Рабочая программа Физика (стр. 1 )

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Южно-Уральский государственный университет»

Кафедра «Общей и экспериментальной физики»

СОГЛАСОВАНО: Зав. выпускающей кафедрой «Машины легкой промышленности и технологии сервиса» ______________ «___» ____________ 2009 г.

УТВЕРЖДАЮ: Декан факультета сервиса и легкой промышленности ___________ «___» ____________ 2009 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

дисциплины ЕН. Ф.03 «Физика»

для специальности 100101 Сервис

факультет Сервиса и лёгкой промышленности

кафедра-разработчик Общей и экспериментальной физики

Рабочая программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования и примерной программой дисциплины по специальности 100101 Сервис подготовки Специалиста по сервису Квалификация 65.

Рабочая программа рассмотрена и одобрена на заседании кафедры «Общей и экспериментальной физики» протокол №  1 от 01.01.2001 г.

Зав. кафедрой ОиЭФ,
проф., д. т.н. _________________ С. Ю. Гуревич

Уч. секретарь кафедры ОиЭФ,
доцент, к. ф.-м. н _________________ А. А. Шульгинов

Разработчик программы,
проф., д. х.н. _________________

Челябинск

2009

1. ВВЕДЕНИЕ

1.1. Требования к уровню освоения содержания дисциплины

Изучение дисциплины «Физика» способствует обеспечению следующих требований Государственного образовательного стандарта (ГОС) для специальности 100101 «Сервис».

1. Выпускник по специальности «Сервис» может в соответствии с фундаментальной и специальной подготовкой выполнять следующие виды профессиональной деятельности:

а) производственно-технологическая;

б) научно-исследовательская.

2. Инженер по специальности 100101 «Сервис» подготовлен к решению следующих профессиональных задач:

а) производственно-технологическая деятельность:

-  разработка технического задания, технического предложения, технического описания;

-  организация технологического процесса для исполнения услуги;

-  выбор специального оборудования и технических средств для оказания услуги;

-  использование информационных технологий для решения задач технологического процесса оказания услуги;

-  оптимальное использование материальных и энергетических ресурсов, исходя из требуемого уровня качества оказываемой услуги;

-  организация и эффективное осуществление входного и выходного контроля качества процесса оказания услуги, параметров технологических процессов, используемых материальных объектов и систем сервиса;

б) научно-исследовательская деятельность:

-  моделирование технологических процессов оказания услуги;

-  разработка стратегии и алгоритмов обслуживания;

-  исследование психологических особенностей потребителя услуги с учетом национально-региональных и социально-демографических факторов;

-  исследование и разработка методов управления качеством, стандартизации и сертификации изделий и услуг.

3. Подготовка специалиста должна обеспечивать квалификационные умения для решения профессиональных задач:

-  разработка методов технического контроля и испытания продукции;

-  участие в проведении научных исследований или выполнении технических разработок; в стендовых и промышленных испытаниях;

-  изучение специальной литературы и другой научно-технической информации, достижений отечественной и зарубежной науки и техники в области сервиса.

4. Требования к уровню освоения содержания дисциплины.

Курс «Физика» является составной частью фундаментальной физико-математической подготовки, необходимой для успешной работы инженера и технического специалиста любого профиля. Дипломированный специалист в результате усвоения этой дисциплины должен знать основные понятия, законы и модели механики, электричества и магнетизма, колебаний и волн, статистической физики, термодинамики, оптики, атомной и ядерной физики. Уметь использовать и применять физические законы в прикладных задачах будущей специальности, достижения физики в практической деятельности. Овладеть теоретическими и экспериментальными методами физического исследования.

5.  Специалист по сервису, освоивший основную образовательную программу высшего профессионального образования по специальности 100101 «Сервис» подготовлен для продолжения образования в аспирантуре.

1.2. Требования к уровню подготовки для освоения дисциплины

Предшествующий уровень образования абитуриента – среднее (полное) общее образование. Он должен иметь документ государственного образца о среднем (полном) общем образовании или среднем профессиональном образовании, или начальном профессиональном образовании, если в нем есть запись о получении предъявителем среднего (полного) общего образования, или высшем профессиональном образовании.

2. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ПРЕПОДАВАНИЯ И ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью и задачами преподавания физики являются: изучение основных физических явлений и идей; овладение фундаментальными понятиями, законами и теориями современной и классической физики, а также методами физического исследования; формирование научного мировоззрения и современного физического мышления; овладение приемами и методами решения конкретных задач из различных областей физики; ознакомление с современной научной аппаратурой; формирование навыков физического моделирования прикладных задач будущей специальности.

Реализация указанных целей и задач способствует обеспечению требований, изложенных в разделе 1.1.

3. Объем дисциплины и виды учебной деятельности

Объем дисциплины «Физика» и виды учебной работы по ее освоению в соответствии с учебным планом и ГОС приведены в табл. 1.

Таблица 1 – Состав и объем дисциплины

Вид учебной работы	Всего часов	Распределение по семестрам в часах
с е м е с т р
II	III
Общая трудоемкость дисциплины	350	175	175
Аудиторные занятия:	175	85	90
Лекции (Л)	70	34	36
Практические занятия (ПЗ)	70	34	36
Лабораторные работы (ЛР)	35	17	18
Самостоятельная работа (СРС)	175	90	85
Реферат	25	15	10
Подготовка к практ. занятиям и выполнение дом. заданий	60	30	30
Подготовка к лаб. занятиям и оформление отчетов	40	20	20
Работа с конспектом лекций, литературой	50	25	25
Вид итогового контроля (зачет, экзамен)		Зачет Экзамен	Зачет Экзамен

4. Содержание дисциплины

4.1. Темы для изучения курса

Темы, составляющие содержание дисциплины «Физика», приведены в табл. 2.

Таблица 2 – Разделы дисциплины, виды и объем занятий

№ раздела темы	Наименование разделов, тем дисциплины	Объем в часах по видам
Всего	Л	ПЗ	С	ЛР	СРС
1	Физические основы механики	78	12	18	0	10	38
2	Молекулярная физика и термодинамика	44	10	6	0	2	26
3	Электричество и магнетизм	94	20	24	0	10	40
4	Колебания и волны	42	12	6	0	2	22
5	Оптика	68	14	14	0	11	29
6	Квантовая, атомная и ядерная физика	24	2	2	0	0	20
Итого		350	70	70	0	35	175

4.2. Содержание разделов и тем дисциплины

Содержание разделов дисциплины приведено в табл. 3, номера тем соответствуют табл. 2.

Таблица 3 – Содержание разделов дисциплины

Название раздела	№ лекции	Содержание раздела
Раздел 1. Физические основы механики	4.2.1	Введение Предмет физики. Методы физического исследования: опыт, гипотеза, эксперимент, теория, роль физики в развитии техники и влияние техники на развитие физики. Роль физики в формировании инженера техники и технологии. Тема 1. КИНЕМАТИКА МАТЕРИАЛЬНОЙ ТОЧКИ Механическое движение как простейшая форма движения материи. Основные понятия и определения механики. Вектор перемещения материальной точки, траектория и путь. Скорость и ускорение. Ускорение при криволинейном движении.
4.2.2 4.2.3	Тема 2. ДИНАМИКА МАТЕРИАЛЬНОЙ ТОЧКИ Первый закон Ньютона. Инерциальные системы отсчета. Второй закон Ньютона. Сила и масса. Единицы измерения, размерности и названия физических величин. Третий закон Ньютона. Сила тяжести и вес тела. Импульс материальной точки и система материальных точек. Центр масс. Закон сохранения импульса системы материальных точек.
4.2.4	Тема 3. РАБОТА СИЛЫ. ЭНЕРГИЯ. ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ПОЛНОЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ Энергия. Работа и мощность силы. Кинетическая энергия и ее связь с работой внешних и внутренних сил. Потенциальная энергия системы и ее связь с силой, действующей на материальную точку. Закон сохранения полной механической энергии. Абсолютно упругий и неупругий удар тел.
4.2.5 4.2.6	Тема 4. ВРАЩАТЕЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ ТВЕРДОГО ТЕЛА Кинематика вращательного движения тела. Взимосвязь между угловыми и линейными скоростями и ускорениями. Момент инерции тела. Кинетическая энергия тела при его вращении. Моменты силы и импульса относительно оси вращения. Уравнение динамики вращательного движения тела. Закон сохранения момента импульса. Гироскопы.
Раздел 2. Молекулярная физика и термодинамика	4.2.7 4.2.8	Тема 5. МОЛЕКУЛЯРНО - КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ИДЕАЛЬНЫХ ГАЗОВ Статистический и термодинамический методы исследования. Термодинамические параметры. Равновесные состояния и процессы. Основные законы идеального газа. Уравнение Менделеева – Клапейрона. Основное уравнение молекулярно - кинетической теории идеальных газов. Закон Максвелла распределения молекулы идеального газа по скоростям и энергии теплового движения. Закон равномерного распределения энергии молекул по степеням свободы их движения.
4.2.9 4.2.10 4.2.11	Тема 6. ОСНОВЫ ТЕРМОДИНАМИКИ Внутренняя энергия термодинамической системы. Теплота и работа. Первый закон термодинамики. Теплоемкость вещества. Уравнение Майера. Изобарный процесс. Изохорный процесс. Изотермический процесс. Адиабатический процесс. Круговые процессы (циклы). Обратимые и необратимые процессы. Второй закон термодинамики. Цикл Карно. Энтропия. Статистические истолкование второго закона термодинамики. Критика теории тепловой системы Вселенной.
Раздел 3. Электричество и магнетизм	4.2.12 4.2.13 4.2.14 4.2.15 4.2.16 4.2.17 4.2.18 4.2.19 4.2.20 4.2.21	Тема 9. ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЕ ПОЛЕ В ВАКУУМЕ Электрические заряды. Закон Кулона. Электростатическое поле. Вектор напряженности. Принцип суперпозиции электрических полей. Поле электрического диполя. Теория Острогродского – Гаусса для электростатического поля в вакууме. Расчет полей, создаваемых заряженными телами: плоскость, две параллельные плоскости, сфера, шар, цилиндрическая поверхность. Работа сил электростатического поля. Потенциал. Связь между напряженностью электростатического поля и его потенциалом. Вычисления потенциалов различных электростатических полей. Электрическое поле в диэлектриках. Типы диэлектриков. Поляризованность. Электрическое поле в диэлектрике. Теория Острогродского – Гаусса для электрического поля в диэлектриках. Вектор индукции D. Сегнетоэлектрики. Проводники в электрическом поле. Электроемкость уединенного проводника. Взаимная электроемкость. Конденсаторы. Соединения конденсаторов. Энергия электростатического поля системы точечных зарядов, уединенного проводника, конденсатора. Объемная плотность электрического поля. Законы постоянного тока. Тема 10. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ В ВАКУУМЕ И ВЕЩЕСТВЕ Магнитное поле. Вектора магнитной индукции и напряженности. Действие магнитного поля на движущийся заряд, проводник с током, замкнутый контур с током. Движение заряженных частиц в однородном магнитом поле. Закон Био – Савара – Лапласа. Поле прямолинейного проводника с током. Взаимодействие прямолинейных проводников с током. Магнитное поле движущегося заряда. Закон полного тока. Магнитное поле соленоида. Работа по перемещению проводника с током и контура с током в магнитном поле. Магнитный поток. Теорема Гаусса для магнитного поля. Явление электромагнитной индукции. Закон Фарадея. ЭДС индукции в рамке, вращающейся в магнитом поле. Индуктивность контура. Самоиндукция. Ток при замыкании и размыкании цепи с L и R. Энергия магнитного поля. Тема 11. ОСНОВЫ ТЕОРИИ МАКСВЕЛЛА Основы теории Максвелла электромагнитного поля. Первое, второе, третье и четвертое уравнения Максвелла.
Раздел 4. Колебания и волны	4.2.22 4.2.23 4.2.24 4.2.25 4.2.26 4.2.27	Тема 12. МЕХАНИЧЕСКИЕ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ Свободные гармонические колебания. Пружинный, физический и математический маятники. Колебательный контур. Сложение колебаний одного направления и одинаковой частоты. Сложение взаимно перпендикулярных направлений. Свободные затухающие колебания и их характеристики. Апериодический процесс. Вынужденные колебания. Амплитуда и фаза вынужденных колебаний. Переменный электрический ток. Тема 13. МЕХАНИЧЕСКИЕ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ Механические (упругие) волны и их характеристики. Уравнение бегущей волны. Длина волны и волновое число. Монохроматические волны. Фазовая скорость. Волновое уравнение. Интерференция волн. Уравнение электромагнитной волны. Опыты Герца. Шкала электромагнитных волн. Свойства электромагнитной волы. Энергия электромагнитных волн. Вектор Умова –Пойнтинга.
Раздел 5. Волновая и квантовая оптика	4.2.28 4.2.29 4.2.30 4.2.31 4.2.32 4.2.33 4.2.34	Тема 14. ВОЛНОВАЯ ОПТИКА Основные законы оптики. Принцип Гюйгенса. Уравнение световой волны. Интерференция света. Расчет интерференционной картины от двух источников. Дифракция света. Принцип Гюйгенса – Френеля. Дифракция Френеля на круглом отверстии. Дифракция Фраунгофера на щели. Дифракционная решетка. Дифракция рентгеновских лучей. Разрешающая способность оптических приборов. Принцип Рэлея. Естественный и поляризованный свет. Закон Малюса. Поляризация света при отражении и преломлении. Закон Брюстера. Двойной лучепреломления. Вращение и плоскость поляризации. Тема 15. КВАНТОВАЯ ОПТИКА Тепловое излучение и его основные характеристики. Законы теплового излучения: Квантовая гипотеза и формула Планка. Оптическая пирометрия. Внешний фотоэффект и его законы. Уравнение Эйнштейна. Масса и импульс фотона. Эффект Комптона. Давление света. Корпускулярно – волновой дуализм электромагнитного излучения.
Раздел 6. Атомная и ядерная физика	4.2.35	Состав и характеристика атомного ядра. Масса и энергия связи. Ядра. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада.

5. Лабораторные работы