Вид СРС | Содержание СРС | Вид контроля выполнения СРС | Объем СРС, ч |
Первый семестр изучения курса (семестр 2 по учебному плану) | |||
Решение индивидуальных заданий по темам текущих лекций и подготовка к контрольной работе | Студент решает индивидуальные задачи по следующим темам: - механика; - электричество; - магнетизм. | В процессе индивидуальной работы со студентом осуществляется проверка правильности решений, умения решать самостоятельно подобные задачи. | 48 |
Подготовка, оформление и защита лабораторных работ | Студент изучает теоретический материал по темам лабораторных работ, оформляет отчеты по каждой лабораторной работе и защищает каждую работу. | По каждой лабораторной работе проводится индивидуальный контроль: - проверяется усвоение теоретического материала; - проверяются результаты лабораторной работы, усвоение цели и порядка выполнения работы. | 20 |
Подготовка к коллоквиумам по проверке освоенных знаний | Студент изучает теоретический материал дисциплины и по вынесенным на коллоквиум темам, сдает коллоквиум. | В процессе коллоквиума проверяется: - знание теоретического материала; - умение применять эти знания для объяснения физических явлений и для решения задач. | 30 |
Подготовка к экзамену и его сдача | Студент повторяет, закрепляет теоретический материал дисциплины, основные типы задач и их решения, проверку законов физики при выполнении лабораторных работ. | Письменный экзамен. | |
Итого СРС за 2 семестр: | 98 | ||
Второй семестр изучения курса (семестр 3 по учебному плану) | |||
Решение индивидуальных заданий по темам текущих лекций и подготовка к контрольной работе | Студент решает индивидуальные задачи по следующим темам: - колебания и волны; - геометрическая оптика; - волновая оптика. | В процессе индивидуальной работы со студентом осуществляется проверка правильности решений, умения решать самостоятельно подобные задачи. | 30 |
Подготовка, оформление и защита лабораторных работ | Студент изучает теоретический материал по темам лабораторных работ, оформляет отчеты по каждой лабораторной работе и защищает каждую работу. | По каждой лабораторной работе проводится индивидуальный контроль: - проверяется усвоение теоретического материала; - проверяются результаты лабораторной работы, усвоение цели и порядка выполнения работы. | 22 |
Подготовка к коллоквиумам по проверке освоенных знаний | Студент изучает теоретический материал дисциплины и по вынесенным на коллоквиум темам, сдает коллоквиум. | В процессе коллоквиума проверяется : - знание теоретического материала; - умение применять эти знания для объяснения физических явлений и для решения задач. | 20 |
Подготовка к экзамену и его сдача | Студент повторяет, закрепляет теоретический материал дисциплины, основные типы задач и их решения, проверку законов физики при выполнении лабораторных работ. | Письменный экзамен. | |
Итого СРС за 3 семестр: | 72 | ||
Третий семестр изучения курса (семестр 4 по учебному плану) | |||
Решение индивидуальных заданий по темам текущих лекций и подготовка к контрольной работе | Студент решает индивидуальные задачи по следующим темам: - молекулярная физика и термодинамика; - атомная и ядерная физика. | В процессе индивидуальной работы со студентом осуществляется проверка правильности решений, умения решать самостоятельно подобные задачи. | 4 |
Подготовка, оформление и защита лабораторных работ | Студент изучает теоретический материал по темам лабораторных работ, оформляет отчеты по каждой лабораторной работе и защищает каждую работу. | По каждой лабораторной работе проводится индивидуальный контроль: - проверяется усвоение теоретического материала; - проверяются результаты лабораторной работы, усвоение цели и порядка выполнения работы. | 4 |
Подготовка к коллоквиумам по проверке освоенных знаний. | Студент изучает теоретический материал дисциплины и по вынесенным на коллоквиум темам, сдает коллоквиум. | В процессе коллоквиума проверяется : - знание теоретического материала; - умение применять эти знания для объяснения физических явлений и для решения задач. | 4 |
Подготовка к экзамену и его сдача | Студент повторяет, закрепляет теоретический материал дисциплины, основные типы задач и их решения, проверку законов физики при выполнении лабораторных работ. | Письменный экзамен. | |
Итого СРС за 4 семестр: | 12 |
6 УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
6.1 Темы контрольных работ:
Контрольная работа за 2 семестр по темам «Механика, электричество, магнетизм».
Контрольная работа за 3 семестр по темам «Колебания, волны и оптика».
Контрольная работа за 4 семестр по темам «Молекулярная физика, термодинамика, атомная физика».
6.2 Список вопросов для подготовки к экзамену
Второй семестр
Механика
1. Материальная точка. Абсолютно твердое тело. Система отсчета. Инерциальная система отсчета. Траектория, пройденный путь, перемещение. Радиус-вектор, скорость, ускорение материальной точки (определение, формулы, на рисунке указать направление).
2. Тангенциальное и нормальное (центростремительное) ускорение (определение, формулы, на рисунке указать направление). Угол поворота, угловая скорость, угловое ускорение (определение, формулы, на рисунке указать направление). Как связаны линейные и угловые величины?
3. Равномерное и равноускоренное прямолинейное и вращательное движение (формулы).
Масса, центр масс твердого тела. Центр масс системы твердых тел. Скорость центра масс замкнутой системы.
4. Момент инерции. Момент инерции материальной точки и твердого тела. Моменты инерции обруча, диска, стержня, шара. Теорема Штейнера.
5. Сила, момент сил. Плечо момента силы (определение, рисунок). Принцип суперпозиции сил и моментов сил. Первый закон Ньютона. (Примеры).
6. Импульс тела. Момент импульса тела. Импульс и момент импульса системы тел. Второй закон Ньютона. Основной закон динамики (для постоянной и переменной массы (моментов инерций)).
7. Изолированное тело. Внутренние и внешние силы. Замкнутая (изолированная) система тел. Третий закон Ньютона. (Примеры).
8. Закон сохранения импульса. Закон сохранения момента импульса.
9. Работа и мощность при постоянной и переменной силе и моменте сил. Консервативные и неконсервативные силы. Примеры консервативных и неконсервативных сил (с формулами).
10. Механическая энергия. Кинетическая энергия. Потенциальная энергия (примеры). Закон сохранения механической энергии. Теорема о кинетической энергии.
11. Типы ударов (абсолютно упругий, неупругий, абсолютно неупругий удары). Применимость законов Ньютона и законов сохранения.
Электричество
1. Электрический заряд. Два рода электрических зарядов. Электрически замкнутая система. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона. Электрическое поле. Электростатическое поле.
2. Напряженность электрического поля. Напряженность точечного заряда. Принцип суперпозиции электрического поля. Потенциал электрического поля. Потенциал точечного заряда. Связь потенциала и напряженности. Работа электрического поля.
3. Графическое изображение электростатического поля: силовые линии, эквипотенциальные поверхности (примеры графического изображение электростатического поля проводника).
4. Поток вектора напряженности электростатического поля. Теорема Гаусса. Применение теоремы Гаусса для вычисления вектора напряженности: точечного заряда, заряженной плоскости, заряженной нити.
5. Проводник в электростатическом поле. Электростатическая индукция в проводниках. Электроемкость проводника. Конденсатор, его электроемкость и энергия.
6. Свободные и связанные заряды. Электрический диполь. Поле электрического диполя. Диполь в неоднородном электрическом поле.
7. Поляризация диэлектрика. Полярный, неполярный и ионный диэлектрики. Вектор поляризации диэлектрика. Результирующее поле в диэлектрике. Диэлектрическая проницаемость. Сегнетоэлектрики. Зависимость вектора поляризации сегнетоэлектрика от напряженности внешнего электрического поля.
8. Электрический ток. Сила тока. Плотность тока. Носители электрического тока в проводниках, электролитах и полупроводниках.
9. Сопротивление, удельное сопротивление. Параллельное и последовательное соединения проводников. Зависимость сопротивления проводника и полупроводника от температуры (графики).
10. Сторонние силы. Электродвижущая сила. Коэффициент полезного действия источника тока. Ток короткого замыкания.
11. Закон Ома в дифференциальной и интегральной формах. Закон Джоуля-Ленца в интегральной и дифференциальной формах.
12. Электрическая цепь. Разветвленная электрическая цепь. Законы Кирхгофа.
Магнетизм
1. Магнитное поле. Примеры проявления магнитного поля (компас). Воздействие магнитного поля на проводник с током (сила Ампера). Момент сил, вращающий рамку с током в магнитном поле. Магнитный момент рамки с током.
2. Вектор индукции и напряженности магнитного поля. Графическое представление магнитного поля (силовые линии).
3. Принцип суперпозиции магнитного поля. Закон Био-Савара-Лапласа. Магнитное поле прямого и кругового тока. Магнитное поле движущегося заряда.
4. Сила Лоренса. Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле. Эффект Холла.
5. Контур с током в неоднородном магнитном поле. Взаимодействие контуров с током.
6. Циркуляция вектора индукции магнитного поля. Теорема о циркуляции магнитного поля. Примеры применения теоремы о циркуляции.
7. Поток вектора индукции магнитного поля. Потокосцепление магнитного поля. Теорема Гаусса.
8. Явление электромагнитной индукции. Закон Фарадея. Правило Ленца.
9. Явление самоиндукции. ЭДС самоиндукции. Индуктивность (примеры).
10. Взаимная индукция, коэффициент взаимной индукции. Трансформатор.
11. Энергия магнитного поля. Объемная плотность энергии магнитного поля.
12. Диамагнетики, парамагнетики, их поведение в магнитном поле. Вектор намагниченности. Магнитная восприимчивость. Магнитная проницаемость. Ферромагнетики. Зависимость вектора намагниченности от напряженности внешнего магнитного поля (явление гистерезиса). Температура Кюри.
Третий семестр
Колебания и волны
1. Классификация колебаний. Величины, характеризующие гармонические незатухающие собственные колебания. Вывод дифференциального уравнения колебаний и его решение на примере одного из физических моделей колебаний: пружинный, математический, физический маятники или электрический контур.
2. Формулы скорости, ускорения, возвращающей силы маятников. Полная энергия, кинетическая и потенциальная энергии маятников. Формулы колебаний электрического заряда, силы тока и напряжения в электрическом контуре. Энергия электрического и магнитного поля в контуре.
3. Векторное и графическое представление колебаний. Сложение двух колебаний с одинаковыми частотами, совершаемых вдоль одной линии. Сложение двух колебаний с близкими частотами, совершаемых вдоль одной линии. Биения. Сложение взаимно-перпендикулярных колебаний с одинаковыми частотами.
4. Затухающие колебания. Вывод дифференциального уравнения и его решения на примере одного из моделей. Формула частоты. Апериодическое затухание. Коэффициент затухания, логарифмический декремент затухания, время релаксации. Добротность. Векторное и графическое представление затухающих колебаний.
5. Вынужденные колебания. Дифференциальное уравнение и его решение. Амплитуда, частота, начальная фаза. Резонанс. График зависимости амплитуды вынужденных колебаний от частоты внешней силы. Резонансная частота, резонансная амплитуда.
6. Классификация волн. Механическая волна. Продольная и поперечная волны. Формулы скорости продольных и поперечных волн. Длина волны, волновой вектор, фронт волны.
7. Амплитуда и фаза волны. Уравнение бегущей плоской волны и бегущей сферической волны. Фазовая скорость волны, групповая скорость волны. Волновое уравнение плоской и сферической волн.
8. Когерентные механические волны. Интерференция и интерференционная картина механических волн. Стоячая волна. Вывод уравнения стоячей волны. Формулы положений пучностей и узлов.
9. Энергия и плотность энергии механической волны. Поток и плотность потока энергии. Вектор Умова. Интенсивность механической волны.
10. Электромагнитная волна. Вывод волнового уравнения плоской электромагнитной волны. Плотность энергии, вектор Пойтинга и интенсивность электромагнитной волны. Излучение электромагнитной волны диполем.
Оптика
1. Световая волна (свет). Диапазон световых волн. Корпускулярное, волновое и квантовое представление о свете. Луч света. Показатель преломления среды. Прямолинейность распространения и скорость света в среде. Независимость световых лучей. Законы отражения и преломления света. Полное внутреннее отражение. Геометрическая длина пути и оптическая длина пути.
2. Линза. Собирающие и рассеивающие линзы. Фокус, фокусное расстояние и фокальная плоскость линзы. Оптическая сила. Формула тонкой линзы. Увеличение тонкой линзы. Построение изображений в линзе.
3. Монохроматическая волна. Когерентные волны. Интерференция и интерференционная картина. Оптическая разность хода и ее связь с разностью фаз волн. Условия максимума и минимума интерференционной картины. Интенсивность и видность интерференционной картины.
4. Интерференция двух волн в опыте Юнга. Положение светлых и темных полос. Опыты Френеля с зеркалами, бипризмами. Опыт Ллойда.
5. Интерференция волн в опыте Ньютона. Условия максимума и минимума колец Ньютона. Интерференция света в плоскопараллельных пленках и пластинках. Полосы равного наклона. Интерференция света на клине. Полосы равной толщины.
6. Многолучевая интерференция. Примеры применения интерференции:
а) интерферометры, б) контроль плоских и сферических поверхностей, в) просветление оптических деталей.
7. Дифракция и дифракционная картина. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Объяснение прямолинейности распространения света. Дифракция Френеля на круглом отверстии и круглом диске. Условия максимума и минимума.
8. Дифракция Френеля и Фраунгофера на щели. Интенсивность, максимумы и минимумы дифракционной картины.
9. Дифракция света на пропускающей и отражательной дифракционной решетке. Интенсивность, условия главных максимумов и локальных минимумов дифракционной картины. Дисперсия и разрешение дифракционной решетки. Применение дифракционной решетки в спектральных приборах.
10. Дифракция на объемной решетке. Условие Вульфа-Брэгга. Селективность объемной решетки.
11. Естественный и поляризованный свет. Поляризация света. Виды поляризованного света. Поляризация света при отражении и преломлении. Закон Брюстера. Поляризатор, анализатор. Закон Малюса.
12. Двойное лучепреломление. Обыкновенная и необыкновенная волны. Интерференция поляризованных волн. Искусственное двойное лучепреломление. Метод фотоупругости. Опыт Керра. Вращение плоскости поляризации. Сахариметр.
13. Нормальная и аномальная дисперсия света. Поглощение света. Закон Бугера. Рассеяние света. Закон Рэлея.
14. Голография. Классификация голограмм. Формулы тонкого и объемного голограммного оптического элемента. Методы изготовления голограмм. Расчет положений источников схем записи объемного голограммного оптического элемента. Применение голографии.
Четвертый семестр
Термодинамика и основы молекулярной физики
1. Основные положения молекулярно-кинетической теории. Основные термодинамические величины. Моль газа. Парциальное давление. Закон Дальтона.
2. Идеальный газ. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории. Температура. Связь энергии молекулы и температуры. Уравнение состояния идеального газа. Изотермический, изохорический, изобарический процессы. Адиабатический и политропический процессы.
3. Распределение Максвелла и вероятность обнаружения молекул с заданными скоростями. Распределение Больцмана и вероятность обнаружения молекул с заданными энергиями. Распределение концентрации (плотности) и давления газа по высоте в поле тяжести.
4. Работа идеального газа. Работа при изобарическом, изохорическом, изотермическом, адиабатическом и политропическом процессах.
5. Степени свободы молекул. Закон распределения энергии молекул по степеням свободы. Внутренняя энергия одноатомного и многоатомного идеального газа. Теплоемкость. Удельная и молярная теплоемкости. Формула Майера. Первое начало термодинамики.
6. Обратимые и необратимые круговые процессы. Энтропия. Второе начало термодинамики. Теорема Нернста. Тепловая машина Карно. Цикл Карно и его к. п.д.
7. Уравнение реального газа Ван-дер-Ваальса. Изотермы Ван-дер-Ваальса. Фазовые превращения вещества.
8. Длина свободного пробега молекулы. Диффузия. Теплопроводность. Внутреннее трение.
Атомная и ядерная физика
1. Равновесное тепловое излучение. Характеристики теплового излучения. Спектр теплового излучения. Спектр поглощения тел. Закон Кирхгофа. Абсолютно черное тело. Проблемы абсолютно черного тела. Серое тело.
2. Гипотеза Планка. Формула Планка (график). Закон смещения Вина. Закон Стефана-Больцмана. Оптическая пирометрия.
3. Внешний и внутренний фотоэффект. Законы Столетова. Трудности объяснения фотоэффекта. Фотон. Энергия фотона. Формула Энштейна. Работа выхода. «Красная» граница фотоэффекта. Задерживающее напряжение. Фотоприемники.
4. Атом. Модели атомов. Опыт Резерфорда. Планетарная модель атома водорода. Недостатки планетарной модели атома.
5. Состояния атома. Постулаты Бора. Следствия из постулатов Бора (отбор радиусов орбит, скорости и энергии электрона). Спектр излучения водорода. Серия Лаймана, Бальмера, Пашена и Брэкета.
6. Волновые и корпускулярные свойства фотона и частиц. Гипотеза де-Бройля. Корпускулярно-волновой дуализм. Волновая функция, ее физический смысл. Соотношение неопределенности Гейзенберга.
7. Временное уравнение Шредингера. Решение уравнения Шредингера для свободной частицы. Стационарное уравнение Шредингера. Частица в бесконечной потенциальной «яме». Уровни энергии и соответствующие им волновые функции.
8. Атом водорода. Квантовые числа. Квантовые состояния. Принцип Паули. Распределение электронов в атоме. Периодическая таблица Менделеева.
9. Зонная теория металлов, полупроводников и диэлектриков. Распределение Ферми-Дирака.
10. Собственная, донорная и примесная проводимости полупроводников. Полупроводниковый диод, транзистор.
11. Распределение Бозе-Энштейна. Спонтанное и вынужденное излучение. Лазеры.
12. Ядро атома. Ядерные силы. Дефект массы и энергия связи ядра. Ядерные реакции. Естественная и искусственная радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Период полураспада.
6.3 Перечень используемых методических разработок:
Костюченко, [Текст]. Методические указания к лабораторным работам по физике для студентов 1-го курса. / ; СГГА. - Новосибирск: СГГА, 2002.
Электричество. Методические указания для лабораторных работ по физике [Текст]. / , . – Новосибирск: НИИГАиК, 1992.
Магнетизм. Методические указания для лабораторных работ по физике [Текст]. / . – Новосибирск: НИИГАиК, 1991.
Колебания и волны. Методические указания для лабораторных работ по физике [Текст]. / , , . – Новосибирск: НИИГАиК,1988.
Оптика. Методические указания к лабораторным работам по курсу физики для студентов первого курса [Текст]. / , . – Новосибирск. НИИГАиК.1992.
Батомункуев, оптика. Методические разработки для лабораторных работ по курсу общей физики [Текст]. / ; СГГА. – Новосибирск. СГГА.1998.
Дикусар, работы по курсу общей физики [Текст]. / , , . – Новосибирск: СГГА, 2008.
Тюшев, физика [Текст]. Методические указания. / , , . – Новосибирск: СГГА, 2008.
Квантовая и статистическая физика [Текст]. Методические указания. – Новосибирск: НИИГАиК, 1990.
Описания лабораторных работ по физике для студентов СГГА [Электронный ресурс]. Режим доступа – сайт кафедры физики СГГА:
http://*****/study. php? id=lab
Тексты индивидуальных заданий по физике для студентов СГГА [Электронный ресурс]. Режим доступа – сайт кафедры физики СГГА:
http://*****/study. php? id=zad
Дикусар, [Электронный ресурс]: сб. контрольных заданий для подготовки к Интернет-экзамену / , ; СГГА. - Новосибирск: СГГА, 20с. Режим доступа – ЭБ СГГА.
6.4 Библиографический список основной и дополнительной литературы
Основная литература:
Тюшев, лекций по физике [Текст]: учеб. пособие для вузов, рекомендовано СР УМЦ / СГГА. - 2-е изд., испр. и доп. - Новосибирск : СГГА, 2011.:
Ч. 1: Механика / , .
Ч. 2: Электричество и магнетизм / , ; СГГА.- 201с.
Ч. 3: Колебания и волны. Волновая оптика / , ; СГГАс.
Ч. 4: Молекулярная физика и термодинамика / , ; СГГАс.
Ч. 5: Квантовая физика / ; СГГАс.
Тюшев лекций по физике [Электронный ресурс] / СГГА. - Новосибирск : 2Режим доступа – ЭБ СГГА:
Ч. 1: Механика : учеб. пособие / , .
Ч. 2: Электричество и магнетизм : учеб. пособие / , .
Ч. 3: Колебания и волны. Волновая оптика : учеб. пособие / , .
Ч. 4: Молекулярная физика и термодинамика : учеб. пособие / , .
Ч. 5: Квантовая физика : учеб. пособие / .
Волькенштейн, задач по общему курсу физики [Текст]: учебник для вузов / . - Изд. доп. и перераб. - СПб : Лань : Спец. литература, 19с.
Дополнительная литература:
Савельев, общей физики [Электронный ресурс]. В 3-х тт. / . - Изд.: Лань.- 201с. Режим доступа – ЭБ СГГА:
Т.1. Механика. Молекулярная физика. / .
http://e. /books/element. php? pl1_cid=25&pl1_id=2038
Т. 2. Электричество и магнетизм. Волны. Оптика./ .
http://e. /books/element. php? pl1_cid=25&pl1_id=2039
Т. 3. Квантовая оптика. Атомная физика. Физика твердого тела./ .
http://e. /books/element. php? pl1_cid=25&pl1_id=2040
Савельев, общей физики [Текст]. Сборник вопросов и задач по общей физике
/ . - Изд.: Лань.- 200с. Режим доступа – ЭБ СГГА:
http://e. /books/element. php? pl1_cid=25&pl1_id=352
7 Материально-техническое обеспечение учебной дисциплины
Лекционная аудитория с наличием мультимедийного проектора и ноутбука.
Аудитории с установками, в том числе компьютерными, для выполнения лабораторных работ.
Компьютерные программы для выполнения лабораторных работ.
Рабочая программа разработана в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки (специальности) 200501 Метрология и метрологическое обеспечение (квалификация - инженер).
Разработчик: , доцент кафедры физики, к. т.н., уч. звание – доцент.
Рабочая программа согласована
« ___ » ____________ 20 г.
Зав. кафедрой метрологии и стандартизации
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры физики, протокол № от
« ___ » ____________ 20 г.
Зав. кафедрой физики
Одобрено научно-методическим советом ИОиОТ « ____ » _______________ 20 г.
Председатель НМС
Директор ИОиОТ
« ___ » ____________ 20 г.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 |
