Рабочая программа дисциплины Б2.Б02 «физика» (стр. 3 )

Модуль 1. Физические основы механики (18 часов).

Лекция 1. Механическое движение в рамках современной физики. Кинематика поступательного движения материальной точки (2 часа).

Лекция 2. Кинематика вращательного движения материальной точки. Криволинейное движение материальной точки. (2 часа).

Лекция 3. Динамические параметры поступательного движения. Законы Ньютона. Импульс системы материальных точек. Изменение импульса системы материальных точек. Импульс силы. Инвариантность. Силы инерции (2 часа).

Лекция 4. Механическая работа и мощность, графическое определение работы. Кинетическая энергия поступательного и вращательного движения. Теорема о кинетической энергии (2 часа).

Лекция 5. Потенциальная энергия в поле центральных сил. Градиент потенциальной энергии. Консервативные силы. Законы сохранения в механике. (2 часа).

Лекция 6. Кинематика и динамика вращательного движения абсолютно твёрдого тела. Основной закон вращательного движения (2 часа).

Лекция 7. Законы сохранения в механике (импульса, момента импульса, энергии). (2 часа).

Лекция 8. Гармонические колебания и их характеристики. Механические гармонические колебания. Гармонический осциллятор, математический и физический маятники. (2 часа).

Лекция 9. Механика жидкостей и газов. Уравнение неразрывности. Уравнение Бернулли, формула Торричелли. (2 часа).

Модуль 2. Основы молекулярной физики и термодинамики (18 часов).

Лекция 10. Молекулярно-кинетическая теория. (2 часа).

Термодинамические и статистические методы исследования. Основные параметры состояния.

Лекция 11. Уравнение состояния идеального газа. Изопроцессы. Закон Авогадро, Дальтона. (2часа)

Лекция 12. Распределение Максвелла по скоростям. Физический смысл функции распределения. Скорости (арифметическая, среднеквадратичная, наивероятнейшая). Число столкновений, средняя длина свободного пробега молекул. Функция Максвелла в относительных скоростях. (2 часа).

Лекция 13. Адиабатический процесс. Уравнение Пуассона. Теплоёмкость. Уравнение Майера. Уравнение политропы (2 часа).

Лекция 14. Число степеней свободы. Теплота, работа, внутренняя энергия. Первое начало термодинамики применительно к разным процессам (2 часа).

Лекция 15. Процессы в газах: обратимые и необратимые, равновесные и неравновесные, круговые циклы. Идеальная тепловая машина и цикл Карно. К. П.Д. идеальной тепловой машины (2 часа)

Лекция 16. Понятие об энтропии. Свойства энтропии. Теорема Клаузиса. Второй закон термодинамики. К. П.Д. реальной тепловой машины. Третье начало термодинамики. Статистический характер второго закона термодинамики. Тепловая смерть вселенной. (2 часа)

Лекция 17. Реальные газы. Фазовые переходы. Уравнение Ван-Дер-Ваальса. Расчёт поправки на объём, наличие межмолекулярных сил (2 часа).

Лекция 18. Определение критических параметров. График уравнения Ван-Дер-Ваальса. Испарение, кипение. Плавление, кристаллизация (2 часа).

Модуль 3. Основы электричества и магнетизма (28 часов)

Лекция 1. Электростатика. Закон Кулона, системы единиц. Электрическое поле. Напряженность электрического поля. Поток напряжённости. Теорема Гаусса в интегральной форме. Применение теоремы Гаусса для расчета симметричных полей. Понятие дивергенции вектора.

Лекция 2. Потенциальность электрического поля. Работа в электрическом поле. Понятие о потенциале, разность потенциалов. Вычисление напряженности поля по его потенциалу. Эквипотенциальные поверхности.

Лекция 3. Проводники в электростатическом поле. Заряды и поле в проводниках, электростатическая индукция.

Лекция 4. Электроемкость, диэлектрическая проницаемость. Конденсаторы. Энергия электрического поля.

Лекция 5. Диэлектрики в электростатическом поле. Поляризация диэлектриков. Электрический диполь. Электрический диполь во внешнем электрическом поле. Поляризованность.

Лекция 6. Уравнения электростатики для диэлектриков. Вектор электрической индукции.

Лекция 7. Постоянный электрический ток. Сила тока, плотность тока. Сторонние силы. Э. Д.С. Напряжение. Уравнение непрерывности.

Лекция 8. Закон Ома. Сопротивление. Закон Ома в дифференциальной форме. Удельная электропроводность. Сверхпроводимость.

Лекция 9. Мощность тока. Закон Джоуля – Ленца. Удельная тепловая мощность тока. Закон Ома для замкнутой электрической цепи.

Лекция 10. Разветвленная электрическая цепь. Правила Кирхгофа.

Лекция 11. Магнитное поле и его характеристики. Графическое изображение напряженности магнитного поля. Поток магнитной напряженности. Закон Био – Савара - Лапласа. Магнитное поле длинного прямого провода, кругового тока и соленоида.

Лекция 12. Силы, действующие на ток в магнитном поле. Циркуляция вектора магнитной напряженности. Отклонение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях.

Сила, действующая на заряд, движущийся в магнитном поле. Магнитное поле движущегося заряда.

Лекция 13. Магнитное поле в веществе. Магнитные моменты молекул атомов и электронов. Вектор намагничения. Магнитная восприимчивость, магнитная проницаемость. Линии вектора магнитной индукции. Циркуляция вектора магнитной индуции.

Ферромагнетизм. Магнитное насыщение. Явление гистерезиса. Природа ферромагнетизма. Антиферромагнетики.

Лекция 14. Переменное электромагнитное поле. Закон Фарадея. Правило Ленца.

Максвелловская трактовка явления электромагнитной индукции. Явление взаимо - и самоиндукции. Уравнения Максвелла, некоторые их свойства.

Модуль 4. Колебания и волны (8 час).

Лекция 15. Свободные гармонические колебания в колебательном контуре. Переменный ток. Полное сопротивление. Метод векторных диаграмм.

Лекция 16. Мощность, выделяемая в цепи переменного тока. С., эффективная сила тока. Количество тепла выделяемое в цепи переменного тока.

Лекция 17. Сложение колебаний. Свободные затухающие колебания.

Вынужденные колебания. Резонанс.

Лекция 18. Упругие волны. Электромагнитные волны. Уравнение электромагнитной волны. Скорость и структура полей плоской электромагнитной волны. Плотность энергии. Вектор Умова-Пойтинга.

6. Содержание практических занятий

1 семестр - 20 часов вместе с часами, отведенными на КСР

2 семестр – 20 часа вместе с часами, отведёнными на КСР

Решение задач – эффективное средство усвоения физики, надёжный инструмент для контроля степени понимания физических законов. Для решения задач, как правило, недостаточно формального знания физических законов. Для овладения типичными приёмами решения определённых задач большое значение имеют идеализированные задачи, только моделирующие реальную ситуацию, физический процесс и явления. Особый акцент при выборе задач делается и на задачи с реальным содержанием. Так как нельзя дать рецепта для решения всех задач, основной целью семинарских занятий является обучение грамотному подходу к задаче, который позволит найти её решение.

В начале семинарского занятия студентам напоминаются основные понятия и законы, имеющие отношение к данной теме, а затем разбираются 4-5 задач в порядке возрастания сложности. В конце занятия выдается 5 задач на дом. Большинство задач, приведённых в данном курсе, взято из задачников «Сборник задач по курсу физики» и и др. «3800 задач по физике», и др. «Сборник задач по курсу общей физики» в 2-х частях, «Задачи по общей физике».

В семестре запланирована 1 домашняя и 3 аудиторные контрольные работы.

Часть аудиторного времени отведена для приема задач домашних контрольных работ.

Программа семинарских занятий.

1 семестр

(20 часов)

Физические основы механики. Основы молекулярной физики и термодинамики.

Программа семинарских занятий.

Занятие 1. Кинематика движения материальной точки.

Занятие 2. Динамика движения материальной точки.

Занятие 3. Кинематика и динамика вращательного движения абсолютно твёрдого тела.

Занятие 4. Законы сохранения в механике.

Занятие 5. Гармонические колебания и волны.

Занятие 6. Элементы механики жидкостей

Занятие 7. Молекулярно-кинетическая теория идеальных газов.

Занятие 8. Первое начало термодинамики. К. П.Д. тепловой машины

Занятие 9. Энтропия. Второе начало термодинамики.

Занятие 10. Реальные газы.

2 семестр

Основы электричества и магнетизма,

Колебания и волны.

Программа семинарских занятий

Содержание практических занятий (20 часа)

Электричество и магнетизм. Колебания и волны.

Занятие 1. Электрическое поле. Напряжённость электрического поля. Теорема Гаусса.

Занятие 2. Потенциал. Разность потенциалов. Потенциальная энергия.

Занятие 3. Ёмкость проводника. Конденсаторы. Теорема Гаусса для диэлектриков.

Занятие 4. Постоянный электрический ток.

Занятие 5. Магнитные поля.

Занятие 6. Электромагнитная индукция.

Занятие 7. Магнитные свойства вещества.

Занятие 8. Переменный ток.

Занятие 9. Колебания.

Занятие 10. Волны.

8. Образовательные технологии

Процесс организации познавательной деятельности студентов, обеспечивающий формирование заявленных компетенций, востребует разнообразия образовательных технологий.

При проведении занятий и организации самостоятельной работы студентов используются традиционные технологии сообщающего обучения, предполагающие передачу информации в готовом виде, формирование учебных умений по образцу:

-  Лекция - пересказ;

-  Лекция - объяснение;

-  Лекция-изложение;

-  Семинар/практикум – решение типовых упражнений, учебных задач по предложенному образцу;

-  Контрольная работа с перечнем вопросов и списком литературы.

Использование традиционных технологий обеспечивает качество образовательного процесса.

В процессе изучения разделов курса физики и самостоятельной работы студентов используются новые образовательные технологии обучения:

-  Лекция-презентация по темам модуль 4, лекция 1; модуль 5, лекция 16.

-  Проблемная лекция темам модуль 1, лекция 1; модуль 3, лекция 11

-  Лекция-конференция теме модуль 5, лекция 18.

Краткая характеристика каждой технологии

При проведении практических занятий используются:

групповая проблемная работа по теме «Первое начало термодинамики. К. П.Д. тепловой машины»,

технология круглого стола по теме «Электрическое поле. Напряжённость электрического поля. Теорема Гаусса»,

электронное on-line обучение по теме «Энтропия. Второе начало термодинамики. Заключительное занятие»,

технология создания и использования базы данных по теме «Энтропия. Второе начало термодинамики. Заключительное занятие».

Краткая характеристика каждой технологии

Данные технологии обеспечивают качественное освоение дисциплины,

способствуют формированию единой естественнонаучной картины мира

способностей к самостоятельному мышлению

позволяют повысить уровень физических знаний

повышают уровень сформированности общекультурных компетенций.

9. Программа самостоятельной работы студентов (СРС)

Структура СРС

Код формируемой компетенции	Тема	Вид	Форма	Объем учебной работы (часов)	Учебно-методические материалы
Семестр 1
ОК-1	Способы описания механического движения. Движение по параболе.	Подготовка к промежуточной аттестации; решение задач.	СРС без участия преподавателя	4	Учебники из рекомендуемого списка
ОК - 1	Сравнительные характеристики поступательного и вращательного движения.	Подготовка к промежуточной аттестации; решение задач.	СРС без участия преподавателя	4	Учебники из рекомендуемого списка
ОК - 1	Упругий и неупругий удар. Законы сохранения.	Подготовка к промежуточной аттестации; решение задач.	СРС без участия преподавателя	4	Учебники из рекомендуемого списка
ОК-1	Тяготение. Элементы теории поля.	Подготовка к промежуточной аттестации; решение задач.	СРС без участия преподавателя	4	Учебники из рекомендуемого списка
ОК - 1	Гармонические колебания.	Подготовка к промежуточной аттестации; решение задач.	СРС без участия преподавателя	4	Учебники из рекомендуемого списка
ОК - 1	Вязкость. Сила поверхностного натяжения.	Подготовка к промежуточной аттестации; решение задач.	СРС без участия преподавателя	4	Учебники из рекомендуемого списка
ОК-1	Идеальная жидкость, её свойства.	Подготовка к промежуточной аттестации; решение задач.	СРС под руководством преподавателя	2	Учебники из рекомендуемого списка
ОК - 1	Молекулярно-кинетическая теория идеального газа.	Подготовка к промежуточной аттестации; решение задач.	СРС без участия преподавателя	4	Учебники из рекомендуемого списка
ОК - 1	Скорости движения молекул.	Подготовка к промежуточной аттестации; решение задач.	СРС без участия преподавателя	4	Учебники из рекомендуемого списка
ОК-1	Уравнение теплового баланса.	Подготовка к промежуточной аттестации; решение задач.	СРС без участия преподавателя	4	Учебники из рекомендуемого списка
ОК - 1	Реальные газы, жидкости и твёрдые тела.	Подготовка к промежуточной аттестации; решение задач.	СРС без участия преподавателя	4	Учебники из рекомендуемого списка
ОК - 1	Домашние контрольные работы.	подготовка к контрольной работе	СРС под руководством преподавателя	2	-, Павлов задач по курсу физики с решением. М.: высшая школа, 2006. -Иродов по общей физике. СПб, Лань, 2005.
Семестр 2
ОК-1	Законы элект-ролиза Фарадея	Подготовка к экзамену; решение задач.	СРС без участия преподавателя	4	Учебники из рекомендуемого списка
ОК - 1	Электрический ток в вакууме. Работа выхо-да. Термо-электронная эмиссия.	Подготовка к экзамену; решение задач.	СРС без участия преподавателя	4	Учебники из рекомендуемого списка
ОК-1	Ток в газах. Несамостоятельный и самостоятельный газовые разряды. Типы самостоятельного газового разряда	Подготовка к экзамену; решение задач.	СРС без участия преподавателя	4	Учебники из рекомендуемого списка
ОК - 1	Ферромагне-тики.	Подготовка к экзамену; решение задач.	СРС без участия преподавателя	4	Учебники из рекомендуемого списка
ОК - 1	Вычисление сил в магнит-ном поле из энергии.	Подготовка к экзамену; решение задач.	СРС без участия преподавателя	4	Учебники из рекомендуемого списка
ОК-1	Затухающие колебания. Коэффициент затухания.	Подготовка к экзамену; решение задач.	СРС без участия преподавателя	4	Учебники из рекомендуемого списка
ОК-1	Полупроводники. Собственная проводимость полупроводников. Примесная проводимость полупроводников. p – n – переход.	Подготовка к экзамену; решение задач.	СРС под руководством преподавателя	2	Учебники из рекомендуемого списка
ОК-1	Цепь переменного тока, содержащая сопротивление, емкость, индуктивность.	Подготовка к экзамену; решение задач.	СРС без участия преподавателя	4	Учебники из рекомендуемого списка
ОК-1	Вынужденные колебания.	Подготовка к экзамену; решение задач.	СРС без участия преподавателя	4	Учебники из рекомендуемого списка
ОК - 1	Явление резонанса.	Подготовка к экзамену; решение задач.	СРС без участия преподавателя	4	Учебники из рекомендуемого списка
ОК-1	Звуковые волны.	Подготовка к экзамену; решение задач.	СРС без участия преподавателя	4	Учебники из рекомендуемого списка
ОК - 1	Домашние контрольные работы.	подготовка к контрольной работе	СРС под руководством преподавателя	2	-, Павлов задач по курсу физики с решением. М.: высшая школа, 2006. -Иродов по общей физике. СПб, Лань, 2005.

Виды СРС: