Учебно-методический комплекс по курсу общей физики
|
|
Авторы: | , , Иванова И. В., , |
Направление подготовки: | Техническая физика, теплоэнергетика, энергомашиностроение |
Дисциплина: | Общая физика |
Адрес ресурса: | http://phns.mpei.ac.ru |
Контактная информация: | Красноказарменная 14, МЭИ (ТУ), кафедра общей физики и ядерного синтеза, , электронная почта: SedovAN@mpei.ru |
| |
Состав ресурса
Компьютерный курс представляет собой интегрированный интерактивный учебный комплекс, позволяющий получить фундаментальную базовую подготовку по физике в объеме образовательного стандарта для многих направлений подготовки бакалавров в технических вузах. Учебный план рассчитан на 550 часов аудиторных и самостоятельных занятий в течение трех семестров обучения. Курс может быть использован в системе открытого образования и для самостоятельной работы студентов.
Курс физики состоит из трех частей.
Часть I «Механика. Молекулярная физика и термодинамика». Содержит конспект лекций, 144 задачи для самостоятельного решения, восемь лабораторных работ по механике и четыре работы по молекулярной физике и термодинамике.
Часть II «Электричество и магнетизм». Содержит конспект лекций, 102 задачи для самостоятельного решения и двенадцать лабораторных работ.
Часть III «Оптика. Атомная физика». Содержит конспект лекций, 30 задач для самостоятельного решения и восемь лабораторных работ.
Курс физики структурирован по темам, а некоторые темы разделены на занятия, которые содержат соответствующий лекционный материал, задачи и лабораторные работы. Кроме того, возможен непосредственный доступ к учебным компонентам – конспекту лекций, электронному задачнику и лабораторному практикуму. Работа с курсом предполагает самостоятельное изучение теоретического материала по конспекту лекций и дополнительной литературе, решение задач и выполнение лабораторных работ.
Конспект лекций содержит необходимый теоретический материал. В заключение каждой темы приводятся вопросы для самопроверки.
Практические занятия содержат краткий теоретический материал по изучаемой теме, три примера решения типовых задач и четыре варианта по три задачи для самостоятельного решения. Предусмотрено три уровня помощи при решении задачи – можно посмотреть рисунок, математические записи физических законов и, наконец, систему уравнений, приводящую к решению задачи. Пользователь может водить ответы в компьютер, как в числовом, так и в символьном виде. При необходимости можно воспользоваться калькулятором и программой построения графиков.
Компьютерные лабораторные работы построены на базе математических моделей, воспроизводящих все параметры реальных лабораторных установок, и позволяют выполнить эксперимент, провести статистическую обработку результатов и распечатать протокол работы. Возможна статистическая обработка результатов измерений, проведенных на реальной экспериментальной установке. Для каждой лабораторной работы имеется методическое пособие, в котором приводятся теоретические основы изучаемого физического явления, описание экспериментальной установки и порядка выполнения работы, а также указания по статистической обработке результатов эксперимента.
Виды занятий, поддерживаемые ресурсом
Изучение теоретического материала по электронному конспекту лекций.
Выполнение лабораторных работ на базе компьютерных моделей.
Решение задач с использованием электронного задачника.
Формы обучения, поддерживаемые ресурсом
Учебно-методический комплекс может быть использован в традиционной очной, очно-дистанционной и дистанционной формах обучения.
При очной форме обучения компьютерный лабораторный практикум используется наряду с реальными экспериментальными установками, позволяя осуществлять фронтальное проведение лабораторных работ.
При очно-дистанционной и дистанционной формах обучения изучение курса физики происходит в соответствии с рабочими планам трех семестров, в которых весь учебный материал структурирован по темам. Темы занятий включают в себя лекционный материал, лабораторные и практические занятия. Общение между преподавателем и студентами осуществляется в основном по электронной почте.
Методические указания по применению ресурса
Методические указания содержат полное описание содержания учебно-методического комплекса и технологии учебной деятельности пользователей.
Требования к оборудованию для работы с ресурсом
Компьютер пользователя с процессором с частотой не менее 300 МГц, объемом оперативной памяти не менее 32 Мб.
Требования к программному обеспечению
При инсталляции УМК на компьютере пользователя автоматически устанавливается проигрыватель и все необходимые шрифты.
Краткое описание ресурса
Часть I. Механика. Молекулярная физика и термодинамика
Темы лекций и практических занятий
1. Кинематика материальной точки и твердого тела.
2. Законы Ньютона.
3. Импульс. Закон сохранения импульса
4. Работа и энергия. Закон сохранения механической энергии
5. Законы сохранения механической энергии и импульса
6. Динамика вращательного движения твердого тела
7. Закон сохранения момента импульса
8. Закон сохранения механической энергии применительно к сложному движению твердого тела
9. Законы идеальных газов. Основное уравнение кинетической теории газов
10. Статистический метод в молекулярной физике
11. Первое начало термодинамики
12. Второе начало термодинамики
13. Явления переноса в газах
Перечень лабораторных работ
1. Изучение динамики поступательного и вращательного движения по установке «Машина Атвуда».
2. Изучение законов сохранения при соударении шаров.
3. Изучение законов сохранения на модели копра.
4. Изучение плоского движения твердого тела с помощью маятника Максвелла.
5. Изучение законов сохранения на модели пушки.
6. Изучение динамики вращательного движения на крестообразном маятнике (Маятник Обербека).
7. Изучение крутильных колебаний на унифилярном подвесе. Определение моментов инерции твердых тел.
8. Изучение колебаний математического маятника.
9. Изучение колебаний физического маятника.
10. Измерение скорости пули баллистическим методом.
11. Измерение удельной теплоемкости воздуха при постоянном давлении.
12. Определение отношения молярных теплоемкостей СР/СV газов.
13. Определение коэффициента внутреннего трения жидкости по методу Стокса.
14. Определение удельной теплоты и изменения энтропии при кристаллизации олова.
Часть II. Электричество и магнетизм
Темы лекций и практических занятий
1. Расчет электрических полей методом суперпозиции. Расчет силы, действующей на заряд в электрическом поле
2. Связь напряженности и потенциала электрического поля
3. Расчет электрических полей с помощью теоремы Гаусса
4. Электрическое поле в диэлектриках
5. Проводники в электрическом поле
6. Электроемкость. Энергия электрического поля
7. Расчет магнитной индукции поля постоянного тока в вакууме
8. Движение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях
9. Действие магнитного поля на проводник и контур с током
10. Магнитный поток. Работа перемещения проводника с током в магнитном поле
11. Электромагнитная индукция.
12. Самоиндукция. Взаимная индукция. Энергия магнитного поля
Перечень лабораторных работ
1. Измерение основных параметров периодических электрических сигналов
2. Исследование электростатического поля плоского конденсатора
3. Определение относительной диэлектрической проницаемости жидкого диэлектрика
4. Изучение электростатического поля в неоднородном диэлектрике
5. Определение электроемкости конденсатора методом периодической зарядки и разрядки
6. Изучение закона Ома для участка цепи, содержащего ЭДС
7. Измерение магнитной индукции на оси соленоида и короткой катушки
8. Определение удельного заряда электрона
9. Изучение действия магнитного поля на проводник с током
10. Изучение намагничивания ферромагнетиков
11. Изучение затухающих электрических колебаний
12. Изучение вынужденных электрических колебаний в колебательном контуре
Часть III. Оптика. Атомная физика
Темы практических занятий
Предлагается 30 задач по следующим темам:
1. Интерференция света
2. Дифракция света
3. Дисперсия света
4. Поляризация света
5. Квантовая оптика
6. Строение атома водорода
Перечень лабораторных работ
1. Изучение интерференции в опыте с бипризмой Френеля
2. Измерение радиуса кривизны линзы с помощью наблюдения колец Ньютона
3. Изучение дифракции на щели
4. Определение длины волны излучения с помощью дифракционной решетки
5. Исследование дисперсии в стеклянной призме
6. Изучение поляризации света
7. Изучение теплового излучения твердого тела
8. Изучение основных закономерностей внешнего фотоэффекта
Условия применения ресурса
УМК записан на компакт-диске, который во время работы должен находиться в приводе CD-ROM.
Для входа в УМК пользователь должен аутентифицироваться. В рабочем режиме все действия пользователя протоколируются системой, осуществляется автоматическое выставление процента выполнения обязательных заданий.
