Шифр дисциплины: ЕН. Ф.03

НГАВТ

Шифр дисциплины: ЕН. Ф.03

ФИЗИКА

Рабочая программа для специальности 190701

«Организация перевозок и управление на транспорте»

Новосибирск, 2009

Рабочая программа составлена доцентом на основании Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования: государственных требований к минимуму содержания и уровню подготовки к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников по специальности 190701 «Организация перевозок и управление на транспорте».

Программа обсуждена и одобрена на заседании кафедры физики и химии НГАВТ «____» ________ 2009г.

Зав. кафедрой

Программа согласована:

Зав. кафедрой УРПиКЭ
Зав. кафедрой ЭВТ

Рабочая программа одобрена советом факультета УВТ «____» _________ 2009г.

Председатель Совета УВТ

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

Курс физики совместно с курсом математики составляет основу теоретической подготовки инженера – специалиста в области экономики и управления на предприятиях транспорта.

Курс физики должен обеспечить специалисту данного профиля основу его теоретической подготовки в различных областях физической науки, позволяющей ориентироваться в стремительном потоке научной и технической информации.

Цель и задачи изучения дисциплины – ознакомление студентов с основными физическими понятиями и законами классической и современной физики, методологии раскрытия современной физической картины мира, современного физического мышления, освоение методов физического исследования, ознакомление с современной научной аппаратурой и выработка у студентов начальных навыков проведения экспериментальных научных исследований различных физических явлений; обработка результатов экспериментов и установлении эмпирических закономерностей.

2. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате изучения дисциплины ФИЗИКА студенты должны:

* знать:

- основные физические законы для освоения технических конструкций и технологических процессов.

· уметь:

- применять навыки в постановке и обработке результатов измерений определенных, необходимых параметров.

· иметь представление:

- о физике элементарных частиц, ядра, атома, молекулы, твердого тела, жидкости, газа, плазмы, электромагнитного и гравитационного полей;

- об основах механики, физике колебаний и волн, термодинамике, кинетике, физике металлов, диэлектриков, полупроводников, физике низких температур, внешних давлений;

- об основах теории относительности, квантовой механики, теории поля, статической физики;

- о возможностях использования физических явлений, законов и процессов для составления моделей по своей специальности.

3. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ

Вид учебной работы	Очное обучение (О)	Заочное обучение (З)
Всего часов	Семестры	Всего часов	Курс
1	2
Общая трудоемкость дисциплины.			100	100
Аудиторные занятия			36	36
Лекции			18	18
Практические занятия (ПЗ)			-	-
Лабораторные работы (ЛР)			18	18
Самостоятельные работы			64	64
Изучение литературы теоретического курса			17	17
Расчетно-графические работы			-	-
Контрольные работы			20	20
Оформление лабораторных работ			18	18
Подготовка к экзамену			9	9
Вид итогового контроля: экзамен

4. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1. Разделы, темы дисциплины и виды занятий

Раздел дисциплины	Лекции	ЛР
О	З	О	З	О	З
1	2	3	4	5	6	7
Раздел 1. Физические основы механики.	6	5	4	4	12	14
Раздел 2. Электричество и магнетизм.	6	4	4	4	12	14
Раздел 3. Физика колебаний и волн.	4	1	4	4	8	10
Раздел 4. Квантовая физика.	4	3	4	4	8	10
Раздел 5. Статистическая физика и термодинамика.	6	3	2	2	10	12
Раздел 6. Элементы физики ядра и элементарные частицы.	2	2	-	-	4	4
Итого:	28	18	18	18	54	64

4.2. Содержание разделов, тем дисциплины.

Введение.

Предмет физики. Физика как фундаментальная наука. Связь физики с экономическими дисциплинами и техникой. Общая структура и задачи дисциплины. Обработка результатов измерений. Научный метод познания. Основные направления развития научно-технического прогресса в отрасли.

Раздел 1. Физические основы механики.

Тема 1.1. Система координат и система отсчета. Кинематика материальной точки. Динамика материальной точки. Понятие состояния в механике. Детерминизм Лапласа. Законы сохранения механической энергии и импульса. Их связь со свойствами пространства времени. Границы применения законов классической механики.

Тема 1.2. Преобразования координат Галилея. Постулаты релятивистской теории. Преобразования Лоренца. Изменение масштабов времени и длины. Сложение скоростей. Принцип относительности в механике. Интервал. Элементы динамики релятивистской теории.

Тема 1.3. Кинематика и динамика твердого тела. Момент инерции. Теорема Штейнера. Общие свойства жидкостей и газов. Основные уравнения равновесия и движения жидкостей. Барометрическая формула. Распределение молекул газа по скоростям. Уравнение Бернулли. Потенциальные и вихревые движения.

Раздел 2. Электричество и магнетизм.

Тема 2.1. Электростатическое поле в вакууме. Вектор напряженности электрического поля. Потенциал. Поляризуемость вещества. Вектор электрического смещения. Диэлектрическая проницаемость вещества. Вектора магнитной индукции и напряженности магнитного поля. Магнитная проницаемость вещества. Магнетики.

Тема 2.2. Закон Био-Савара-Лапласа. Закон Ампера. Сила Лоренца. Закон электромагнитной индукции. Уравнения Максвелла в интегральной и дифференциальной формах. Полная система уравнений Максвелла.

Тема 2.3 Переменный ток. Квазистационарные токи. Активное, индуктивное емкостное сопротивления. Полное сопротивление. Резонансы токов и напряжений. Энергия, выделяющаяся в цепи переменного тока. Действующие значения силы тока и напряжения. Принцип относительности в электродинамике.

Раздел 3. Физика колебаний и волн.

Тема 3.1. Классификация колебаний. Гармонические колебания. Математический и физический маятники. Гармонический и ангармонический осцилляторы. Физический смысл спектрального разложения. Уравнение плоской волны. Кинематика волновых процессов.

Тема 3.2. Нормальные моды. Когерентные волны. Явления интерференции и дифракции волн. Особенности лазерного излучения. Элементы Фурье оптики.

Раздел 4. Оптика, физика атома и атомного ядра.

Тема 4.1. Двойственная природа света. Тепловое излучение. Фотоэффект. Эффект Комптона. Двойственная природа элементарных частиц. Волны де-Бройля. Принцип неопределенностей Гейзенберга. Квантовые состояния. Принцип суперпозиции.

Тема 4.2. Волновая функция. Основные свойства волновой функции: непрерывность, ограниченность, дифференцируемость. Физический смысл волновой функции. Квантовые уравнения движения. Стационарное уравнение Шредингера. Операторы физических величин. Операторы импульса и энергии. Квантовые энергии электрона в атоме. Энергетический спектр атомов и молекул. Электронные орбитали. Природа химической связи.

Раздел 5. Статическая физика и термодинамика.

Тема 5.1. Первое начало термодинамики - закон сохранения энергии для термодинамических систем. Работа и количество теплоты, как величина, зависящая от процессов, протекающих в термодинамической системе. Термодинамические функции состояния: внутренняя энергия, энтальпия, энергия Гиббса. Тепловые двигатели. Второе начало термодинамики. Различные определения второго начала. Энтропия. Третье начало термодинамики.

Тема 5.2. Различные агрегатные состояния вещества. Фазовые равновесия. Фазовые превращения. Изменения функций состояния при фазовых переходах. Фазовые переходы первого и второго рода. Элементы неравновесной термодинамики. Самоорганизующиеся системы. Ячейки Бенаре. Реакции Белоусова-Жаботинского. Синергетика.

Тема 5.3. Классические и квантовые статистики. Распределение молекул по скоростям – распределение Максвелла. Распределение Больцмана. Фермионы и бозоны. Статистика Бозе-Эйнштейна и Ферми-Дирака. Кинетика системы закрепленных частиц.

Раздел 6. Элементы физики ядра и элементарные частицы.

Тема 6.1. Фундаментальные взаимодействия. Модели строения ядра. Ядерные реакции деления и синтеза. Ядерная энергетика. Проблемы и перспективы управляемых термоядерных реакций. Классификация элементарных частиц. Кварки. Физический вакуум.

5. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

Раздел дисциплины	Наименование лабораторных работ
1	2
Раздел 1.	Единицы физических величин. Введение к лабораторному практикуму. Теория погрешностей способом обработки результатов измерений.
№1 «Определение плотности материала и размеров тел»
№3 «Определение ускорения силы тяжести по способу Бесселя».
№4 «Изучение законов вращения твердого тела на маятнике Обербека»
№5 «Определение момента инерции махового колеса динамическим методом»
1	2
Раздел 2.	№1 «Изучение электроизмерительных приборов».
№2 «Изучение электрических полей».
№6 «Определение горизонтальной составляющей магнитного поля Земли».
Раздел 3.	№6 «Определение скорости звука в воздухе».
№3 «Определение длины излучения лазера при помощи дифракционной решетки».
№4 «Определение концентрации сахарных растворов с помощью сахариметра».
Раздел 4.	№5 «Определение температуры раскаленных тел оптическим методом».
№6 «Исследование линейчатых спектров водорода и определение постоянной Ридберга».
Раздел 5.	№8 «Определение отношения удельной теплоемкости газа при постоянном давлении и удельной теплоемкости при постоянном объеме методом Клемана и Дезорма».
Заключительное занятие

6. ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ

Не предусмотрены.

7. КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Не предусмотрен.

8. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА

Изучение материала лекций. Подготовка к выполнению лабораторных работ. Выполнение расчетно-графической работы (дневное отделение), контрольной работы (заочное отделение). Подготовка к экзамену.

Расчетно-графическая работа выполняется по разделам №1, 2, 3, 5.

9. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

9.1. Рекомендуемая литература

а) Основная литература:

1. Трофимова физики. – М.: Наука, 1985 (и последующие издания).

2. Волькенштейн задач по общему курсу физики. – М.: Наука, 1999.

б) Дополнительная литература:

3. , , Рудакова практикум по механике и молекулярной физике. – Изд. НГАВТ, 1993.

4. Орлов практикум по электричеству и магнетизму. – Изд. НИИВТ, 1986; ч.1 и 2.

5. Лазебная практикум по оптике и физике атома. – Изд. НИИВТ, 1986.

6. , Яворский физики. – М.: Высшая школа, 1989.

7. , , Федоров по физике. – М.: Высшая школа, 1991.

9.2. Средства обеспечения освоения дисциплины

Приборы лекционного эксперимента, плакаты, диа - и кинофильмы.

10. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Лаборатория механики и молекулярной физики; лаборатория электричества и магнетизма; лаборатория оптики и физики атома. В отдельном помещении хранятся приборы для лекционного эксперимента, лабораторных работ, приборы для демонстраций. Лаборатория по электричеству и магнетизму оборудована стендами для проведения работ физического практикума.

11. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Изложение всегда должно быть строго научным, точным и ясным. В курсе физики должны найти отражение основные этапы сложного исторического развития современной физики и вклад в нее отечественных ученых. Нужно знакомить студентов с основными проблемами, стоящими перед физикой в новом столетии.

Важным так же является ознакомление с современными достижениями науки и техники, что позволяет студентам ориентироваться и прогнозировать будущее развитие народного хозяйства, находить наиболее рациональные пути в его развитии.

12. ФОРМЫ КОНТРОЛЯ

Экзамен – 1 семестр при условии получения зачета по кафедре (выполнение и защита лабораторных работ, расчетно-графических заданий).

Экзамен проводится по экзаменационным билетам.

СВЕДЕНИЯ О КОРРЕКТИРОВКЕ УЧЕБНОЙ ПРОГРАММЫ

Учебный год	Корректировка	Дата	Подпись
1	2	3	4

КОРРЕКТИРОВКА УЧЕБНОЙ ПРОГРАММЫ ДИСЦИПЛИНЫ ФИЗИКА

в __________ уч. году

Части темы	Изменения