.Б.2 «Физика» (включает Б2.Б2.1 «Физика1», Б2.Б2.2 «Физика 2», Б2.Б2.3 «Физика 3») входит в перечень дисциплин математического и естественнонаучного цикла Б2 (базовая часть Б2.Б) подготовки бакалавра по направлению

201000 – Биотехнические системы и технологии

200100 – Приборостроение

210100 – Электроника и наноэлектоника

221400 – Управление качеством

200500 – Метрология, стандартизация и сертификация

В таблице приведен пример структуры ООП подготовки бакалавров в ТПУ

Структура основной образовательной программы

Код дисциплины программы	Наименование дисциплины	Кредиты ECTS	Пререквизиты	Форма контроля
Мод кредитов ECTS)
Базовая часть
Б1.Б1	Иностранный язык	12		Экзамен
Б1.Б2	История	3		Экзамен
Б1.Б3	Философия	3		Экзамен
Вариативная часть
Б1.В2	Правоведение	3	Б1.Б3	Зачет
Б1.В3.1	Профессиональный иностранный язык	8	Б1.Б1	Экзамен
Б1.В3.2	Дисциплины по выбору			Зачет
Мод кредитов ECTS)
Базовая часть
Б1.Б4	Экономика	3		Экзамен
Вариативная часть
Б1.В1	Экономика предприятия	4	Б1.Б4	Экзамен
Мод кредита ECTS)
Базовая часть
Б2.Б3	Математика	16
Б2.Б3.1	Линейная алгебра и аналитическая геометрия	4		Экзамен
Б2.Б3.2	Математический анализ 1	6		Экзамен
Б2.Б3.3	Математический анализ 2	6		Экзамен
Вариативная часть
Б2.В1	Спецглавы математики	16
Б2.В1.1	Дискретная математика	6	Б2.В2	Экзамен
Б2.В1.2	Вычислительная математика	6	Б2.В3	Зачет
Б2.В1.3	Теория вероятностей и математическая статистика	4	Б2.В3	Зачет
Мод кредитов ECTS)
Базовая часть
Б2.Б1	Информатика	4		Экзамен
Б2.Б2	Физика	18	Б2.Б3
Б2.Б2.1	Физика 1	6		Экзамен
Б2.Б2.2	Физика 2	6		Экзамен
Б2.Б2.3	Физика 3	6		Экзамен
Б2.Б3	Экология	2		Зачет
Вариативная часть
Б2.В2	Математическая логика и теория алгоритмов	6	Б2.Б1	Экзамен
Б2.В3.1	Теория информации	4	Б2.Б1	Зачет
Б2.В3.2	Информатика. Часть 2
Б2.В3.3	Алгоритмы и анализ сложности

Физика является главнейшим источником знаний об окружающем мире, основой научно-технического прогресса и важнейшим компонентом человеческой культуры. Ее значение в современном образовании исключительно высоко, так как изучение физики как науки, отражающей наиболее общие закономерности в природе, формирует у студентов основные представления о естественнонаучной картине мира. Совместно с математикой физика занимает в обучении студентов одно из важных мест: курс является базовым для изучения дальнейших технических дисциплин, определяет физико-математическую подготовку студентов и, естественно, служит основой, на которой строится дальнейшее обучение студентов.

Взаимосвязь дисциплины Б2.Б2. «Физика» (включает Б2.Б2.1 «Физика1», Б2.Б2.2 «Физика 2», Б2.Б2.3 «Физика 3») с другими составляющими ООП следующая:

ПРЕРЕКВИЗИТЫ Б2. Б1 «Математика», Б2. Б1.1 «Линейная алгебра», Б2. Б1.2 «Дифференциальное исчисление», Б2. Б1.3 «Математика 3»

КОРЕКВИЗИТЫ Б3. Б2 «Теоретическая и прикладная механика», Б3. Б4 «Электротехника», Б3. В5 «Учебно-исследовательская работа студентов»

Задачами изучения дисциплины являются:

·  приобретение студентами необходимых знаний фундаментальных законов физики и знаний в области перспективных направлений развития современной физики;

·  получение навыков решения теоретических задач по физике с их практическими приложениями; формирование навыков самостоятельно приобретать и применять полученные знания;

·  овладение навыками контроля основных параметров и режимов физических процессов и управление ими с целью получения требуемых результатов; овладение навыков работы с современной научной аппаратурой, формирование навыков проведения физического эксперимента;

·  применение полученных знаний, навыков и умений в последующей профессиональной деятельности;

·  овладение навыками обработки результатов измерений, в том числе и с применением ПК.

Изучение дисциплины Б2.Б2 «Физика» (включает Б2.Б2.1 «Физика1», Б2.Б2.2 «Физика 2», Б2.Б2.3 «Физика 3») позволяет существенно повысить качество подготовки бакалавров для последующей практической их работы в области своей профессиональной деятельности.

Формирование у студентов системы знаний и умений осуществляется как при изучении лекционного курса, так и при выполнении лабораторных работ и работ по компьютерному моделированию физических процессов, анализе теоретического материала и решении задач на практических занятиях и выполнении индивидуальных заданий. Преподавание курса сопровождается широким использованием лекционных демонстраций, учебных видео - и кинофильмов. Организация процесса обучения и системы контроля усвоения учебного материала, обеспечивающих систематическую работу студентов по изучению дисциплины на протяжении всего периода обучения, стимулирует заинтересованность студентов в приобретении знаний.

Студент обеспечивается:

·  учебными пособиями для изучения содержания теоретического раздела дисциплины «Физика».

·  методическими указаниями для самостоятельной работы по изучению теоретического раздела дисциплины «Физика» и выполнению индивидуальных заданий по практическому разделу дисциплины;

·  компьютеризированными заданиями для выполнения индивидуальных заданий по физическому практикуму;

·  методическими указаниями для выполнения лабораторных работ, в том числе и работ по изучению физических процессов при помощи ПК.

3. Результаты освоения дисциплины

В результате освоения дисциплины Б2.Б2 «Физика» (включает Б2.Б2.1 «Физика1», Б2.Б2.2 «Физика 2», Б2.Б2.3 «Физика 3») студент должен продемонстрировать результаты образования, в соответствии с данными ООП направления подготовки бакалавров: знания – З.1.7; умения – У.1.7; владение – В.1.7 (см. ООП).

Результат обучения	Код	Знания	Код	Умения	Код	Владения	Обеспечивающая дисциплина
Р.1	З.1.7	Фундаментальных законов природы и основных физических законов в области механики, термодинамики, электричества и магнетизм; атомной физики.	У.1.7	Применять физические законы для решения практических задач.	В.1.7	Методами физических измерений, корректной оценки погрешности при проведении физического эксперимента.	Физика

В соответствии с ООП направления подготовки бакалавров взаимное соответствие целей ООП и результатов обучения Б2.Б2 «Физика» (включает Б2.Б2.1 «Физика1», Б2.Б2.2 «Физика 2», Б2.Б2.3 «Физика 3»):

Соответствие модулей ООП результатам обучения приведено в таблице.

Соответствие модулей ООП результатам обучения

Модули ООП	Результаты обучения (компетенции)
Р1	Р2	Р3	Р4	Р5	Р6	Р7	Р8	Р9	Р10	Р11
Б.1.1 (гуманитарный)								+		+
Б.1.2 (экономический)						+	+
Б.2.1 (математический)	+
Б.2.2 (естественнонаучный)	+	+				+
Б.3.1 (инженерного проектирования)				+					+

Соотношение количества кредитов модулей ООП
и результатов обучения

Модули ООП	Кредиты ECTS	Р1	Р2	Р3	Р4	Р5	Р6	Р7	Р8	Р9	Р10	Р11
Б.1.1	29								20		9
Б.1.2	7						4	3
Б.2.1	32	32
Б.2.2	26	16	8				2

Распределение результатов обучения по циклам

Циклы		Составляющие результатов обучения
Б.1 Гуманитарный, социальный и экономический	Знания:	З.6.1; З.7.1; З.8.1; З.8.2; З.10.1; З.10.2; З.10.3; У.10.3;
	Умения:	У.6.1; У.7.1; У.8.1; У.8.2; У. 10.1; У.10.2;
	Владения:	В.6.1; В.7.1; В.8.1; В.8.2; В.10.1; В.10.2; В.10.3.
Б.2 Математический и естественнонаучный	Знания:	З.1.1; З.1.2; З.1.3; З.1.4; З.1.5; З.1.6; З.1.7; З.2.1; З.2.2; З.6.2;
	Умения:	У.1.1; У.1.2; У.1.3; У.1.4; У.1.5; У.1.6; У.1.7; У.2.1; У.2.2; У.6.2;
	Владения:	В.1.1; В.1.2; В.1.3; В.1.4; В.1.5; В.1.6; В.1.7; В.2.1; В.2.2; В.6.2.

Распределение результатов обучения по модулям ООП

Цикл	Модуль		Составляющие результатов обучения
Б.1	Б.1.1	Знания:	З.8.1; З.8.2; З.10.1; З.10.2; З.10.3
(гуманитарный)	Умения:	У.8.1; У.8.2; У.10.1; У.10.2; У.10.3
	Владения:	В.8.1; В.8.2; В.10.1; В.10.2; В.10.3
Б.1.2	Знания:	З.6.1; З.7.1
	(экономический)	Умения:	У.6.1; У.7.1
		Владения:	В.6.1; В.7.1
Б.2	Б.2.1	Знания:	З.1.1; З.1.2; З.1.3; З.1.4; З.1.5; З.1.6
(математический)	Умения:	У.1.1; У.1.2; У.1.3; У.1.4; У.1.5; У.1.6
	Владения:	В.1.1; В.1.2; В.1.3; В.1.4; В.1.5; В.1.6
Б.2.2	Знания:	З.1.7; З.2.1; З.2.2; З.6.2;
	(естественнонаучный)	Умения:	У.1.7; У.2.1; У.2.2; У.6.2;
		Владения:	В.1.7; В.2.1; В.2.2; В.6.2.

В процессе освоения данной дисциплины Б2.Б.2 «Физика» (включает Б2.Б2.1 «Физика1», Б2.Б2.2 «Физика 2», Б2.Б2.3 «Физика 3»)студент приобретает и демонстрирует следующие общекультурные и профессиональные компетенции, сформированные в соответствии с ФГО СВПО по направлению подготовки

131000 - – Нефтегазовое дело

130101– Прикладная геология

130102– Тех. гео разведки (130100)

120700 – землеустройство и кадастры

022000 – Экология и природопользование

280100- Природообустройство и водопользование

150700 – Машиностроение

130602 – Машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов

(квалификация «бакалавр»)

Унифицированные компетенции	Код компетенции
Общекультурные компетенции (ОК)
способность: обобщать, анализировать, воспринимать информацию, ставить цели и выбирать пути ее достижения	ОК-1
умение логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь;	ОК-2
готовность к кооперации с коллегами, работе в коллективе	ОК-3
готовность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования;	ОК-10
имеет навыки работы с компьютером как средством управления информацией;	ОК-12
способность: анализировать мировоззренческие, социально и личностно значимые проблемы, самостоятельно формировать и отстаивать собственные мировоззренческие позиции	ОК-14
владеет основными методами защиты производственного персонала и населения от возможных последствий аварий, катастроф, стихийных бедствий.	ОК-15
Профессиональные компетенции (ПК)
общепрофессиональные способности:
использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования	ПК-2
владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения и переработки информации, работать с компьютером, как средством управления информацией	ПК-4
экспериментально-исследовательская деятельность способность:
планировать и проводить необходимые эксперименты, обрабатывать их результаты, в т. ч. с использованием прикладных программных продуктов, интерпретировать результаты и делать выводы	ПК-18
осваивать методики использования программных средств для решения практических задач	ПК-12
использовать современные инструментальные средства и технологии программирования при решении практических задач	ПК-5
готовность использовать математические методы обработки, анализа и синтеза результатов профессиональных исследований	ПК-26
способность оформлять полученные результаты в виде таблиц, графиков, презентаций, отчетов	ПК-27

После изучения данной дисциплины студенты приобретают знания, умения и навыки, соответствующие результатам основной образовательной программы. Соответствие результатов освоения дисциплины «Физика» формируемым компетенциям ООП представлено в таблице.

Формируемые компетенции в соответствии с ФГОС	Результаты освоения дисциплины
Р1 ОК-1, ОК-2, ОК-3, З.1.7.1, З.1.7.2, З.1.7.3, З.1.7.4,	В результате освоения дисциплины студент должен знать: -  основные положения физических теорий классической и современной физики и экспериментальные факты, на которых они базируются; -  фундаментальные понятия, законы и модели классической и современной физики, региональные и университетские требования; -  иерархическую структуру материи и основных устойчивых объектов природы от простейших частиц до Вселенной, универсальные механизмы взаимодействия материальных тел путем обмена энергией, импульсом; -  понятия симметрии и ее связь с законами сохранения физических величин; понятие движения как изменения состояний во времени путем последовательности квантовых скачков, фазовых переходов в физических системах, окружающей природе и обществе; -  методы исследования и расчета механических и термодинамических систем; электрических систем; и т. д.
Р1 ОК-10, ОК-12, ОК-15. У.1.7.1, У.1.7.2, У.1.7.3, У.1.7.4, У.1.7.5	В результате освоения дисциплины студент должен уметь: -  применять законы физики для объяснения физических явлений в природе и технике, решать качественные и количественные физические задачи; -  решать типовые задачи по основным разделам курса, используя методы математического анализа; -  проводить измерения физических величин, объяснение и обработку результатов эксперимента; -  самостоятельно работать с учебной и справочной литературой; -  использовать физические законы при анализе и решении проблем профессиональной деятельности.
Р1 ПК-2, ПК-5, ПК-26, ПК-27 В.1.7.1, В.1.7.2, В.1.7.3, В.1.7.4	В результате освоения дисциплины студент должен владеть: -  методами поиска и обмена информацией по вопросам курса; -  методами решения типовых физических задач; -  методами проведения физических измерений; -  методами корректной оценки погрешности при проведении физического эксперимента

*Расшифровка кодов результатов обучения и формируемых компетенций представлена в Федеральном образовательном стандарте подготовки бакалавров по данному направлению.

В развернутом виде результаты образования применительно к дисциплине Б2.Б.2 «Физика» (включает Б2.Б2.1 «Физика1», Б2.Б2.2 «Физика 2», Б2.Б2.3 «Физика 3»)

	Студент знает:
–	основные физические явления и основные законы физики; границы их применимости, применение законов в важнейших практических приложениях (законы классической и релятивистской механики, основы термодинамики и статистической физики, уравнения Максвелла и свойства электрического и магнитного полей в вакууме и в веществе, теорию колебаний и волн, основы волновой и квантовой оптики, соотношение неопределённостей, уравнения Шрёдингера, строение многоэлектронных атомов, зонную теорию металлов и полупроводников, свойства атомного ядра и элементарных частиц);	ОК-10 ОК-14 ОК-12 ПК-1
–	основные физические величины и физические константы, их определение, смысл, способы и единицы их измерения;	ОК-10 ПК-2 ПК-4
–	фундаментальные физические опыты и их роль в развитии науки и техники;	ПК-18 ПК-4
	назначение и принципы действия важнейших физических приборов	ОК-10 ОК-15 ПК-12 ПК-18 ПК-4
	Студент умеет:
–	использовать физические законы при анализе и решении проблем профессиональной деятельности	ОК-2 ОК-12 ОК-15 ПК-18 ПК-12
	Студент владеет:
–	методами проведения физических измерений,	ОК-3 ОК-15 ПК-2 ПК-18 ПК-12
–	методами корректной оценки погрешностей при проведении физического эксперимента	ПК-2 ПК-18 ПК-12 ПК-26 ПК-27

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Рабочий план изучения дисциплины Б2.Б2 «Физика» по семестрам

Семестр	Число часов в семестре	Вид занятий	Число часов по видам занятий	Форма отчетности
Первый семестр Б2.Б2.1 «Физика 1»	90	Лекции Практические Лабораторные	36 18 18	Экзамен
Второй семестр Б2.Б2.2 «Физика 2»	90	Лекции Практические Лабораторные	36 18 36	Экзамен
Третий семестр Б2.Б2.3 «Физика 3»	90	Лекции Практические Лабораторные	36 18 36	Экзамен
Всего: 252 часа аудиторных занятий

4.1. Содержание теоретического раздела дисциплины

Содержание теоретического раздела дисциплины Б2.Б2 «Физика» (включает Б2.Б2.1 «Физика1», Б2Б2.2 «Физика 2», Б2.Б2.3 «Физика 3») представлено темами лекционных занятий ( 33 темы, распределённых по семестрам), объединенных в модули (полное количество модулей - 8), общей трудоемкостью 108 часов (табл.1).

В результате освоения теоретического раздела студент овладевает следующими компетенциями: ОК-1, ОК-2,ОК-3, ОК-10,ОК-12,ОК-14,ОК-15, ПК-2, ПК-4, ПК-15, ПК-18, ПК-26, ПК-27.

Таблица 1

Темы лекционных занятий

Темы лекций № п/п	Название лекционного модуля дисциплины	Объем, ч.
Б2.Б2 «Физика»
Б2.Б2.1 «Физика 1»
1	Введение в курс физики	1
Модуль 1. Физические основы механики
2	Кинематика	3
3	Динамика материальной точки	2
4	Динамика системы материальных точек и твердого тела	2
5	Работа и энергия. Законы сохранения в механике	4
6	Поле тяготения	2
7	Основы механики специальной теории относительности	4
8	Неинерциальные системы отсчета	2
Модуль 2. Молекулярная физика. Основы термодинамики и статистической физики
9	Физические основы молекулярно-кинетической теории	2
10	Физические основы термодинамики	4
11	Статистические распределения	4
12	Элементы физической кинетики	2
13	Фазовые равновесия и превращения	2
14	Элементы неравновесной термодинамики	2
Итого в семестре	36
Б2.Б2.2 «Физика 2»
Модуль 3. Электростатика
15	Поле в вакууме	6
16	Поле в веществе	6
17	Постоянный электрический ток	6
Модуль 4. Электромагнетизм
18	Магнитное поле в вакууме	8
19	Магнитное поле в веществе	4
20	Уравнения Максвелла	2
21	Кинематика и динамика гармонических колебаний	2
22	Волновые процессы	2
Итого в семестре	36
Б2.Б2.3 «Физика 3»
Модуль 5. Электромагнитные колебания и волны
23	Электромагнитные колебания и волны	4
Модуль 6. Волновая оптика
24	Интерференция	4
25	Дифракция	4
26	Взаимодействие электромагнитных волн с веществом	2
27	Поляризация света	2
Модуль 7. Элементы квантовой механики и физики твердого тела
28	Тепловое излучение	2
29	Фотоны	2
30	Элементы квантовой механики	6
31	Элементы физики твердого тела	4
Модуль 8. Физика атомов, молекул, атомного ядра и элементарных частиц
32	Физика атомов и молекул	4
33	Физика атомного ядра и элементарных частиц	2
Итого в семестре	36
Всего	108

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ СОДЕРЖАНИЕ МОДУЛЕЙ ДИСЦИПЛИНЫ (117 часов)

Б2.Б2 «Физика»

Б2.Б2.1 «Физика 1» (36 часов)

Тема 1. Предмет физики. Методы физического исследования (опыт, гипотеза, эксперимент, теория). Важнейшие этапы истории физики. Роль физики в изучении законов природы. Взаимосвязь физики с другими науками и техникой, как взаимосвязь теории и практики. Роль измерения в физике. Международная система единиц (СИ). Общая структура, цели и задачи курса физики.

Модуль 1. Физические основы механики

Тема 2. Механика, ее разделы. Механическое движение, системы отсчета. Физические модели в механике (материальная точка, система частиц, абсолютно твердое тело, сплошная среда). Кинематическое описание движения. Перемещение, скорость, ускорение при поступательном и вращательном движениях; связь между линейными и угловыми кинематическими характеристиками. Основная задача кинематики.

Тема 3. Динамика как раздел механики. Масса, импульс (количество движения), сила. Понятие состояния в классической (нерелятивистской) механике. Законы Ньютона, их физическое содержание и взаимная связь. Инерциальные системы отсчета, преобразования Галилея, закон сложения скоростей в классической механике; механический принцип относительности. Основная задача динамики. Границы применимости классической механики.

Тема 4. Система материальных точек (частиц). Внутренние и внешние силы. Замкнутая система материальных точек. Второй закон динамики для системы материальных точек. Центр масс. Закон движения центра масс. Твердое тело как система материальных точек. Момент силы, момент импульса. Вращение абсолютно твердого тела вокруг неподвижной оси. Момент инерции. Теорема Штейнера. Основное уравнение движения абсолютно твердого тела. Упругое тело. Напряжение и деформации (упругие и пластические)*. Закон Гука*.

Тема 5. Работа постоянной и переменной силы. Мощность. Энергия как мера различных форм движения и взаимодействия. Кинетическая, потенциальная и полная механическая энергии. Закон сохранения импульса и его связь с однородностью пространства; закон сохранения момента импульса и его связь с изотропностью пространства; закон сохранения механической энергии и его связь с однородностью времени. Практическое применение законов сохранения к анализу движения упругих и неупругих тел (на примере ударов шаров)*. Реактивное движение*. Гироскопы.

Тема 6. Законы Кеплера и закон всемирного тяготения. Гравитационное поле. Напряженность гравитационного поля. Работа сил гравитационного поля. Потенциальная энергия тела в поле тяготения. Потенциал поля тяготения. Связь напряженности гравитационного поля с потенциалом. Принцип эквивалентности. Движение в гравитационном поле. Космические скорости*.

Тема 7. Постулаты Эйнштейна. Скорость света – предельная скорость передачи сигнала. Преобразования Лоренца для координат и времени. Относительность одновременности. Длина отрезка и интервал времени в разных системах отсчета. Релятивистский закон сложения скоростей. Законы Ньютона в релятивистской динамике. Инвариантность уравнений движения относительно преобразований Лоренца. Полная энергия частицы и системы частиц. Взаимосвязь массы и энергии. Взаимосвязь энергии и импульса. Частицы с нулевой массой покоя.

Тема 8. Силы инерции в поступательно движущихся неинерциальных системах отсчета. Принцип Даламбера. Эквивалентность сил инерции и сил тяготения. Центробежная сила инерции. Сила Кориолиса. Закон Бэра. Понятие об общей теории относительности.

Модуль 2. Молекулярная физика. Основы термодинамики и статистической физики

Тема 9. Статистический и термодинамический методы исследования. Основные положения молекулярно-кинетической теории строения вещества. Тепловое движение. Модель идеального газа. Понятия давления и температуры с точки зрения молекулярно-кинетической теории. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории. Уравнение состояния идеального газа. Газовые законы. Степени свободы. Классический закон распределения энергии по степеням свободы. Внутренняя энергия. Понятие о квантовании энергии вращения и колебания молекул.

Тема 10. Первое начало термодинамики. Внутренняя энергия. Количество теплоты. Работа идеального газа при изменении его объема. Применение первого начала термодинамики к изопроцессам. Классическая формула теплоемкости идеального газа. Формула Майера. Обратимые и необратимые процессы. Круговые процессы (циклы). КПД кругового процесса. Цикл Карно. КПД цикла Карно. Две теоремы Карно. Понятия микро - и макросостояния термодинамической системы. Термодинамическая вероятность макроскопического состояния. Понятие энтропии. Формула Больцмана. Энтропия – функция состояния системы. Изменение энтропии

при обратимых и необратимых процессах. Второе начало термодинамики и его статистический смысл. Третье начало термодинамики. Тепловые двигатели.

Тема 11. Микроскопические параметры. Вероятность и флуктуации. Распределение Максвелла молекул по величине скорости. Скорости теплового движения молекул. Опыт Штерна. Распределение Больцмана частиц в потенциальном поле. Барометрическая формула. Опыт Перрена*. Понятие о распределениях квантовых частиц (функции распределения Бозе-Эйнштейна и Ферми-Дирака). Понятие о каноническом распределении Гиббса.

Тема 12. Понятие о физической кинетике. Время релаксации. Эффективное сечение рассеяния. Среднее число столкновений и средняя длина свободного пробега молекул. Явления переноса: диффузия, теплопроводность, внутреннее трение. Уравнения и коэффициенты переноса. Понятие о вакууме. Свойства газов при низких давлениях.

Тема 13. Реальные газы. Силы и потенциальная энергия межмолекулярного взаимодействия. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Критическое состояние. Внутренняя энергия реального газа. Эффект Джоуля-Томсона. Сжижение реальных газов.

Фазы и условия равновесия фаз. Фазовые превращения. Фазовые диаграммы. Тройная точка. Метастабильные состояния. Особенности жидкого и твердого состояний вещества.

Тема 14. Энтропия как количественная мера хаотичности. Переход от порядка к беспорядку в состоянии теплового равновесия. Ближний и дальний порядок.

Жидкие кристаллы. Макросистемы вдали от равновесия. Открытые диссипативные системы. Проявление самоорганизации в открытых системах. Идеи синергетики. Биоритмы*. Динамический хаос. Самоорганизация в живой и неживой природе*. Периодические химические реакции*.

Б2.Б2.2 «Физика 2» (36 часов)

Модуль 3. Электростатика

Тема 15. Предмет электростатики. Электрический заряд. Закон сохранения заряда. Дискретность заряда. Точечный заряд. Закон Кулона – основной закон электростатики. Электрическое поле. Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции для напряженности. Линейная, поверхностная и объемная плотности заряда. Электрический диполь. Поле диполя. Силовые линии электрического поля. Поток вектора напряженности электрического поля. Закон Гаусса в интегральной форме. Примеры применения закона Гаусса для вычисления электрических полей: поле равномерно заряженной сферы, поле равномерно заряженной бесконечной плоскости, поле двух равномерно заряженных бесконечных плоскостей, поле бесконечной равномерно заряженной нити, поле равномерно заряженного шара. Понятие о дивергенции векторной функции. Закон Гаусса в дифференциальной форме.

Работа сил электростатического поля. Консервативность электростатических сил. Циркуляция вектора напряженности электрического поля. Потенциальная энергия заряда в поле другого заряда. Потенциал. Потенциал поля точечного заряда. Потенциальная энергия заряда в поле системы зарядов. Принцип суперпозиции для потенциалов. Разность потенциалов. Эквипотенциальные поверхности. Связь между вектором напряженности и потенциалом.

Тема 16. Проводники и диэлектрики. Полярные и неполярные молекулы. Полярные и неполярные молекулы в электрическом поле. Поляризация диэлектриков. Вектор поляризации. Вектор электростатической индукции. Закон Гаусса для вектора электростатической индукции. Диэлектрическая проницаемость. Вектор электростатической индукции на границе раздела диэлектриков. Поляризация (ориентационная и деформационная). Пьезоэлектрический эффект. Сегнетоэлектрики и их свойства. Электрострикция*.

Проводники в электрическом поле. Равновесие зарядов на проводниках. Поле вблизи поверхности заряженного проводника. Электростатическая индукция. Электроемкость проводников. Взаимная электроемкость. Конденсаторы. Плоский, цилиндрический и сферический конденсаторы. Соединения конденсаторов. Энергия электрического поля. Объемная плотность энергии электрического поля.

Тема 17. Электрический ток. Условие существования тока. Сила тока. Вектор плотности тока. Уравнение непрерывности. Закон Ома для участка цепи. Закон Ома в дифференциальной форме. Сопротивление проводников. Сторонние силы. Закон Ома для неоднородного участка цепи. Закон Ома для полной цепи. Закон Джоуля-Ленца в интегральной и дифференциальной формах. Работа и мощность электрического тока. Классическая теория электропроводности металлов и ее затруднения. Электропроводность газов. Несамостоятельный газовый разряд. Теория несамостоятельного газового разряда. Самостоятельный газовый разряд. Процессы, способствующие возникновению самостоятельного газового разряда. Типы самостоятельных разрядов: тлеющий, коронный, искровой, дуговой. Понятие о плазме. Электропроводность плазмы. Ток в вакууме. Закон Богуславского-Лэнгмюра. Контактные явления.

Модуль 4. Электромагнетизм

Тема 18. Магнитное поле. Вектор магнитной индукции. Силовые линии магнитного поля. Поток вектора магнитной индукции. Закон Гаусса для магнитного потока в интегральной и дифференциальной формах. Закон Био-Савара-Лапласа. Применение закона Био-Савара-Лапласа для вычисления магнитных полей: поле прямого тока, поле в центре кругового тока, поле движущегося заряда.

Закон полного тока в интегральной форме. Применение закона полного тока для вычисления простейших магнитных полей: поле бесконечного прямого тока, поле соленоида, поле тороида. Ротор векторной функции. Закон полного тока в дифференциальной форме. Действие магнитного поля на проводники с током. Закон Ампера. Взаимодействие параллельных токов. Единица силы тока – ампер. Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле. Контур с током в магнитном поле. Магнитный момент контура с током.

Движение заряженных частиц в однородном магнитном поле. Сила Лоренца. Циклотрон. Эффект Холла. Удельный заряд частиц. Масс–спектрометрия*.

Явление электромагнитной индукции. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца. Закон электромагнитной индукции как следствие закона сохранения энергии.

Явление самоиндукции. Индуктивность. Токи при замыкании и размыкании цепи. Энергия магнитного поля. Объемная плотность энергии магнитного поля.

Тема 19. Магнитные моменты атомов. Типы магнетиков. Молекулярные токи. Намагниченность. Напряженность магнитного поля. Магнитная восприимчивость и магнитная проницаемость. Элементарная теория диа - и парамагнетизма. Ферромагнетики. Опыты Столетова. Кривая намагничения. Магнитный гистерезис. Точка Кюри. Домены. Спиновая природа ферромагнетизма. Магнитострикция*.