Рабочая программа (стр. 7 )

6.1. Интерактивные формы обучения

Интерактивные формы обучения	Вид работы (Л, ПЗ, ЛР)	Краткое описание	Количество часов
компьютерная симуляция	Л	Демонстрации физических явлений	24
деловая или ролевая игра
разбор конкретных ситуаций
Тренинг	ПЗ	Тестовые системы по всем разделам физики	32

Удельный вес занятий, проводимых в интерактивных формах в учебном процессе составляет 26 % аудиторных занятий.

6.2. Инновационные способы и методы, используемые в образовательном процессе

№	Наименование	Краткое описание и примеры использования в темах и разделах
1.	Использование информационных ресурсов и баз данных	– электронный ресурс издательства "Лань" – e. *****;
2.	Применение электронных мультимедийных учебников и учебных пособий	"Открытая физика"

7. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов

Виды контрольных мероприятий и формы аттестации дисциплины

В соответствии с “Положением о рейтинговой системе оценки учебной, учебно-исследовательской, научной и общественной деятельности студентов машиностроительного факультета дневного отделения” вводятся следующие правила и критерии оценки работы студентов в течение семестра

Рейтинг студента формируется накопительно из количественной оценки:

учебной деятельности:

– аудиторной работы (проверочные, контрольные, лабораторные и практические работы, тестирование);

– самостоятельной работы (домашние работы, рефераты);

– результативного участия в конкурсах, олимпиадах;

– промежуточной аттестации (зачет или экзамен);

научно-исследовательской деятельности, включающей:

– научные публикации;

– выступления на конференциях;

– результативное участие в конкурсах грантов и конкурсах НИР;

Максимальное количество баллов, учитывающее все виды работ за семестр 100 баллов.

Студент должен выполнить в полном объеме все виды обязательных запланированных заданий. Работа в семестре оценивается в 80 баллов. Сдача экзамена или зачета — до 20 баллов.

Зачет по дисциплине выставляется на основе суммы баллов, полученных по результатам текущей успеваемости в семестре, и проставляется в том случае, когда студент набрал 60 и более баллов.

Программа считается выполненной, и студент допускается к сдаче экзамена, если студент набрал в течение семестра не менее 48 баллов.

Экзаменационная оценка по дисциплине выставляется на основе суммы баллов, полученных по результатам текущей успеваемости в семестре и баллов, полученных на экзамене. При этом устанавливается следующее соответствие между оценками:

– 91 – 100 баллов — «отлично»;

– 76 – 90 баллов — «хорошо»;

– 60 – 75 баллов — «удовлетворительно»;

– менее 60 баллов — «неудовлетворительно».

Итоговый балл по дисциплине проставляется лектором в экзаменационную ведомость вместе с оценкой.

Темы эссе, рефератов, курсовых работ и др.

Не предусмотрены учебным планом.

Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля

№ раздела дисциплины	Контрольные вопросы
1 семестр
1	1. Дайте определение понятиям траектория, путь, перемещение. 2. Дайте характеристику скорость и ускорению как физическим величинам. 3. Выведите формулу для скорости при равноускоренном движении. 4. Выведите формулу для перемещения при равноускоренном движении.
1	1.Дайте определение понятиям угла поворота, угловой скорости и углового ускорения. 2. Запишите уравнения вращательного движения. 3. Связь между векторами линейных и угловых величин.
1	1. Дайте определение понятиям силы, массы, импульса тела, импульса силы. 2. Перечислите виды сил. 3. Запишите законы Ньютона для поступательного движения. 4. Дайте характеристику силе трения и силе упругости.
1	1. Дайте определение работе и энергии. 2. Определение кинетической и потенциальной энергии. 3. Связь между работой и энергией. 4. Запишите закон сохранения импульса. 5. Запишите закон сохранения механической энергии.
1	1. Дайте определение понятиям момент силы, момент инерции, момент импульса. 2. Запишите основное уравнение динамики вращательного движения. 3. Как вычисляется момента инерции системы материальных точек и сплошного тела? Приведите пример.
1	1. Дайте определение понятиям смещения, амплитуды, периода, частоты, фазы, начальной фазы колебаний. 2. Запишите уравнение упругих колебаний. 3. Запишите уравнение для энергии колеблющегося тела. 4. Дайте определение понятиям длина волны, фаза, волновое число. 5. Запишите уравнение волнового движения.
2	1. Дайте определение понятиям атома, молекулы, моля, концентрации, температуры, идеального газа. 2. Запишите уравнение состояния идеального газа.
2	1. Запишите уравнения для характерных скоростей молекул. 2. Запишите уравнения для энергии молекул газов.
2	1. Дайте определение понятиям теплоёмкость, внутренняя энергия, теплота, число степеней свободы. 2. Запишите I уравнение термодинамики. 3. Запишите уравнения для расчёта теплоёмкостей идеального газа.
2 семестр
4	1. Дайте определение основным характеристикам электрического поля. 2. Изобразите силовые линии электростатических полей положительного и отрицательного зарядов, диполя. 3. Запишите уравнения для расчёта силы Кулона для точечных зарядов.
4	1. Дайте определение теоремы Остроградского–Гаусса. 2. Определение потока вектора напряжённости электростатических полей. 3. Определение напряжённости с помощью теоремы Гаусса.
4	Дайте понятие градиенту потенциала. Запишите связь между напряжённостью электростатического поля и потенциалом. Запишите формулу для вычисления работы электростатического поля по переносу электрического заряда.
4	1. Дайте определение конденсатора. 2. Запишите формулы для определения ёмкости различных типов конденсаторов. 3. Запишите формулы для расчёта энергии конденсатора.
5	1. Что такое электрический ток? 2. Запишите закон Ома для участка цепи. 3. Запишите закон Ома для полной цепи. 4. Запишите закон Джоуля-Ленца. 5. Мощность электрического тока (определения, формулы, единицы).
6	1. Назовите основным характеристики магнитного поля. 2. Изобразите силовые линии магнитных полей постоянного магнита, соленоида и прямого провода. 3. Как вычисляется напряжённость и индукция магнитного поля прямого тока и на оси кругового витка?
6	1. Дайте определение силы Ампера. Как она вычисляется? 2. Дайте определение силы Лоренца. Как она вычисляется? 3. Опишите движение заряженной частицы в магнитном поле.
6	1. Что такое электромагнитная индукция? Запишите закон Фарадея. Сформулируйте правило Ленца. 2. Перечислите способы получения ЭДС индукции. 3. Запишите формулу для вычисления энергии и объёмной плотности энергии магнитных полей.
3 семестр
8	1. Что такое интерференция? 2. Сформулируйте условие когерентности. 3. Запишите условия максимума и минимума для разности фаз и для разности хода лучей.
8	1. Поясните появление дифракции при встрече света с препятствием, имеющим отверстие, либо закрывающим часть волнового фронта. 2. Сформулируйте принцип разбиения фронта волны на зоны.
8	1. Что такое поляризация? 2. Сформулируйте закон Малюса. 3. Что такое угол Брюстера?
9	1. Что такое тепловое излучение? Какогвы его особенности? 2. Дайте понятие излучательной и поглощательной способностей и определите их размерности.
9	1. Сформулируйте опытные законы теплового излучения.
9	1. Дайте определение фотона. 2. Запишите формулы для определения массы и импульса фотона.
9	1. Что такое фотоэффект? 2. Сформулируйте основные закономерности фотоэффекта.
9	1. В чём заключается эффект Комптона? 2. Каковы условия наблюдения эффекта Комптона?
10	1. Запишите постулаты Бора. 2. Выведите формулы для радиуса стационарной орбиты и скорости электрона на ней.
10	1. Выведите формулы для энергии электрона в атоме водорода. 2. Получите сериальную формулу.
11	1.Сформулируйте гипотезу де Бройля. 2. Сформулируйте принцип неопределённостей Гейзенберга.
11	1. Дайте определение волновой функции. 2. Запишите уравнение Шредингера. Каков его смысл?
12	1. Что такое радиоактивность? 2. Запишите закон радиоактивного распада.
12	1. Запишите уравнение реакции деления. 2. Запишите уравнение реакции слияния. 3. Как определяется энергия реакции?

Вопросы и задания для контроля самостоятельной работы обучающегося

по отдельным разделам дисциплины

Электростатика

1.  Напряженность электрического поля. Вектор напряженности поля точечного заряда и систем зарядов. Силовые линии.

2.  Электрическое поле диполя и системы зарядов на больших расстояниях.

3.  Дискретное и непрерывное распределение зарядов. Линейная, поверхностная и объемная плотность зарядов.

4.  Взаимодействие точечных зарядов. Закон Кулона.

5.  Поток вектора напряженности электрического поля. -Г.

6.  Вычисления и графики напряженности электрического поля:

-равномерно заряженной линии;

- равномерно заряженной плоскости.

7. Вычисления и графики напряженности электрического поля:

- равномерно заряженного шара;

- равномерно заряженной сферы.

8.  Работа электрического поля при перемещении зарядов. Условия потенциальности.

9.  Потенциал, разность потенциалов электрического поля:

-равномерно заряженной линии;

- равномерно заряженной плоскости;

10. Потенциал, разность потенциалов электрического поля:

- равномерно заряженного шара;

-  равномерно заряженной сферы.

11. Электрическое поле в полярных и неполярных диэлектриках. Поляризация.

12. Вектора поляризации и электрического смещения.

13. Электрическое поле на границе двух диэлектриков.

14. Сегнетоэлектрики.

15. Энергия взаимодействия электрических зарядов.

16. Энергия и плотность энергии заряда конденсатора.

17. Электроемкость. Конденсаторы.

Постоянный ток и магнетизм

1.  Электрический ток. Условия, необходимые для существования тока. Сила и плотность электрического тока.

2.  Закон Ома в дифференциальной форме. Его вывод для металлов по классической электронной теории проводимости.

3.  Электродвижущая сила. Роль источника ЭДС в электрической цепи. Закон Ома для участка электрической цепи с Э. Д.С. и для частных случаев. Сопротивление проводников. Удельное сопротивление, его зависимость от температуры. Сверхпроводимость.

4.  Работа и мощность электрического тока. Закон Джоуля-Ленца, его дифференциальная форма. Вывод закона Джоуля-Ленца по классической электронной теории проводимости.

5.  Магнитное поле, его свойства. Векторы индукции и напряженности магнитного поля. Силовые линии магнитного поля. Примеры. Закон Био-Савара-Лапласа.

6.  Магнитное поле проводника с током. Закон Био-Савара-Лапласа. Магнитное поле: прямого проводника с током; кругового контура с током

7.  Действие магнитного поля на токи и заряды. Закон Ампера и сила Лоренца. Движение зарядов в магнитном поле.

8.  Контур с током в магнитном поле. Момент силы и работа, совершаемая при повороте контура в магнитном поле.

9.  Циркуляция и дивергенция вектора магнитной индукции. Непотенциальность магнитного поля. Закон полного тока.

10.  Магнитное поле соленоида. Вычисление индукции этого поля с применением закона полного тока. Магнитное поле тороида.

11.  Магнитное поле в веществе. Виды магнетиков.

12.  Закон электромагнитной индукции. ЭДС индукции в проводнике, движущемся в магнитном поле.

13.  Токи Фуко. Примеры практического применения. Вредное действие.

14.  Явление самоиндукции. Индуктивность. Вычисление индуктивности соленоида. Э. Д.С. самоиндукции

15.  Ток самоиндукции при замыкании и размыкании электрической цепи.

16.  Явление взаимоиндукции. Принцип действия генератора переменного тока и трансформатора.

17.  Уравнения электромагнитного поля (уравнения Максвелла).

18.  Электромагнитные колебания. Колебательный контур. Свободные колебания в идеальном контуре.

19.  Энергия магнитного поля. Объемная плотность энергии.

20.  Электромагнитные волны, как следствие теории Максвелла. Опыты Герца. Свойства электромагнитной волны. Фазовая скорость. Вектор Пойнтинга.

Контрольные вопросы и задания для проведения промежуточной аттестации

по итогам освоения дисциплины

1 семестр

Физические основы механики

1.  Кинематика поступательного движения материальной точки. Способы задания движения. Понятия траектории, пути, перемещения точки, скорости, ускорения.

2.  Кинематические уравнения поступательного движения (с выводом).

3.  Кинематика вращательного движения. Понятия угла поворота, угловой скорости и углового ускорения. Связь между векторами линейных и угловых величин.

4.  Кинематические уравнения вращательного движения (с выводом).

5.  Динамика материальной точки. Понятие силы, массы, импульса тела, импульса силы. Виды сил.

6.  Законы Ньютона. Замкнутая механическая система. Внешние и внутренние силы. Пределы применимости классической механики.

7.  Импульс тела, импульс силы. Закон сохранения импульса. Реактивное движение. Формула Циолковского.

8.  Работа постоянной и переменной силы. Мощность. Энергия, работа и мощность при вращательном движении.

9.  Понятие об энергии и закон её сохранения. Связь работы и энергии. Вычисление кинетической энергии.

10. Потенциальная энергия. Вычисление потенциальной энергии для различных видов взаимодействия. Понятие консервативных сил.

11. Космические скорости.

12. Динамика вращательного движения. Понятия момента силы, момента инерции, момента импульса. Основное уравнение динамики вращательного движения.

13. Вычисление момента инерции системы материальных точек и сплошного тела. Теорема Штейнера.

14. Момент импульса. Закон сохранения момента импульса. Гироскопический эффект.

15. Элементы специальной теории относительности. Преобразования Лоренца. Следствия из них. Динамика специальной теории относительности.

16. Колебательное движение. Амплитуда, период, частота, фаза. Смещение, скорость и ускорение колеблющейся точки. Векторная диаграмма. Энергия гармонических колебаний.

17. Динамика колебаний материальной точки. Понятие квазиупругой силы. Уравнение колебательного движения.

18. Дифференциальное уравнение свободных колебаний. Маятники.

19. Затухающие колебания. Коэффициент и логарифмическийо декремент затухания.. Вынужденные колебания. Автоколебания. Явление резонанса.

20. Сложение однонаправленных и взаимно перпендикулярных колебаний. Фигуры Лиссажу.

Молекулярная физика и термодинамика

21. Молекулярно-кинетическая теория. Агрегатные состояния вещества. Масса и размеры молекул. Количество вещества. Число Авогадро.

22. Идеальный газ. Макропараметры. Изопроцессы. Опытные газовые законы. Уравнения состояния идеального газа.

23. Средняя энергия молекул. Температура. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории. Число степеней свободы. Равномерное распределение энергии по степеням свободы молекул.

24. Адиабатический процесс. Уравнение Пуассона.

25. Максвелловское распределение молекул по скоростям. Характерные скорости молекул. Опыт Штерна.

26. Больцмановское распределение частиц в потенциальном поле. Барометрическая формула.

27. Явления переноса в газах: диффузия, теплопроводность и внутреннее трение. (Уравнения Фика, Фурье, Ньютона).

28. Внутренняя энергия системы. Способы изменения внутренней энергии.

29. Вычисление работы газа. Работа газа в изопроцессах.

30. Первый закон термодинамики и его применение к различным изопроцессам.

31. Теплоёмкость газов. Уравнение Майера. Зависимость теплоёмкости от условий сообщения теплоты газу. Закон Дюлонга и Пти.

32. Круговые процессы. Понятие обратимого и необратимого процесса. Тепловые двигатели. КПД теплового двигателя. Идеальная тепловая машина Карно. КПД машины Карно.

33. Второе начало термодинамики. Понятие энтропии. Вероятностная трактовка энтропии. Понятие термодинамической вероятности.

34. Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Изотермы реальных газов. Испарение и конденсация.

2 семестр

Электростатика

1.  Закон Кулона. Изображение электростатического поля с помощью силовых линий.

2.  Напряжённость и потенциал электростатического поля. Принцип суперпозиции.

3.  Поток вектора напряжённости электростатического поля. Теорема Остроградского – Гаусса. Примеры применения теоремы для расчёта полей различных заряженных тел.

4.  Связь напряжённости и потенциала электростатического поля. Понятие градиента потенциала.

5.  Работа электростатического поля при перемещении заряда. Условие потенциальности электростатического поля.

6.  Электрическая ёмкость. Конденсаторы. Вывод формул электрической ёмкости для различных типов конденсаторов.

7.  Электрическое поле в диэлектриках. Поляризация диэлектрика.

8.  Электрическое поле в проводниках. Электростатическая защита.

9.  Сегнетоэлектрики. Пъезоэффект.

Электрический ток

10. Электрический ток. Условия, необходимые для существования тока. Сила и плотность электрического тока.

11.  Закон Ома в дифференциальной форме. Его вывод для металлов по классической электронной теории проводимости.

12.  Электродвижущая сила. Роль источника ЭДС в электрической цепи. Закон Ома для участка электрической цепи с Э. Д.С. и для частных случаев. Сопротивление проводников. Удельное сопротивление, его зависимость от температуры. Сверхпроводимость.

13.  Работа и мощность электрического тока. Закон Джоуля-Ленца, его дифференциальная форма. Вывод закона Джоуля-Ленца по классической электронной теории проводимости.

Магнитное поле

14.  Магнитное поле, его свойства. Векторы индукции и напряженности магнитного поля. Силовые линии магнитного поля. Примеры. Закон Био-Савара-Лапласа.

15.  Магнитное поле проводника с током. Закон Био-Савара-Лапласа. Магнитное поле прямого проводника с током

16.  Магнитное поле проводника с током. Закон Био-Савара-Лапласа. Магнитное поле витка с током.

17.  Действие магнитного поля на токи и заряды. Закон Ампера и сила Лоренца. Движение зарядов в магнитном поле.

18.  Контур с током в магнитном поле. Момент силы и работа, совершаемая при повороте контура в магнитном поле.