Рабочая программа учебной дисциплины «Физика» (стр. 6 )

Семестр	Вид занятия (Л, ПР)	Используемые интерактивные образовательные технологии	Количество часов
1	Лекции
Фазовые превращения вещества	лекция-визуализация	4
Практические занятия
Кинематика материальной точки	компьютерная симуляция	4
Динамика твердого тела	компьютерная симуляция	4

Семестр	Вид занятия (Л, ПР)	Используемые интерактивные образовательные технологии	Количество часов
2	Лекции
Гармонический осциллятор	лекция-визуализация	4
Практические занятия
Колебательное движение	компьютерная симуляция	4
3	Лекции
Строение атомного ядра	лекция-визуализация	4
Классификация элементарных частиц	лекция-визуализация	4
Практические занятия
Интерференция и дифракция	компьютерная симуляция	4
Квантовая природа излучения	компьютерная симуляция	4
Итого:	36

сокращенный срок обучения заочного отделения

Семестр	Вид занятия (Л, ПР)	Используемые интерактивные образовательные технологии	Количество часов
1	Лекции
Фазовые превращения вещества	лекция-визуализация	4
Практические занятия
Кинематика материальной точки	компьютерная симуляция	2
Динамика твердого тела	компьютерная симуляция	2
2	Лекции
Гармонический осциллятор	лекция-визуализация	2
Практические занятия
Колебательное движение	компьютерная симуляция	2
3	Лекции
Строение атомного ядра	лекция-визуализация	2
Классификация элементарных частиц	лекция-визуализация	2
Практические занятия
Интерференция и дифракция	компьютерная симуляция	4
Квантовая природа излучения	компьютерная симуляция	2
Итого:	22

6 Оценочные средства для текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации

6.1 Образцы оценочных средств для проведения текущего контроля, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины, для контроля самостоятельной работы обучающегося

6.1.1 Контрольные вопросы

Раздел 1 Физические основы механики

Какое место занимает физика в системе других наук? Что такое материя? Назовите формы существования материи.

Что изучает механика? Какое движение называется равномерным? неравномерным? Как находится средняя скорость? Мгновенная скорость? Как определяется направление угловых величин: скорости, ускорения? Что определяет нормальное ускорение? Тангенциальное ускорение?

Сформулируйте законы Ньютона. Что такое центр масс? Что такое энергия? Какие виды энергии вы знаете? Какие силы называют диссипативными? консервативными? Что такое момент инерции? момент силы? момент импульса? Сформулируйте законы сохранения импульса, энергии, момента импульса. Как связаны законы сохранения со свойствами пространства и времени?

Назовите основные законы гидро - и аэростатики. В чем отличие ламинарного режима течения жидкости от турбулентного? Каковы методы определения вязкости жидкости? Как изменяется вязкость жидкостей и газов при изменении температуры?

В чем отличие силы тяжести от веса? Что такое напряженность и потенциал гравитационного поля? Как взаимосвязаны напряженность и потенциал?

Какие силы инерции вы знаете? Где они проявляются?

Сформулируйте принцип относительности Галилея. Какие постулаты лежат в основе теории относительности? В чем отличие законов сложения скоростей в классической и релятивистской механике? Какие величины являются инвариантными в классической механике? релятивистской механике?

Раздел 2 Основы молекулярной физики и термодинамики

Каковы основные положения МКТ и их опытные обоснования? Что такое идеальный газ? Какие законы идеального газа вам известны? Что представляет собой закон Максвелла распределения молекул по скоростям? Какие виды скоростей молекул вам известны? Что такое средняя длина свободного пробега молекул?

Сформулируйте и запишите первый закон термодинамики в дифференциальной и интегральной форме. Какие виды теплоемкости вам известны? Что такое адиабатический процесс? В чем отличие обратимого процесса от необратимого? Что такое энтропия? В чем ее статистический смысл? Сформулируйте второй и третий законы термодинамики. Какая тепловая машина называется идеальной? Как находится КПД тепловой машины? Какие процессы включает цикл Карно? Какую роль играет КПД цикла Карно для реальных тепловых машин?

В чем отличие идеального газа от реального газа? Что представляет собой явление поверхностного натяжения? Каковы его проявления?

В чем состоит модель твердого тела? Какие виды деформаций известны? Какие материалы являются упругими? пластичными? хрупкими? В чем различие фазовых переходов I рода и II рода?

Раздел 3 Электромагнетизм

Какие основные законы электростатики вам известны? Что такое электрическое поле? Каковы его основные характеристики? Что такое конденсатор? Какие типы конденсаторов вам известны? Какое применение нашли конденсаторы?

Каковы основные характеристики электрического тока в проводнике? Запишите символически законы Ома и Джоуля-Ленца (в дифференциальной и интегральной формах). В чем заключается правило Кирхгофа для разветвленных цепей? Где применяется мост Уитстона?

Каковы основные положения классической теории электропроводности металлов? Каков механизм протекания электрического тока в металлах? в электролитах? в газах? Какие виды газовых разрядов вам известны? Расскажите о применении газовых разрядов. Каковы особенности плазмы? Какие законы электрического тока в электролитах вам известны?

Что такое магнитное поле? Каковы его основные характеристики? Каковы основные законы, описывающие это поле? Как характеризуют поток и циркуляция стационарные магнитные и электрические поля? Как взаимодействует магнитное поле и движущийся заряд? Как используется это взаимодействие в практических целях? В чем состоит явление электромагнитной индукции? В чем состоит его практическая значимость?

Что такое переменный ток? Запишите законы переменного тока для различных нагрузок: резистора, конденсатора, катушки индуктивности. В чем состоит резонанс напряжений? токов? Что называют действующим значением?

Раздел 4 Физика колебаний и волн

Каковы основные характеристики колебательного движения? В чем заключается метод векторных диаграмм? Какие виды колебаний вам известны? Какими уравнениями они описываются? Как выглядят эти уравнения применительно к механическим и электрическим колебаниям? Что такое колебательный контур? Что такое автоколебание? Какое явление называется резонансом? Что такое спектральный анализ? Что называется фигурами Лиссажу?

Что такое упругая волна? Чем отличается стоячая волна от бегущей волны? В чем отличие фазовой скорости от групповой скорости? Каковы основные характеристики звуковых волн?

Запишите уравнения Максвелла в интегральной и дифференциальной формах. Каков смысл этих уравнений? Каковы принципы получения электромагнитных волн? Запишите уравнения плоских электромагнитных волн. Что называется вектором Умова-Пойтинга? Назовите диапазоны ЭМВ и их применение.

Раздел 5 Оптика. Квантовая природа излучения

Что изучает фотометрия? Какие фотометрические величины и законы вам известны? Какие электронно-оптические элементы и приборы вам известны?

Что такое когерентность и монохроматичность? Что называется интерференцией? Каковы условия интерференции? Каковы методы наблюдения интерференции света? В чем заключается принцип Гюйгена-Френеля? Что представляет собой метод зон Френеля? Что представляет собой дифракция Фраунгофера на пространственной решётке? Что такое разрешающая способность оптического прибора? Что называется голографией?

Что такое поляризованный свет? Какие виды поляризованного света вам известны? Какие способы поляризации света вам известны? Как используется поляризации света на практике?

Что называется дисперсией света? Какие виды дисперсии существуют? Как объясняется дисперсия? Что представляет собой эффект Доплера? Когда возникает излучение Вавилова-Черенкова?

Что представляет собой тепловое излучение? Каковы его характеристики? Каковы основные законы и формулы, описывающие излучение абсолютно чёрного тела? В чём заключается явление фотоэффекта? Где применяется фотоэффект? В чём суть эффекта Комптона? Как создается давление света?

Раздел 6 Элементы квантовой физики атомов, молекул и твердых тел

Какие модели атома вам известны? Сформулируйте постулаты Бора. Каковы экспериментальные подтверждения теории Бора? В чём состоит гипотеза де Бройля? Каков смысл соотношений Гейзенберга? Какую роль играет уравнение Шредингера в квантовой механике? Какие решения дает уравнение Шредингера? В чем их практическая значимость?

Назовите квантовые числа, рассматриваемые квантовой механикой. Какие физические величины они определяют? Что такое спин электрона? В чем заключается принцип Паули? Как возникают рентгеновские спектры? Что представляют собой молекулярные спектры? Каков принцип действия лазера?

Что такое вырожденный газ? В чем суть квантовой теории теплоемкости? Электропроводности металлов? Что такое сверхпроводимость?

В чем проявляется различие металлов, диэлектриков, полупроводников по зонной теории твердых тел? Как осуществляется собственная и примесная проводимость полупроводников? Какие виды люминесценции твердых тел вам известны? Какие термоэлектрические явления и их применения вам известны? Какие особенности контактных явлений вам известны (при контакте двух металлов, металла и полупроводника, двух полупроводников)? Что представляют собой полупроводниковые диоды и транзисторы?

Раздел 7 Элементы физики атомного ядра и элементарных частиц

Какие характеристиками имеют атомные ядра? Что собой представляют ядерные силы? Дайте характеристики различных видов радиоактивных излучений. Какими законами описывается радиоактивный распад? Какие методы регистрации радиоактивных излучений и частиц вам известны? Какая реакция называется цепной реакцией деления ядра? Что такое термоядерная реакция?

Какие виды космического излучения вам известны? Каковы особенности мюонов? мезонов? Какие типы фундаментальных взаимодействий известны? Чем отличаются друг от друга частицы и античастицы? Что такое кварки?

6.1.2 Задачи для самоконтроля

Задача 1. Диск радиусом R=10 см, находившийся в состоянии покоя, начал вращаться с постоянным угловым ускорением e=0,5 рад/с2. Найти тангенциальное аt и нормальное аn ускорение диска через 2 секунды после начала вращения.

Задача 2. Найти среднее число столкновений в одну секунду молекул водорода при температуре 27 ˚С и давлении 760 мм. рт. ст. Эффективный диаметр молекул принять равным 2,8×10-10 м.

Задача 3. В баллоне находилось некоторое количество газа при нормальном атмосферном давлении. При открытом вентиле баллон был нагрет, после чего вентиль закрыли и газ остыл до температуры 283 К. При этом давление в баллоне упало до 70 кПа. На сколько градусов нагрели баллон?

Задача 4. Найти молекулярную формулу некоторого соединения углерода с кислородом, если известно, что m=1 г этого вещества в газообразном состоянии создает в сосуде объемом V=1 л при температуре t=270 С давление Р=0,56 атм. Молярные массы углерода и кислорода равны соответственно m1=12 г/моль и m2=16 г/моль.

Задача 5. Определить молекулярную формулу некоторого соединения углерода с водородом, если известно, что при температуре t=270 С и давлении Р=760 мм. рт. ст., объем V=1 л этого вещества в газообразном состоянии имеет массу m=0,65 г. Молярная масса углерода m1=12 г/моль, водорода m2=1 г/моль.

6.1.3 Образцы тестов для проведения текущего контроля

1. Сплошной и полый цилиндры, имеющие одинаковые массы и радиусы, вкатываются без проскальзывания на горку. Если начальные скорости тел одинаковы, то…

– оба тела поднимутся на одну и ту же высоту

– выше поднимется сплошной цилиндр

– выше поднимется полый цилиндр

2. Уравнение плоской синусоидальной волны, распространяющейся вдоль оси OХ, имеет вид . Тогда скорость распространения волны (в м/с) равна…

– 2

– 1000

– 500

3. Космический корабль с двумя космонавтами летит со скоростью v=0,8c (c – скорость света в вакууме). Один из космонавтов медленно поворачивает метровый стержень из положения 1, параллельного направлению движения, в положение 2, перпендикулярное этому направлению. Тогда длина стержня с точки зрения другого космонавта…

– изменится от 1,0 м в положении 1 до 0,6 м в положении 2

– равна 1,0 м при любой его ориентации

4. На рисунке представлен график функции распределения молекул идеального газа по скоростям (распределение Максвелла), где – доля молекул, скорости которых заключены в интервале скоростей от v до v+dv в расчете на единицу этого интервала.

Для этой функции верным утверждением является…

– с ростом температуры величина максимума растет

– с ростом температуры площадь под кривой растет

– с ростом температуры максимум кривой смещается вправо

5. В потенциальном поле сила пропорциональна градиенту потенциальной энергии Wp. Если график зависимости потенциальной энергии Wp от координаты х имеет вид, представленный на рисунке,

то зависимость проекции силы Fx на ось Х будет…

а) б) в)

6.1.4 Вопросы к зачету первого семестра (полный срок очной формы обучения)

1. Предмет изучения физики, связь с другими науками. Материя. Пространство и время. Объективность физических законов.