Рабочая программа (стр. 1 )

ЮЖНО-УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Филиал Южно-Уральского государственного университета в г. Златоусте

СОГЛАСОВАНО Зав. выпускающей кафедрой Общая металлургия _______________ _________________20__ г.

УТВЕРЖДАЮ Декан факультета металлургический _____________ _________________20__ г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

дисциплины Б.2.03 «Физика»

для направления 150400.62 Металлургия

профиль подготовки: Металлургия

форма обучения: очная

кафедра-разработчик: кафедра физики

Рабочая программа составлена в соответствии с ФГОС ВПО по направлению подготовки 150400.62, утвержденным приказом Минобрнауки от 01.01.2001 г. № 000

Рабочая программа рассмотрена и одобрена на заседании кафедры физики

протокол №____ от __________ 2011 г.

Рабочая программа рассмотрена и пролонгирована на заседании кафедры физики, протокол № ___ от ________ 20__ года на 20__-20___ уч. год

Рабочая программа рассмотрена и пролонгирована на заседании кафедры физики, протокол № ___ от ________ 20__ года на 20__-20___ уч. год

Рабочая программа рассмотрена и пролонгирована на заседании кафедры физики, протокол № ___ от ________ 20__ года на 20__-20___ уч. год

Зав. кафедрой разработчика программы

к. г.-м. н, доцент

Разработчик программы

к. т.н., доцент

Златоуст 2011

1. Цели и задачи дисциплины:

Цели:

1. Получение базовых знаний и формирование основных навыков по физике, необходимых для решения задач, возникающих в производственной деятельности.

2. Формирование необходимого уровня подготовки для понимания основ физики.

Задачи:

1. Научить использовать физико-математический аппарат для решения задач, возникающих в ходе профессиональной деятельности.

2. Научить использовать основные понятия, законы и модели термодинамики, химической кинетики, переноса тепла и массы.

3. Сформировать навыки работы со специальной физической литературой.

Краткое содержание дисциплины

Физические основы механики: понятие состояния в классической механике, уравнения движения, законы сохранения, инерциальные и неинерциальные системы отсчета, кинематика и динамика твердого тела, жидкостей и газов, основы релятивистской механики; физика колебаний и волн: гармонический и ангармонический осциллятор, свободные и вынужденные колебания, интерференция и дифракция волн; молекулярная физика и термодинамика: три начала термодинамики, термодинамические функции состояния, классическая и квантовая статистики, кинетические явления, порядок и беспорядок в природе; электричество и магнетизм: электростатика и магнитостатика в вакууме и веществе, электрический ток, уравнение непрерывности, уравнения Максвелла, электромагнитное поле, принцип относительности в электродинамике; оптика: отражение и преломление света, оптическое изображение, волновая оптика
, принцип голографии, квантовая оптика
, тепловое излучение, фотоны; атомная и ядерная физика: корпускулярно-волновой дуализм в микромире; принцип неопределенности; квантовые уравнения движения; строение атома; магнетизм микрочастиц; молекулярные спектры; электроны в кристаллах; атомное ядро; радиоактивность; элементарные частицы. Современная физическая картина мира: иерархия структур материи, эволюция Вселенной, физическая картина мира как философская категория, физический практикум.

2. Место дисциплины в структуре ООП:

Перечень предшествующих дисциплин, видов работ	Перечень последующих дисциплин, видов работ
Б.2.01 «Математика» в части разделов: векторная алгебра, дифференциальное и интегральное исчисление функций одной переменной, линейные дифференциальные уравнения, теория вероятностей и математическая статистика, вычислительная математика, теория поля. Б.2.02 «Информатика»	В.2.02 «Физическая химия» В.2.04 «Теплофизика» ДВ.2.01.01 «Теоретическая механика» Б.3.04 «Механика жидкости и газа»

Требования к «входным» знаниям, умениям, навыкам студента, необходимым при освоении данной дисциплины и приобретенным в результате освоения предшествующих дисциплин:

Студент должен знать:

– методы дифференциального и интегрального исчислений, теорию дифференциальных уравнений для построения и анализа математических моделей явлений и технологических процессов;

– методы статистического анализа;

Студент должен уметь:

– применять методы дифференциального исчисления для решения экстремальных задач, исследования поведения функций и решения нелинейных уравнений;

– применять интегральное исчисление для вычисления геометрических и физических характеристик объектов;

– использовать основные численные методы для решения инженерных задач;

Студент должен владеть:

– методами анализа и численными методами, вычислительной техникой при решении прикладных задач в области профессиональной деятельности.

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины:

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:

-  самостоятельно приобретать новые знания, используя современные образовательные и информационные технологии (ОК-4);

-  использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-6);

-  уметь сочетать теорию и практику для решения инженерных задач (ПК-4);

-  иметь способности к анализу и синтезу (ПК-18);

-  уметь выбирать методы исследования, планировать и проводить необходимые эксперименты, интерпретировать результаты и делать выводы (ПК-19);

-  уметь использовать физико-математический аппарат для решения задач, возникающих в ходе профессиональной деятельности (ПК-20);

-  уметь использовать основные понятия, законы и модели термодинамики, химической кинетики, переноса тепла и массы (ПК-21);

В результате изучения дисциплины студент должен:

Знать:

-  основные явления и законы механики, термодинамики, молекулярно-кинетической теории, электродинамики, оптики, физики атома, ядра;

Уметь:

-  применять интегральное исчисление для вычисления геометрических и физических характеристик объектов;

-  осуществлять корректное математическое описание физических и химических явлений технологических процессов;

-  применять современное физическое оборудования и приборы при решении практических задач;

-  описывать, рассчитывать и анализировать процессы переноса тепла и массы, выделять факторы, определяющие их интенсивность;

Владеть:

-  методами работы на основных физических приборах;

-  навыками расчёта процессов конвективного тепло - и массопереноса, передачи тепла излучением и молекулярной теплопроводностью.

4. Объем и виды учебной работы

Общая трудоемкость дисциплины составляет 12 зачетных единиц.

Вид учебной работы.	Всего часов	Разделение по семестрам в часах Номер семестра
1	2	3
Общая трудоемкость дисциплины	432	108	144	180
Аудиторные занятия	216	54	72	90
Лекции (Л)	108	36	36	54
Практические занятия, семинары (ПЗ)	54	18	18	18
Лабораторные работы (ЛР) и (или) другие виды аудиторных занятий	54	–	27	27
Самостоятельная работа (СРС): – курсовой проект – курсовая работа – реферат – расчетно-графическая работа – семестровое задание – подготовка к экзамену, зачету – другие виды самостоятельной работы	216	50 – – – + – + –	64 – – – + – + –	80 – – – + – + –
Контроль самостоятельной работы студента (КСР)	22	4	8	10
Вид итогового контроля (ИА) (зачет, экзамен)		экзамен	экзамен	экзамен

5. Содержание дисциплины

п/п	Наименование раздела дисциплины	Всего	Л	ПЗ	ЛР	СРС	КРС
1.	Основы механики	44	10	12	-	20	2
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7	Введение. Роль и место физики в познании мира. Три периода в развитии физики как науки. Кинематика. Кинематические характеристики. Способы описания движения точки. Прямая и обратная задачи кинематики. Кинематические урав­нения. Вращательное движение твердого тела. Кинематические уравнения для вращательного движе­ния. Динамика материальной точки. Инерциальные системы отсчета. Законы Ньютона. Неинерциальные системы от­счёта. Работа и энергия. Работа постоянной и переменной силы. Мощ­ность. Энергия: кинетическая, потенциальная, полная механическая. Связь работы и энергии. За­коны сохранения. Космические скорости. Динамика вращательного движения твердого тела. Основной за­кон вращательного движения твердого тела. Теорема Штейнера. Кинетическая энергия, работа и мощность при вращательном движении. Колебательное движение. Дифференциальное уравнение свободных гармонических колебаний. Энергия гармонических колебаний. Затухающие и выну­жденные колебания. Векторный метод представления колебаний. Сложение колебаний. Волновой процесс. Уравнение плоской волны. Эффект Доплера. Энергия волнового движения, поток энергии.
2.	Молекулярная физика и термодинамика	18	5	3	-	10	1
2.1 2.2 2.3 2.4	Молекулярно-кинетическая теория. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории. Уравнение со­стояния идеального газа. Максвелловское распределение молекул по скоростям. Больцмановское распределение частиц в потенциальном поле. Явления переноса. Явления переноса в газах: теплопроводность, внутреннее трение, диффузия и их эмпи­рические уравнения. Основы термодинамики. Первое начало ди­намики. Теплоемкость. Адиабатический процесс. Ра­бота идеального газа при различных процессах. Тепловые двига­тели. Энтропия. Второе начало термодинамики Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Критическое состояние вещества, критическая температура. Эффект Джоуля-Томсона.
3.	Электричество и магнетизм	40	9	11	-	18	2
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8	Электростатическое поле точечных зарядов. Закон Кулона. Поле неточечных зарядов. Поток вектора напряженности. Теорема Остроградского-Гаусса. Работа и энергия электростатического поля. Условие потенциальности электростатического поля. Связь между напряженностью и потенциалом. Электрическое поле в веществе. Поляризация диэлектриков. Проводники в электрическом поле. Конденсатор. Законы электрических цепей. Закон Ома для участка цепи. Электродвижущая сила. Закон Джоуля-Ленца. Классическая электронная теория проводимости металлов. Магнитное поле в вакууме. Закон Био-Савара-Лапласа. Циркуляция вектора магнитной индукции. Закон полного тока. Действие магнитного поля на токи и заряды. Закон Ампера. Сила Лоренца. Движение заряженных частиц в магнитном поле. Электромагнитная индукция. Магнитный поток. Закон электромагнитной индукции Фарадея-Ленца. Энергия магнитного поля. Объемная плотность энергии.
4.	Колебательные и волновые процессы	7	2	1	-	4	1
4.1	Электромагнитные колебания и волны. Колебательный контур. Дифференциальное уравнение свободных колебаний в идеальном контуре. Шкала элек­тромагнитных волн. Энергия электромагнитных волн. Уравнения электромагнитного поля. Электромагнитные волны как следствие уравнений Максвелла.
5.	Оптика	18	6	5	-	10	1
5.1 5.2 5.3	Интерференция света. Дифракция света. Поляризация света.
6.	Элементы атомной физики, квантовой механики и ядерной физики.	17	4	4	-	10	1
6.1	Элементарная теория атома водорода. Ядерная модель атома Ре­зерфорда. Теория Бора.

5.1. Лекции