Физика (стр. 2 )

5.1. Содержание модулей и разделов дисциплины.

Семестр I (количество модулей 2)
Модуль 1. Физические основы механики Цель: –рассмотреть основные понятия, законы и теоретические положения классической механики и специальной теории относительности, указать области их практического применения; –отработать методику решения физических задач с использованием законов механики; –ввести понятие колебательного движения, рассмотреть разные виды классификаций колебаний и их характеристик, уделив особое внимание нелинейным колебаниям и их частному случаю – гармоническому колебанию; –оказать помощь студентам в формировании у них физического мышления В результате усвоения данного модуля формируют компетенции ПК-2, ПК-4, ПК-8; ПК-18, ОК-10, ОК-13.
№ п/п	Наименование раздела дисциплины, входящей в данный модуль.	Содержание раздела
Аудиторная работа	СРС
1	Физические основы механики	Введение. Материя, ее виды и формы существования.. Методы физических исследований. Экспериментальные и теоретические методы в физике. Роль модельных представлений в физике. 1.2. Законы Ньютона Силы. Инерциальные системы отсчета. Масса. Законы Ньютона. Начальные условия. Импульс. Изменение импульса механической системы. Центр масс механической системы, движение центра масс. Связь закона сохранения импульса с однородностью пространства.	Физические величины, их измерение и оценка точности и достоверности полученных результатов. Системы единиц физических величин. 1.1. Кинематика и динамика поступательного движения 1Система отсчета. Относительность движения.. Траектория, перемещение, путь. Линейные скорость и ускорение. Преобразование координат в классической механике
2	1.4.Динамика вращательного движения твердого тела. Основное уравнение вращательного движения твердого тела с закрепленной осью вращения. Момент импульса тела. Момент импульса относительно оси. Моменты инерции. Теорема Штейнера. Степени свободы абсолютно твердого тела.	1.3.Момент импульса. Момент силы. Момент импульса материальной точки и механической системы. Уравнение моментов для механической системы. Закон сохранения момента импульса механической системы. Основные законы движения планет.
3	1.5. Закон сохранения энергии. 1.  Работа и кинетическая энергия. Работа и потенциальная энергия. Консервативные силы. Потенциальные энергии тяготения и упругих деформаций. Связь между потенциальной энергией и силой. Закон сохранения полной механической энергии. Кинетическая энергия твердого тела	Связь закона сохранения с однородностью времени. Соударение тел. Абсолютно упругий и неупругий удары
4	Релятивистская механика	3. Релятивистская механика. Преобразования Галилея. Инвариантность уравнений классической механики относительно преобразований Галилея. Постулаты специальной теории относительности Эйнштейна. Преобразования Лоренца. Относительность одновременности и причинность. Классические следствия из преобразований Лоренца.	Релятивистский закон сложения скоростей. Элементы релятивистской механики. Кинетическая энергия релятивистской частицы. Взаимосвязь массы и энергии. Связь между импульсом и энергией релятивистской частицы.
5	Механические колебания и волны	2.2. Механические колебания Свободные незатухающие колебания. Гармонические колебания. Дифференциальное уравнение гармонических колебаний. Энергия и импульс гармонического осциллятора. Физический маятник. Квазиупругая сила. Свободные и вынужденные колебания. Установившиеся вынужденные колебания. Механический Резонанс. 2.2. Механические волны. Виды механических волн. Упругие волны в стержнях. Волновое уравнение. Плоская гармоническая волна, длина волны, фазовая скорость. Сферические волны. Энергия упругой волны. Когерентность волны. Интерференция волн. Стоячие волны. Бегущие волны. Поток энергии бегущей волны. Объёмная плотность энергии волны. Вектор Умова.	Сложение гармонических колебаний. Биения. Фигуры Лиссажу. Логарифмический декремент затухания. Добротность колебательной системы Распространение колебаний давления и плотности в среде. Типы волн. Продольные и поперечные волны. Отражение и преломление волн. Основные случаи граничных условий

Модуль2. Термодинамика и молекулярная физика Цель: – рассмотреть законы статистической физики и термодинамики, ввести понятие порядка и беспорядка в природе, о динамических и статистических закономерностях в природе; –оказать помощь студентам в формировании у них представлений о Вселенной в целом как физического объекта и ее эволюции –оказать помощь студентам в формировании у них физического мышления В результате усвоения данного модуля формируют компетенции ПК-2, ПК-4, ПК-5, ПК-8; ПК-18, ОК-10, ОК-13.
№ п/п	Наименование раздела дисциплины, входящей в данный модуль.	Содержание раздела
аудиторная работа	СРС
6	4.Термодинамика	4.1. Основные положения термодинамики. 1 начало термодинамики. Термодинамический и статистический методы описания макроскопических тел. Термодинамические состояния и процессы. Термодинамические равновесия и температура. Внутренняя энергия и температура термодинамической системы. Адиабатически изолированная система. Первое начало термодинамики и его применение к процессам в идеальном газе. Теплоемкость идеального газа. Связь теплоёмкости газа с числом степеней свободы. Уравнение Майера.	Квазистатические процессы. Обратимые и необратимые процессы. Уравнение состояния термодинамических систем. Уравнение Менделеева-Клапейрона. Идеальный газовый термометр. Газ Ван-дер-Ваальса. Политропический процесс. Уравнение политропы и его частные случаи.
7	4.2. Второе начало термодинамики. Тепловые машины. Цикл карною Второе начало термодинамики. Теоремы Карно. Термодинамическая шкала температур. Нерпвенство Клаузиса. Термодинамическая энтропия. Закон возрастания энтропии. Третье начало термодинамики.	Основное уравнение термодинамики. Термодинамические потенциалы. Эффект Джоуля-Томсона.
8	5. Молекулярная физика	2.  5.1.Статистический подход к описанию макроскопических тел. 3.  Основные положения молекулярно-кинетической теории Статистический подход к описанию молекулярных явлений. Понятие о статистических закономерностях. Основное уравнение молеклярно-кинетической теории газов. Его связь с уравнением Менделеева-Клапейрона	4.  5.3. Явления переноса. Законы Фика, Фурье и Ньютона-Стокса. 5.  5.4. Равновесие фаз и фазовые переходы. 6.  Агрегатное состояние вещества. Условия равновесия фаз. Явления на границы раздела газа, жидкости и твердого тела. Капиллярные явления. 7.
9	8.  5.2.Равновесные статистические распределения. 9.  Функция распределения. Распределение Больцмана. Барометрическая формула. Распределения Максвелла (по модулю и проекциям скорости.). Экспериментальная проверка распределений Больцмана и Максвелла. Опыты Перрена. Равновесные Флуктации. Статистический смысл энтропии.	10.  5.5. Реальные газы. 11.  Уравнение Ван-дер-Ваальса как уравнение состояния реального газа.
Семестр I I (количество модулей 2)
Модуль 4. Электричество и магнетизм Цель: рассмотреть основные характеристики электрического и магнитного полей, физические законы, описывающие их поведение (систему уравнений Максвелла для стационарных и переменных полей), обратив особое внимание на их использование для усвоения общепрофессиональных и специальных дисциплин; –отработать методику решения физических задач с использованием законов электромагнетизма; – оказать помощь студентам в формировании у них современного естественнонаучного мышления. В результате усвоения данного модуля формируют компетенции ПК-2, ПК-4, ПК-5, ПК-8; ПК-17, ОК-10, ОК-13.
10. 11 12 13 14	Электричество и магнетизм	6.1 Электростатика. Электрическое поле. Напряженность электрического поля. Силовые линии. Принцип суперпозиции электрических полей Поток вектора напряженности электрического поля. Теорема Гаусса для электростатического поля в вакууме в дифференциальной и интегральной формах. Работа электростатического поля при перемещении заряда. Связь напряженности и потенциала.	Закон сохранения электрического заряда. Микроскопические носители заряда. Применение теоремы Гаусса для расчета электрических полей. Теорема Ирншоу.
6.1. Проводники и диэлектрики в электрическом поле. Электрическое поле в диэлектрике. Поляризованность. Свободные и связанные заряды. Вектор электрического смещения. Проводники в электрическом поле. Электроёмкость. Электроемкость плоского, цилиндрического и сферического конденсаторов. Энергия заряженного конденсатора и проводника.	6.2. Электрический ток. Носители заряда в среде. Сила и плотность тока. Уравнение непрерывности. Электрическое поле в проводнике с током. Силовые линии электрического поля и линии тока. Сторонние силы. Законы Ома в интегральной и дифференциальной формах. Классическая электронная теория электропроводности
6.3. Магнитное поле в вакууме и веществе. Вектор индукции магнитного поля. Закон Био-Савара_Лапласа. Принцип суперпозиции магнитных полей. Теорема о циркуляции вектора индукции магнитного поля в вакууме. Намагниченность вещества. Вектор напряженности магнитного поля и его связь с вектором индукции и намагниченности. Магнитная восприимчивость и магнитная проницаемость вещества.	Классификация магнетиков: диамагнетики, парамагнетики, ферромагнетики.
6.4. Движение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях. Проводники с током в магнитном поле Сила Лоренца. Движение заряженных частиц в магнитных полях. Ускорение заряженных частиц электромагнитными полями. Теорема Гаусса для магнитного поля в дифференциальной и интегральной формах.	6.5. Проводники с током в магнитном поле. Закон Ампера. Магнитный момент контура с током. Поток вектора магнитной индукции. Теорема Гаусса для магнитного поля в интегральной и дифференциальной формах
6.6. Электромагнитная индукция и уравнения Максвелла. Закон Фарадея. Правило Ленца. Самоиндукция. Взаимная индукция. Плотность энергии магнитного поля. Уравнения Максвелла в интегральной и дифференциальной формах. Преобразования Лоренца для электрических и магнитных полей.	6.6. Токи Фуко. Вихревые токи. Магнитное давление. Основные положения электромагнитной теории Максвелла. Ток смещения. Закон полного тока.
6.7.Электромагнитные колебания и волны. Электромагнитные колебания в идеальном контуре. Затухающие колебания в контуре с потерями. Вынужденные колебания в последовательном и параллельном электрическом контуре. Колебания в связанных контурах. Длинные линии. Волновое уравнение для электромагнитного поля, его общее решение. Энергия и импульс электромагнитного поля.	6.7.Электрический контур. Электрический контур. Вектор Умова-Пойтинга. Излучение электромагнитных волн. Поляризация электромагнитных волн.
Модуль 4. Основы оптики и квантовой физики Цель: – рассмотреть волновые и квантовые свойства света, основные законы волновой и квантовой оптики; - основные положения квантовой механики; -основы физики атомного ядра; явление радиоактивности; –оказать помощь студентам в формировании у них физического мышления В результате усвоения данного модуля формируют компетенции ПК-2, ПК-4, ПК-5, ПК-8; ПК-17, ОК-10, ОК-13.
15 16 17	7. Волновые свойства света. 8.Экспериментальные основания квантовой физики	7.2. Интерференция света. Расчет интерференционной картины с двумя когерентными источниками. Пространственная и временная когерентность. Интерференция в тонких пленках. Интерференционные полосы равной толщины и равного наклона.. 7.3. Дифракция света Принцип Гюйгенса — Френеля. Метод зон Френеля. Дифракция от круглого отверстия, от диска. Дифракция Фраунгофера от щели. 7.4. Поляризация света. Естественный и поляризованный свет. Распространение света в одноосных кристаллах. Двойное лучепреломление. Поляризация света при двойном лучепреломлении. Поляризационные призмы и поляроиды. Закон Малюса.	7.1. Предмет физической оптики. Электромагнитная теория света. Скорость света. Шкала электромагнитных излучений. Оптическое излучение, его интенсивность. Применение интерференции, интерферометры. 7.3.Дисперсия света. Нормальная и аномальная дисперсия. Представление о спектральном анализе световых волн.
8.1. . Квантовые свойства света. Спектральные и интегральные характеристики теплового излучения. Связь между спектральной плотностью энергетической светимости и объёмной плотностью энергии излучения. Излучательная и поглощательная способности вещества и их соотношение. Модель абсолютно черного тела. Законы Кирхгофа, Стефана-Больцмана и Вина. Формула Рэлея-Джинса. Ограниченность классической теории излучения. .	Гипотеза Планка, дискретный характер испускания и поглощения электромагнитного излучения в веществом. Квантовое объяснение законов теплового излучения. Корпускулярно-волновой дуализм. Квантовое обоснование фотоэффекта и эффекта Комптона. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Опыт Боте.
8.2. Планетарная модель атома. Открытие электрона. Модель атома по Томсону. Опыты Резерфорда по рассеянию частиц, ядерная модель атома. Линейчатые спектры атомов. Эмпирические закономерности в атомных спектрах. Комбинационный принцип Ритца. Формула Бальмера. Строение атома по Бору	Опыты Франка и Герца. Флуорисценция.
9.1. Основные понятия квантовой механики. Волновые свойства микрочастиц. Гипотеза де Бройля. Противоречивость корпускулярных и волновых представлений. Корпускулярно - волновой дуализм. Дифракция микрочастиц. Опыт Дэвиссона и Джермера. Принцип неопределенности Гейзенберга.	9.2Основные понятия квантовой механики. Уравнение Шредингера. Уравнение Шредингера для стационарных состояний. Частица в потенциальной яме. Стационарное уравнение Шредингера для атома водорода.
18	Основные положения физики атомного ядра и элементарных частиц.	14.1.Основы физики атомного ядра. Состав атомного ядра. Характеристики ядра; заряд, масса, энергия связи. 14.1. Радиоактивность. Виды радиоактивных излучений. Законы радиоактивного распада. Активность естественная и искусственная радиоактивность. Ядерные реакции. Законы сохранения в ядерных реакциях. Взаимодействие ядерных излучений с веществом. Понятие о дозиметрии.	14.2. Элементарные частицы Фундаментальные взаимодействия. И классы элементарных частиц. Их основные характеристики. Частицы и античастицы. Предсказание и открытие позитрона. Лептоны и кварки. Кварковая структура андронов.

Конспекты лекций находятся в печатном и электронном вариантах в УМК (в разделе 5)

5.2. Разделы дисциплин и виды занятий.

	№ раздела дисциплины, входящей в данный модуль	Лекц.	ЛЗ	ПЗ	СРС	Всего часов
1 семестр
Модуль 1	Введение	1	4		5	10
1,2,3	9	32	2	43	86
Модуль 2	4,5	8	32	2	42	84
	Итого:	18	68	4	90	180

11 семестр
Модуль 4	6	2	20	2	22	44
6	8	8	18	36
Модуль 5	7,8,	4	12	2	16	28
9	2	8	10	20
14	2	2	6	12
	Итого:	18	50	4	72	144
	Всего:	36	118	8	162	324

5.3. Тематический план лекции