Теория физических полей (стр. 2 )

Распределение по разделам дисциплины планируемых результатов обучения по основной образовательной программе, формируемых в рамках данной дисциплины и указанных в пункте 4.1,4.2.

Таблица 2.

Распределение по разделам дисциплины планируемых результатов обучения

№ п. п	Формируемые компетенции	Разделы дисциплины
Модуль 1	Модуль 2	Модуль 3	Модуль 4	Модуль 5	Модуль 6
1	З.4.2	+	+	+	+
2	З.5.3.			+	+
3	З.8.3.					+	+
4	У.4.2.	+			+
5	У.5.3.		+	+
6	У.8.3.					+	+
7	В.4.2.	+
8	В.5.3.		+	+	+
9	В.8.3.					+	+

5. Образовательные технологии

При освоении дисциплины используются следующие сочетания видов учебной работы с методами и формами активизации познавательной деятельности студентов для достижения запланированных результатов обучения и формирования компетенций.

Специфика сочетания методов и форм организации обучения отражается в матрице (см. табл. 2).

Таблица 3.

Методы и формы организации обучения

ФОО Методы	Лекц.	Лаб. раб.	Пр. зан./сем.	Тр.*, Мк**	СРС
IT-методы			+		+
Работа в команде	+		+		+
Игра		+	+
Методы проблемного обучения		+			+
Обучение на основе опыта		+	+
Опережающая самост. работа	+	+	+		+
Проектный метод			+		+
Поисковый метод	+	+	+
Исследовательский метод	+		+		+

* - Тренинг, ** - мастер-класс.

Для достижения поставленных целей преподавания дисциплины реализуются следующие средства, способы и организационные мероприятия:

-  изучение теоретического материала дисциплины на лекциях с использованием компьютерных технологий;

-  самостоятельное изучение теоретического материала дисциплины с использованием Internet-ресурсов, информационных баз, методических разработок, специальной учебной и научной литературы;

-  закрепление теоретического материала при проведении практических занятий с использованием поисковых, творческих заданий.

6. Организация и учебно-методическое обеспечение

самостоятельной работы студентов

Самостоятельная работа является наиболее продуктивной формой образовательной и познавательной деятельности студента в период обучения. Для реализации творческих способностей и более глубокого освоения дисциплины предусмотрены такие виды самостоятельной работы, как текущая и творческая проблемно-ориентированная.

6.1  Текущая и опережающая самостоятельная работа направленная на углубление и закрепление знаний студента, развития практических умений включает:

- проработку учебного материала, подготовку к контрольным работам по разделам курса;

- выполнение домашних расчетно-графических работ, домашних контрольных работ;

- выполнение реферата по теме, вынесенной на самостоятельную проработку;

- опережающая самостоятельная работа по темам практических занятий;

- работа с информационными ресурсами Интернета;

- подготовка к контрольной работе, к зачету.

6.2  Творческая проблемно-ориенированная самостоятельная работа (ТСР)

направлена на развитие интеллектуальных умений, комплекса универсальных (общекультурных) и профессиональных компетенций, повышение творческого потенциала студентов и заключается в:

-  поиске, анализе, структурировании и презентации информации,

-  выполнении расчетных работ,

-  углубленное исследование вопросов по тематике практических занятий

-  исследовательской работе и участии в научных студенческих конференциях, семинарах и олимпиадах.

6.3  Содержание самостоятельной работы студентов по дисциплине

В разделе приводится развернутая характеристика тематического содержания самостоятельной работы.

6.3.1. Перечень научных проблем и направлений научных исследований

1.  Двухфазная фильтрация. Решение задачи Баклея-Леверетта.

2.  Капиллярные процессы в пористой среде. Анализ свойств пористых сред на основе теории капиллярного давления

3.  Многокомпонентная фильтрация. Решение аналитических задач неизотермической фильтрации.

4.  Фильтрация двухкомпонентной жидкости. Решение элементарных задач теории разработки месторождений нефти

6.3.2. Темы индивидуальных заданий

1. Тензор электромагнитного поля и тензор энергии-импульса поля, их свойства и применения.

2. Методы расчета электростатических и стационарных магнитных полей.

3. Задачи на излучение и рассеяние электромагнитных волн

6.3.5. Темы, выносимые на самостоятельную проработку

Электромагнитные волны в атмосфере Солнца. Магнитогидродинамическое взаимодействие медленного солнечного ветра с быстрым. События космической погоды как следствия явлений солнечной активности. Проникание электромагнитных возмущений через естественные скачки параметров среды в околоземном пространстве. Радиофизические методы исследования ионосферы. Естественное электромагнитное излучение в магнитосфере Земли

6.3.6.  Контроль самостоятельной работы

Оценка результатов самостоятельной работы организуется как единство двух форм: самоконтроль и контроль со стороны преподавателей.

6.3.7.  Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов

6.3.7.1.Основная литература

1.  , Самарский математической физики. – М.: Наука, 1966, 1977 – 724с. – 58 экз

2.  Арсенин математической физики и специальные функции.: Наука, 1966, 1974, 1984 – 431с. – 28 экз.

3.  , Левин математической физики. – М.: Наука, 1964, 1969 – 286с. – 117 экз.

4.  , , Тихонов задач по математической физики.– М. Наука, 1972,1980 – 688с. – 39 экз

5.  Очан задач по методам математической физики.– М. Наука, 1973, 1981. –199с. – 79 экз.

6.  , Теория электромагнитного поля, М.: Высшая школа, 1961.

7.  , , Электродинамика и распространение радиоволн, М.: Наука, 1989.

8.  , Основы теории электричества, М.: Наука, 1990.

9.  Р. Рейман, Р. Лейтон, М. Сэндо, Феймановские лекции по физике.

10.  , , Теоретическая физика в 10 томах, М.: Мир, 1988.

11.  , Курс теоретической физики. Т.1 и Т.2, 1969.

12.  , , Введение в теорию столкновений, Томск, ТГУ 1978.

13.  , , Введение в теорию прохождения частиц через вещество, М.: Атомиздат, 1978.

14.  , , прохождение заряженных частиц через вещество, часть 2, 1962.

15.  , , основы инфракрасной техники, М.: Машиностроение,1974.

Дополнительная литература:

1.  . Уравнения математической физики. – М.: Наука, 1976, 1982 – 336с.

2.  Владимиров математической физики.– М.: Наука, 1971,1976,1981,1988

3.  Владимиров задач по уравнениям математической физики.– М. Наука, 11974, 1982 – 271с.

4.  Специальные функции (формулы, графики, таблицы) .– М.: «Наука» , 1968,1977

Интернет-ресурсы:

http://www. *****/~malavit/predl_

http://www. /~binhi/Prep35/Prep35.htm.

7. Средства (ФОС) текущей и итоговой оценки качества освоения дисциплины

Контроль знаний студента по теоретическому курсу осуществляется раз в месяц путем проведения контрольных работ.

Вопросы для самоконтроля

1.  Физические явления, используемые для измерения характеристик полей по механическим проявлениям.

2.  Электрическая и магнитная постоянные.

3.  Размерности характеристик электрического и магнитного полей.

4.  Аналитическое и графическое описание полей.

5.  Электромагнитное поле как следствие неразрывной связи электрического и магнитного полей. Принцип относительности для электрического и магнитного полей.

6.  Уравнения Максвелла для однородной и изотропной среды и вакуума.

7.  Система уравнений Максвелла в интегральной форме и их физическое содержание.

8.  Уравнение непрерывности тока в дифференциальной и интегральной форме.

9.  Принцип суперпозиции.

10.  Система уравнений Максвелла в интегральной форме и их физическое содержание.

11.  Уравнение непрерывности тока в дифференциальной и интегральной форме.

12.  Принцип суперпозиции.

13.  Макроскопические параметры среды. Виды сред. Зависимость характеристик среды от поля (ферромагнетики и сегнетоэлектрики).

14.  Линеаризация зависимостей B(H), D(E) и j(E). Диамагнетики, парамагнетики и ферромагнетики.

15.  Изотропные и анизотропные среды.

16.  Тензоры магнитной и диэлектрической проницаемостей.

17.  Понятие неоднородной среды.

18.  Намагниченность и поляризованность.

19.  Магнитная и диэлектрическая восприимчивость.

20.  Разграничение сред по признаку электропроводности и критерий оценки для гармонического поля.

21.  Дифференциальная и интегральная формы закона Ома.

22.  Граничные условия для векторов электрического поля в присутствии и отсутствии поверхностного заряда.

23.  Граничные условия для векторов магнитного поля в присутствии и отсутствии поверхностных токов.

24.  Векторный и скалярный потенциалы.

25.  Преобразование уравнений Максвелла через векторный и скалярный потенциалы. Калибровка потенциалов (калибровка Лоренца).

26.  Уравнения Даламбера для потенциалов. Переход к стационарным условиям.

27.  Закон Джоуля-Ленца. Случай сторонних сил.

28.  Баланс энергии электромагнитного поля (теорема Умова-Пойнтинга).

29.  Вектор Умова-Пойнтинга и его физический смысл. Плотность энергии электромагнитного поля.

30.  Поле в квазистационарном приближении.

31.  Быстропеременные (волновые) электромагнитные процессы.

32.  Уравнения электростатики в дифференциальной и интегральной форме.

33.  Описание поля через электростатический потенциал.

34.  Уравнения для силовых линий. Эквипотенциальные поверхности.

35.  Уравнения Лапласа и Пуассона. Решение уравнения Лапласа. Пример использования решения для расчета потенциала.

36.  Электрические заряды в неограниченном диэлектрике.

37.  Проводники в электрическом поле.

38.  Поле точечного заряда. Система точечных зарядов.

39.  Электростатическая индукция. Взаимные ёмкости и собственная ёмкость. Конденсатор. Пример расчета поля (заряженный металлический цилиндр).

40.  Задачи электростатики и методы их решения. Прямая и обратная задачи электростатики.

41.  Граничные условия. Теорема единственности для электростатики.

42.  Специальные приемы решения задач электростатики (метод зеркальных отображений, сведение задачи о проводящих цилиндрах к задаче о поле заряженных нитей). Электростатическая модель диэлектрической среды. Поляризация. Связанные электрические заряды.

43.  Магнитостатика. Анализ уравнений магнитостатики. Решение задач магнитостатики.

44.  Сравнительный анализ уравнений электростатики и магнитостатики: эквивалентность уравнений для областей пространства не содержащих тока.

45.  Введение магнитного потенциала для областей пространства не содержащих ток. Формальная идентичность решений задач магнитостатики задачам электростатики. Энергия взаимодействия магнитного диполя с полем. Сила и момент силы, действующие на диполь. Примеры применения фиктивных магнитных зарядов