Лекция 1 (2 часа)

Физика - наука экспериментальная. Измерение физических величин. Системы единиц измерения. Измерение основных единиц системы СИ.

Лекция 2 (2 часа)

Классификация погрешностей. Среднее значение измеряемой величины. Погрешности прямых и косвенных измерений. Абсолютные и относительные погрешности.

Лекция 3 (2 часа)

Методы статистической обработки результатов измерений. Абсолютная ошибка, среднеквадратическое отклонение, относительная дисперсия, доверительный интервал

Лекция 4 (2 часа)

Становление физики, как экспериментальной науки. (Френсис Бэкон, Леонардо да Винчи). Развитие физической картины мира.

Лекция 5 (2 часа)

Распространенность химических элементов в природе и их происхождение. Экспериментальные аргументы и теория.

Лекция 6 (2 часа)

Происхождение вселенной (возраст, размеры, расширение, рождение). Экспериментальные аргументы и теоретические исследования..

Лекция 7 (2 часа)

Фундаментальные силы в природе. Типы взаимодействий и их теоретическое и экспериментальное обоснование.

Лекция 8,9 (4 часа)

Великие эксперименты и их роль в развитии цивилизации

4.2. Вопросы по курсу для экзамена.

1. Системы единиц измерения. Измерение основных единиц системы СИ.

2. Классификация погрешностей. Среднее значение измеряемой величины

3. Погрешности прямых и косвенных измерений. Абсолютные и относительные погрешности.

4. Методы и способы измерений основных величин системы СИ

5. Методы и способы измерений косвенных величин

6. Методы статистической обработки результатов измерений.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

7. Абсолютная ошибка, среднеквадратическое отклонение, относительная дисперсия, доверительный интервал

8. Становление физики, как экспериментальной науки. (Френсис Бэкон, Леонардо да Винчи).

9. Развитие физической картины мира

10. Распространенность химических элементов в природе и их происхождение

11. Происхождение вселенной (возраст, размеры, расширение, рождение).

12. Экспериментальные аргументы и теоретические исследования

13. Фундаментальные силы в природе. Типы взаимодействий и их теоретическое и экспериментальное обоснование.

14. Способы измерения силы тяжести.

15. Великие эксперименты и их роль в развитии цивилизации.

16. Связь физики и культуры и их влияние на научно-технический прогресс...

17. Измерение упругих свойств веществ

18. Измерение объёмов сыпучих тел.

19. Устройство измерительных инструментов (штангенциркуль, микрометр)

20. Демонстрационный эксперимент в школе и вузе.

5. Образовательные технологии

В соответствии с требованиями ФГОС ВПО по педагогическому направлению подготовки в рамках изучения дисциплины «Введение в физику» реализация компетентностного подхода должна предусматривать широкое использование в учебном процессе активных и интерактивных форм проведения занятий в сочетании с внеаудиторной работой с целью формирования и развития профессиональных навыков обучающихся.

Удельный вес занятий, проводимых в интерактивных формах, определяется главной целью (миссией) программы, особенностью контингента обучающихся и содержанием конкретных дисциплин, и в целом в учебном процессе они составляют не менее 50% аудиторных занятий.

Основными педагогическими технологиями при изучении данной дисциплины являются традиционная иллюстративно-объяснительная технология в сочетании с современными информационными технологиями с направленностью на индивидуализацию и дифференциацию обучения, развивающее обучение, проблемное обучение при активизации деятельностного подхода к процессу освоения учебных знаний. При обучении направленность технологий предусматривает формирование естественнонаучных понятий, обобщение и систематизацию знаний, формирование научного мировоззрения, естественнонаучной картины мира.

При изучении дисциплины предусматривается использование компьютерных, информационных и элементов мультимедийных технологий.

По курсу планируются 2 студенческие конференции, на которых желающие студенты должны выступить с докладами по изложению какой-либо самостоятельно выбранной физической проблемы, рассмотренной с привлечением фактов истории и методологии физики. Студенты привлекаются также к самостоятельным разработкам методов измерений

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

Учебные занятия по курсу «Введение в физику» (в количестве 54 часов) органически сочетаются с самостоятельной работой студентов. В связи с небольшим количеством часов, отведенных на учебные занятия, часть тем (или отдельных вопросов темы) студенты изучают самостоятельно. По каждому разделу курса рекомендуется основная и дополнительная литература.

Формы изучения литературных источников разнообразные: аннотирование, конспектирование, составление рефератов, доклада с последующим его обсуждением. По ряду тем дается домашнее задание в виде практической работы. Студенты составляют рефераты и биографии ученых, а также описание того или иного опыта с целью изучения параметров и свойств веществ.

Распределение часовой нагрузки на самостоятельную работу дано в таблице п.4. В результате выполнения самостоятельных работ у студентов должны сформироваться компетенции:ОК-1,2,4,14; ОПК-1,4; ПК-6; СК-1.

Часть вопросов помимо рассмотрения на лекциях предполагает самостоятельное изучение с последующим обсуждением в группе (одна тема на две недели)

1. Становление физики, как экспериментальной науки. (Френсис Бэкон, Леонардо да Винчи).

2. Развитие физической картины мира

3. Распространенность химических элементов в природе и их происхождение

4. Происхождение вселенной (возраст, размеры, расширение, рождение).

5. Великие эксперименты и их роль в развитии цивилизации.

6. Связь физики и культуры и их влияние на научно-технический прогресс...

7. Демонстрационный эксперимент в школе и вузе.

Темы самостоятельных работ.

1. Разработка эскизных проектов с элементами черчения.

2. Изготовление по заданным эскизным проектам следующих физико-технических устройств:

а. Лекционной демонстрации закона сохранения энергии и импульса.

б. Лекционной демонстрации закона Паскаля и Архимеда.

в. Лекционной демонстрации 3 закона Ньютона.

г. Лекционной демонстрации условий равновесия тел.

д. Лекционной демонстрации явления электростатической индукции.

е. Лекционной демонстрации закона сохранения и превращения

энергии.

3. Изготовление для кружков детского технического творчества устройств по пп.2а – 2е.

Вопросы для тестирования самостоятельной работы по курсу «Введение в физику» с элементами курса «Физика окружающей среды»».

Тема 1.1.

1. Каким физическим явлением объясняется голубой цвет неба?

а) дисперсией света.

б) преломлением света.

в) рассеянием света.

г) рефракцией света в атмосфере.

2. На каких объектах атмосферы происходит рассеяние света?

а) на молекулах.

б) на пылевых частичках.

в) на ионах в ионосфере.

г) на флуктуациях плотности воздуха.

3. Подчеркните правильное выражение закона Рэлея.

а) б) в) г)

Тема 1.2

1. Каким физическим явлением объясняется изменение видимой формы солнца на закате?

а) рефракцией света в атмосфере.

б) дифракцией света.

в) рассеянием света.

г) дисперсией света.

2. Подчеркните правильное выражение для закона преломления света.

а) б) в) n = c / v г) Ω=ά- Ψ

3. Изменяется ли показатель преломления воздуха с высотой?

а) да, т. к. n = c / v, а v зависит от плотности среды.

б) не зависит.

в) да, если с высотой изменяется водность “среды”.

г) не зависит, если воздух сухой.

4) Каково максимальное значение угла рефракции?

а) б) в) г)

5. Как изменяются максимальные видимые размеры заходящего солнца?

а) увеличиваются б) не изменяются (это иллюзия) в) уменьшаются г) изменяются в зависимости от состояния атмосферы.

6. Какими явлениями объясняется появление зелёного луча солнца?

а) дисперсией света.

б) рефракцией света.

в) рассеянием света.

г) рефракцией и дисперсией света.

Тема 1.3

1.Каким физическим явлением объясняются миражи?

а) явлением распространения света в оптически неоднородной среде.

б) отражением лучей от водной поверхности.

в) особыми сконцентрированными лучами.

г) дифракцией света.

2. Подчеркните выражение для радиуса кривизны светового луча.

а) б) в) г)

3. Что определяют D и n в задании 2?

а) диаметр светового луча и показатель преломления.

б) диаметр Земли и показатель преломления.

в) длина неоднородности и показатель преломления.

г) длина неоднородности и плотность.

4. Подчеркните выражение для градиента показателя преломления.

а) б) в) n/D г) D/n

5. Какой вид миража следует ожидать при условии, что показатель преломления у поверхности будет меньше, чем в более высоких слоях воздуха?

а) нижний (озерный) мираж.

б) простой верхний мираж.

в) двойной мираж.

г) мираж сверхдальнего видения.

6. Какой вид миража следует ожидать при условии, что показатель преломления у поверхности будет больше, чем в более высоких слоях воздуха?

а) нижний (озерный) мираж.

б) простой верхний мираж.

в) двойной мираж.

г) мираж сверхдальнего видения.

Тема 1.4

1. При какой угловой высоте солнца наблюдается радуга?

а) не выше б) выше в) не выше г) выше

2. Дайте объяснение причины появления радуги.

а) изображение радуги формируется в результате того, что световой луч испытывает в капле дождя двукратное преломление и одно отражение.

б) изображение радуги формируется в результате того, что световой луч испытывает в капле дождя одно преломление и одно отражение.

в) изображение радуги формируется в результате того, что световой луч испытывает в капле дождя двукратное преломление и двукратное отражение.

г) изображение радуги формируется в результате отражения, преломления и дисперсии света в капле дождя.

3. От чего зависит то, что радуга всегда имеет вид дуги, наблюдаемой под углом к прямой линии, проходящей через наблюдателя и солнце.

а) от размера капли и показателя преломления воды.

б) от размера дождевых капель.

в) от размера солнца.

г) от показателя преломления воды дождя.

4. У какого луча света показатель преломления в капле дождя больше, у красного или фиолетового, если внешняя часть дуги - красная, а внутренняя – фиолетовая?

а) у красного б) у фиолетового в) распределение цветов в радуге не зависят от показателя преломления света в капле дождя.

5. Какие характеристики радуги зависят от размеров дождевых капель.

а) размер радуги.

б) распределение цветов в радуге.

в) яркость цветов в радуге.

г) характеристики радуги не зависят от размеров дождевых капель.

6. При каком условии возникает дополнительная радуга?

а) когда в глаз наблюдателя попадут лучи света, испытавшие в капле двойное лучепреломление и двойное отражение.

б) когда в глаз наблюдателя попадут лучи света, испытавшие в капле двойное лучепреломление и однократное отражение.

в) когда в глаз наблюдателя попадут лучи света, испытавшие в капле однократное лучепреломление и двойное отражение.

г) если высота солнца над горизонтом превышает .

Тема 2.1

1. Как называется величина, характеризующая общую массу водяных капель в единице объема тумана?

а) плотностью тумана.

б) плотностью пара.

в) водностью тумана.

г) водностью пара.

2. Сколько содержится воды в слое тумана толщиной 10 м, висящий над полем площадью 5 при водности 0,1.

а) 5 т. воды б) 4 т. воды в) 3 т. воды г) 3500 л воды.

3. При каких условиях возникает туман?

а) когда пар в воздухе насыщен.

б) когда пар в воздухе пересыщен.

в) когда пар пересыщен и имеются очаги конденсации.

г) когда имеются очаги конденсации.

4. В замкнутом объеме при температуре находится воздух с относительной влажностью. Сколько воды надо испарить в рассматриваемый объем, чтобы относительная влажность стала . Плотность насыщенного пара при температуре равна .

а) 3,5 г. б) 5 г. в) 1,3 г. г) З.8 г.

5. В замкнутом объеме при температуре находится воздух с относительной влажностью. Сколько воды надо испарить в рассматриваемый объем, чтобы относительная влажность стала . Плотность насыщенного пара при температуре равна . Выпадет ли роса при охлаждении воздуха до температуры , когда плотность насыщенного пара равна ?

а) роса выпадет б) не выпадет в) выпадет при наличии очагов конденсации.

6. На какие группы можно разделить все виды тумана?

а) туманы над холодной и теплой поверхностью.

б) туманы над почвой и водой.

в) туманы испарения и туманы охлаждения.

г) туманы дымки и туманы морози.

Тема 2.2

1. Какие типы облаков существуют?

а) облака нижнего и верхнего ярусов.

б) облака горизонтального и вертикального развития.

в) слоистые и кучевые облака.

г) дождевые и не дождевые облака.

2. Из каких слоев состоит земная атмосфера?

а) тропосфера и стратосфера, ионосфера.

б) стратосфера, ионосфера, мезосфера, термосфера.

в) тропосфера, ионосфера, термосфера.

г) тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера.

3. Одним из главных процессов, приводящих к образованию облаков является процесс

а) адиабатического расширения воздуха

б) конденсации пересыщенного пара

в) парообразования и конвекции

г) испарения.

4. Найти уменьшение температуры адиабатно расширяющегося воздуха при его подъеме на высоту 1км., если известно, что начальная температура воздуха и что давление воздуха на указанной высоте составляет 0,9 от давления у поверхности

а) 5,6 К б) 9 К в) 9,8 К г) 20 К.

5. Какие причины заставляют воздух атмосферы подниматься вверх?

а) только конвекция

б) конвекционные и орографические потоки

в) столкновения теплых и холодных фронтов, конвекционные процессы

г) совокупность б) и в).

6. В облаке существует восходящий поток воздуха, имеющий скорость . Будет ли падать вниз капля радиусом 10 мкм, 50 мкм ? Вязкость воздуха принять равной , плотность воды , .