· применять метод Гамильтона-Якоби для решения конкретных задач,
· решать задачи о рассеянии частицы центральным полем и, в частности, уметь выводить формулу Резерфорда для сечения рассеяния заряженной частицы кулоновским центром,
· решать задачи о периодическом движении типа колебания или вращения посредством перехода к переменным "действие-угол",
· проецировать приобретённые знания на школьный курс физики;
владеть навыками:
· составления и записи уравнений равновесия механической системы,
· составления и решения уравнений движения механической системы в форме Ньютона в инерциальной и неинерциальной системах отсчёта,
· применения законов сохранения импульса, момента импульса и механической энергии (в том числе для релятивистского случая) к конкретным задачам механики,
· применения теорем об изменении импульса, момента импульса и механической энергии к конкретным задачам механики,
· составления функций Лагранжа и Гамильтона, записи и решения уравнений Лагранжа второго рода и канонических уравнений движения,
· применения преобразований Лоренца и их следствий к решению типичных релятивистских задач механики,
· записи и решения основного уравнения динамики для релятивистского случая.
Краткое содержание дисциплины
Раздел 1. Классическая механика
1. Кинематика материальной точки и простейших систем.
2. Основания динамики Ньютона. Динамика частицы. Одномерная задача динамики.
3. Динамика системы частиц. Законы сохранения и изменения импульса, момента импульса и энергии системы точек.
4. Движение частицы в полях.
5. Движение частицы в центрально-симметричном поле. Движение материальной точки в кулоновском поле.
6. Теория рассеяния. Формула Резерфорда.
7. Основы аналитической механики. Уравнение Лагранжа. Уравнение Лагранжа для абсолютно твёрдого тела. Канонические уравнения.
8. Динамика твёрдого тела. Теория малых линейных и нелинейных колебаний.
Раздел 2. Электродинамика и теория относительности
1. Электрическое поле в вакууме. Постоянное электрическое поле в вакууме. Методы решения электростатических задач.
2. Электрическое поле в вакууме и веществе. Теорема Гаусса и её применение к вычислению электрических полей простейших распределений плотности заряда. Уравнения Максвелла-Лоренца в среде. Статическое приближение.
3. Электрическое поле в веществе. Интегрирование уравнений Лапласа и Пуассона.
4. Излучение и рассеяние электромагнитных волн. Электрическое дипольное приближение. Оценки мультипольного излучения. Антенны.
5. Электростатика проводников и диэлектриков. Метод электрических изображений. Граничные условия.
6. Электростатика проводников. Энергия электростатического поля. Ёмкость проводников и конденсаторов. Силы, действующие на заряды и проводники в электрическом поле. Электростатика диэлектриков.
7. Постоянный электрический ток. Законы Ома и Джоуля-Ленца в дифференциальной и интегральной формах. Правила Кирхгофа. Работа и мощность электрического тока.
8. Стационарное магнитное поле. Закон Био-Савара-Лапласа. Теорема Стокса и её применение к вычислению магнитных полей простейших распределений плотности тока. Методы решения магнитостатических задач.
9. Магнитное поле в вакууме и веществе. Магнитное поле в различных средах. Расчёт магнитных полей с помощью закона Эрстеда.
10. Движение заряженных частиц в электрических и магнитных полях. Электромагнитная индукция. Закон Фарадея.
11. Основы электронной теории. Квазистационарное приближение. Глубина проникновения электромагнитного поля в проводник.
12. Электродинамика движущихся сред. Элементы магнитной гидродинамики.
13. Распространение электромагнитных волн в волноводах и резонаторах.
14. Релятивистская электродинамика. Взаимодействие зарядов с полем. Уравнения электромагнитного поля.
Раздел 3. Квантовая механика
1. Основные понятия квантовой механики. Квантовомеханические операторы, их собственные функции и собственные значения. Линейные пространства и линейные операторы. Собственные функции и собственные значения. Эрмитовы операторы. Коммутатор. Алгебра Гейзенберга-Вейде.
2. Энергия и импульс. Соотношение неопределённостей Гейзенберга. Соотношение неопределённостей Бора-Гейзенберга.
3. Уравнение Шрёдингера. Волновая функция. Бесконечно глубокая потенциальная яма. Потенциальная яма конечной глубины.
4. Уравнение Шрёдингера. Квантовый гармонический осциллятор. Представление Фока. Потенциальный барьер. 
-образный потенциальный барьер.
5. Движение в центрально-симметричном поле. Центрально-симметричное поле.
6. Спин. Векторная модель многоэлектронных атомов. Правила Хунда. Атомные термы. Структура атомных термов. LS-связь. Понятие о JJ-связи. Периодическая система элементов Менделеева. Преобразование волновых функций и операторов при поворотах. Правила отбора для тензорных операторов. Теорема Вигнера-Эккарта. Уравнение Паули.
7. Атом. Атом водорода. Атом гелия. Вариационный метод. Самосогласованное поле, уравнения Хартри-Фока.
8. Теория возмущений. Методы теории возмущений.
9. Теория возмущений. Атом в постоянном внешнем электрическом поле. Эффект Штарка.
10. Теория возмущений. Атом в постоянном внешнем магнитном поле. Эффекты Зеемана, Пашена-Бака.
11. Тождественность частиц. Тождественность частиц в квантовой механике. Эффекты тождественности. Волновые функции систем бозонов и фермионов. Принцип Паули. Понятие о вторичном квантовании.
Раздел 4. Статистическая физика и термодинамика
1. Основные понятия статистической физики. Микросостояния квантовой и классической макросистем. Фазовое пространство. Фазовые траектории. Теорема Лиувилля. Статистический ансамбль и статистическое распределение. Термодинамические величины как средние по ансамблю и как средние по времени.
2. Микроканоническое распределение.
3. Распределение Гиббса. Каноническое распределение Гиббса. Зависимость числа состояний от энергии. Распределение по энергиям. Статистический смысл энтропии. Температура. Статистическая сумма и статистический интеграл.
4. Большое каноническое распределение. Большой потенциал.
5. Идеальный газ. Распределение Максвелла-Больцмана.
6. Идеальный газ. Распределение Максвелла. Распределение Больцмана.
7. Квантовая статистика. Квантовое каноническое распределение невырожденного газа. Статистическая сумма.
8. Квантовая статистика. Распределение Ферми-Дирака. Свободные электроны в металлах как вырожденный Ферми-газ. Внутренняя энергия, теплоёмкость и давление электронного газа в металлах.
9. Квантовая статистика. Распределение Бозе-Эйнштейна.
10. Квантовая статистика. Термодинамика излучения абсолютно чёрного тела.
11. Неидеальный газ. Основное термодинамическое равенство для реальных газов. Термическое и калорическое уравнения состояния реальных газов. Квантовомеханический смысл теплоты и работы. Метод термодинамических потенциалов. Отклонение газов от идеальности. Разложение по степеням плотности. Вывод формулы уравнения Ван-дер-Ваальса. Метод корреляционных функций. Равновесие фаз: условия равновесия; формула Клапейрона-Клаузиуса. Экстремальные свойства термодинамических потенциалов. Критическая точка. Закон соответственных состояний.
12. Флуктуации. Флуктуации основных термодинамических величин. Флуктуации в идеальном газе. Теория неравновесных процессов. Кинетическое уравнение Больцмана. Флуктуация энергии чёрного излучения. Флуктуации в растворах. Основы теории флуктуаций и броуновское движение. Формула Пуассона. Её вывод из распределения Гиббса.
Раздел 5. Физика атомного ядра и элементарных частиц
1. Радиоактивность. Естественная и искусственная радиоактивность. Законы радиоактивного распада. Активность радионуклидов, единицы измерения активности. Радиоактивные превращения ядер. Виды радиоактивного излучения. a-распад. b-распады. b-превращения. g-излучение ядер.
2. Ядерные реакции. Законы сохранения в ядерных реакциях. Ядерные реакции и превращение элементов. Закон сохранения заряда и массового числа в ядерных реакциях. Правила смещения Фаянса-Содди. Ядерные реакции и превращение элементов. Деление ядер. Деление ядер урана. Цепная ядерная реакция. Ядерные реакции под действием нейтронов. Реакции синтеза. Термоядерные реакции.
3. Модели атомных ядер. Состав и строение атомного ядра. Энергия связи нуклонов в ядре. Формула Вайцзеккера для энергии связи и масс ядер.
4. Элементарные частицы. Частицы и античастицы. Позитрон. Взаимопревращения элементарных частиц. Применение закона Эйнштейна к процессам аннигиляции и образования пар. Фундаментальные взаимодействия. Четыре типа фундаментальных взаимодействий. Частицы участники и частицы переносчики взаимодействий. Фундаментальные частицы.
5. Кварковая модель. Кварковая теория адронов. Новые квантовые числа. Аромат и цвет. Цвет и очарование.
Общая трудоемкость дисциплины: 600 часов.
Разработчик: , к. т.н., доцент.
СД. Ф.3 Методы математической физики
Целью преподавания учебной дисциплины «Методы математической физики» является усвоение студентами особенностей применения математических методов для моделирования физических и иных процессов, возможностей использования информационных технологий при работе с математическими моделями.
В результате освоения дисциплины «Методы математической физики» обучающийся должен:
· знать основные понятия, относящиеся к методологии математического моделирования ;
· уметь применять математические методы при решении профессиональных задач;
· владеть методами математического моделирования биологических процессов.
Содержание разделов и тем
№ | Тема или раздел | Содержание |
1. | Понятие об уравнениях математической физики | Примеры задач, приводящих к уравнениям с частными производными. Линейные уравнения с частными производными второго порядка и их приведение к каноническому виду. Классификация линейных УЧП второго порядка (двумерный случай). |
2. | Уравнения гиперболического типа. | Волновое уравнение. Краевые задачи для уравнений гиперболического типа. Метод характеристик. Формула Даламбера. Понятие о методе Фурье (методе разделения переменных) для уравнений с частными производными. |
3. | Уравнения параболического типа. | Уравнение теплопроводности. Краевые задачи для уравнений параболического типа. Метод Фурье для уравнений параболического типа. |
4. | Уравнения эллиптического типа. | Уравнение Лапласа. Понятие гармонической функции, примеры функций, гармонических во всей плоскости. Краевые задачи для уравнения Лапласа. Функции, гармонические в заданной области, и их восстановление по значениям на границе области. Метод Фурье. |
5. | Численное интегрирование уравнений в частных производных. | Понятие о сеточных методах. Разностные уравнения и дифференциальные уравнения. Одномерные разностные схемы и их использование для решения обыкновенных дифференциальных уравнений. Явные разностные схемы для краевых задач, порожденных уравнениями математической физики. Понятие о решении дифференциальных уравнений (обыкновенных и в частных производных) в компьютерных математических средах. Решение и визуализация решений дифференциальных уравнений средствами компьютерной математики. |
Общая трудоемкость дисциплины: 72 часа.
Составитель: , кандидат физико-математических наук, доцент.
СД. Ф.4 Электрорадиотехника
Цель курса - обеспечить электрорадиотехническую подготовку учителя физики средней школы, его подготовку к использованию электрорадиотехнических средств на уроках, во внеклассной работе и в быту.
Студент, изучивший дисциплину, должен знать о современном состоянии электрорадиотехники и электроники, тенденциях их дальнейшего развития, основные законы электрических и магнитных цепей; основы функционирования электрорадиотехнических устройств, включая электронные приборы на современной полупроводниковой элементной базе; основы электрорадиоизмерений; электрорадиотехнические устройства, применяемые в различных сферах технико-технологической деятельности людей; терминологию электрорадиотехники.
Студент, изучивший дисциплину, должен уметь:
- проводить анализ работы электрических схем с использованием методов теории цепей;
- проводить измерение различных электрических параметров с использованием современного электро-радиоизмерительного оборудования;
- осуществлять проектную деятельность (в рамках учебных программ педагогических вузов и школы), начиная с постановки проблемы и кончая получением реального результата.
Студент, изучивший дисциплину, должен владеть навыками использования полученных знаний и навыков в будущей работе преподавателя физики.
Содержание дисциплины
Тема 1. Основные элементы электрической цепи и их свойства.
Элементы электрической цепи. Напряжения и токи в электрических цепях. Активные и реактивные элементы, их сопротивление и проводимость. Модель и схема электрической цепи. Закон Ома для участка цепи и полной цепи. Первый и второй законы Кирхгофа. Расчет напряжений и токов. Правила деления напряжения и токов.
Тема 2. Линейные электрические цепи при гармоническом воздействии.
Основные параметры гармонических колебаний. Действующее значение тока и напряжения. Коэффициент амплитуды и формы Изображение гармонических колебаний вращающимися векторами.
Тема 3. Принцип построения трехфазной системы. Способы соединение фаз источника энергии и приемника.
Принцип построения трехфазной системы. Соединение фаз источника энергии и приемника звездой. Соединение фаз источника энергии и приемника треугольником.
Тема 4. Мощность трехфазной системы и ее измерение.
Мощность трехфазной системы. Измерение активной мощности трехфазной системы. Измерение реактивной мощности трехфазной системы.
Раздел 3. ВЫПРЯМИТЕЛИ
Тема 5. Основные схемы выпрямления переменного тока.
Понятие о нелинейных электрических цепях. Основные схемы выпрямления переменного тока. Однополупериодная схема. Двухполупериодная схема. Мастиковая однофазная схема выпрямления.
Тема 6. Трехфазные схемы выпрямителя. Сглаживающие фильтры.
Регулируемый выпрямитель на тиристоре. Трехфазные схемы выпрямителя. Сглаживаемые фильтры.
Тема 7. Принцип работы и устройство асинхронного двигателя. Однофазные асинхронные двигатели.
Классификация машин переменного тока. Принцип работы и устройство асинхронного двигателя. Вращающий момент асинхронного двигателя. Асинхронный двигатель с контактными кольцами. Пуск в ход асинхронных двигателей. Однофазные асинхронные двигатели. Включение трехфазных двигателей в однофазную цепь. Применение асинхронных двигателей.
Тема 8. Устройство, принцип работы и параметры синхронного генератора и двигателя.
Устройство и принцип работы синхронного генератора. Режимы работы синхронного двигателя. Реакция якоря. Основные характеристики синхронного двигателя. Принцип работы синхронного двигателя. Пуск и остановка синхронного двигателя. Применение синхронных двигателей.
Тема 9. Принцип работы и устройство генератора постоянного тока.
Принцип работы и устройство генератора постоянного тока. Генераторы и двигатели постоянного тока. Типы обмоток якоря. Реакция якоря. Коммутация. Способы возбуждения генератора постоянного тока.
Тема 10. Коллекторные двигатели переменного тока.
Коллекторные двигатели переменного тока.
Радиотехника. Сигналы, радиосигналы и каналы связи. Антенны. Преобразования сигналов в радиотехнических системах. Радиоприёмные устройства. Системы телевидения. Системы стационарной и подвижной радиосвязи. Системы радиотелефонной и радиовидеосвязи. Спутниковые навигационные системы.
Общая трудоемкость дисциплины: 192 часа.
Составители: кандидат педагогических наук, доцент, , ассистент.
СД. Ф.5 Астрономия
Цель курса:
Целью дисциплины является усвоение студентами научных знаний по разделам астрономии, овладение навыками в проведении простейших астрономических наблюдений, теоретическими и экспериментальными методами астрономических исследований, формирование современной астрономической картины мира как части естественнонаучной картины мира, развитие познавательной потребности.
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать:
- фундаментальные явления и эффекты в области астрономии
- современное состояние, теоретические работы, результаты наблюдений и экспериментов в области астрономии.
Уметь:
- использовать знания по общей астрономии
- применять знания при решении задач.
Владеть:
- фундаментальными знаниями по предмету;
- экспериментальными, теоретическими и компьютерными методами астрономических наблюдений.
Краткое содержание дисциплины
Сферическая астрономия. Эклиптика. Зодиакальные созвездия и знаки Зодиака. Эклиптическая система координат. Определение экваториальных координат Солнца меридианным кругом. Определение наклонения экватора и наклона земной оси к плоскости земной орбиты. Астрономический треугольник и связь эклиптических координат с экваториальными. Современный европейский календарь и его краткая история. Простые и високосные годы. Установление христианских религиозных праздников и разъяснение их сущности. Происхождение нашей, или новой эры (н. э.). Восточные лунные календари. Небесная механика. Определение формы и размеров Земли. Триангуляция наземная и космическая. Движение Луны, элементы ее орбиты, оптические либрации. Сидерический и драконический месяцы. Смена лунных фаз и синодический месяц. Солнечные и лунные затмения, их виды и условия их наступления и видимости. Частота и периодичность затмений. Сарос.
Закон всемирного тяготения Ньютона и его проверка по движению Луны. Задача двух тел. Первый и второй обобщенные законы Кеплера. Интеграл энергии. Круговая и параболическая скорости на произвольных гелиоцентрических расстояниях. Средние угловые и линейные скорости планет. Определение линейной скорости планет в произвольных точках их орбит. Третий обобщенный закон Кеплера и определение масс центральных небесных тел. Гравитационное ускорение и космические скорости на поверхности небесных тел. Физика Солнца. Внутреннее строение Солнца. Фотосфера Солнца. Потемнение к краю диска Солнца и его объяснение. Строение фотосферы. Грануляция, конвекция и конвективная зона.
Внешние слои атмосферы Солнца: хромосфера и корона. Распределение температуры в хромосфере и короне. Механизмы нагрева хромосферы и короны. Радио - и рентгеновское излучение Солнца. Природа тел солнечной системы (Луна). Физические условия на Луне и ее размер. Происхождение форм лунного рельефа. Химический состав и строение поверхности и недр Луны. Исследование Луны автоматическими станциями.
Общая трудоемкость дисциплины: 190 часов.
Составитель: , к. п.н., доцент
СД. Р.1 Элементарная физика
Цель - является формирование личности будущего учителя, подготовка специалистов к преподаванию физики в современной школе, овладение научным методом познания; выработка у студентов навыков самостоятельной учебной деятельности, развитие у них познавательной потребности.
Требования к уровню освоения содержания дисциплины
В результате изучения дисциплины студенты должны
знать:
Ø основные термины и понятия;
Ø этапы развития современных измерительных средств в физике;
Ø принципы построения современной эталонной базы;
Ø принципы и методы измерений;
Ø современную физическую картину мира.
уметь:
Ø классифицировать измерения;
Ø анализировать размерности физических величин;
Ø определять физические явления, положенные в основу создания эталонной базы.
владеть:
Ø способностью к сопоставлению, обобщению и анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения;
Ø приемами работы с текстами источниками, разнообразной учебно-методической литературой, составления таблиц и схем;
Ø методами теории подобия и анализа размерностей;
Ø современными принципами толерантности, диалога и сотрудничества;
Ø способностью логически верно выстраивать устную и письменную речь.
Краткое содержание дисциплины
Объект и предмет дисциплины. Измерения. Классификация измерений.
Функции дисциплины. Основные понятия и уравнения кинематики. Основная задача кинематики. Способы описания движения тел. Скорость. Ускорение. Прямолинейное ускоренное движение. Движение по окружности с постоянной по модулю скоростью. Произвольное криволинейное движение. Кинематика колебательного движения. Законы динамики. Первый закон Ньютона. Принцип относительности. Принцип суперпозиции сил. Второй закон Ньютона. Третий закон Ньютона. Прямая и обратная задачи механики материальной точки. Закон всемирного тяготения. Сила тяготения и сила тяжести. Гравитационная постоянная. Определение масс небесных тел. Работа. Мощность. Энергия. Механическая работа. Мощность. Кинетическая энергия материальной точки. Кинетическая энергия вращающегося тела. Закон сохранения механической энергии. Консервативные силы и потенциальная энергия. Теорема об изменении кинетической энергии. Закон сохранения импульса. Закон сохранения момента импульса. Импульс тела. Изменение полного импульса системы тел. Закон сохранения импульса. Движение тел переменной массы. Формула Циолковского. Момент импульса. Закон сохранения момента импульса. Гироскоп. Механические колебания. Волны. Звук. Дифференциальное уравнение свободных незатухающих колебаний. Скорость и ускорение при гармонических колебаниях. Энергия колеблющейся материальной точки. Затухающие колебания. Дифференциальное уравнение затухающих колебаний. Вынужденные колебания. Резонанс. Эффект Доплера. Звук. Громкость звука. Скорость звука.
Общая трудоемкость дисциплин: 76 часов.
Составитель: , кандидат педагогических наук, доцент
СД. Р.2 Проблемы современной физики
Целью дисциплины является развитие навыков ведения самостоятельной научно-исследовательской работы студентов, изучение основных физических свойств материалов для производства радиоэлектронной аппаратуры и знакомство с современными аспектами технологии их производства, формирование личности будущего учителя, подготовка специалистов к преподаванию физики в современной школе.
Студент, изучивший дисциплину «Проблемы современной физики», должен владеть знаниями фундаментальных явлений и эффектов в области физики полупроводниковых и диэлектрических материалов, знать и уметь использовать знания по исследованию основных свойств данных структур, технологии их производства, владеть экспериментальными, теоретическими и компьютерными методами моделирования, знать современное состояние, теоретические работы, результаты исследований в области физики радиоэлектронных компонентов.
Краткое содержание дисциплины
Проводимость твердых тел. Металлы, полуметаллы, полупроводники и диэлектрики. Температурная зависимость проводимости, собственная и примесная проводимость. Зонная структура твердых тел. Модель почти свободных электронов. Энергетические щели. Зонные структуры металлов, полуметаллов, полупроводников и диэлектриков. Электроны, дырки, эффективные массы. Виды диэлектриков. Полярные и неполярные молекулы. Наведенная и ориентационная поляризация. Твердые диэлектрики. Атомные, ионные и молекулярные кристаллы. Сегнетоэлектрики (СЭ). Классификация СЭ кристаллов. Перовскит титанат бария (BaTiO3). Фазовые переходы 1-го и 2-го рода. Виды магнетиков. Определение и знак магнитной восприимчивости. Опыт Штерна-Герлаха. Причины магнетизма. Магнетизм как квантовый эффект. Фуллерены и соединения на основе углерода. Общие представления Методы получения фуллеренов. Некоторые свойства фуллеренов. Фуллериты. Фуллериды. Перспективы применения фуллеренов.
Основные понятия фрактальной геометрии и фрактальной физики. Общие представления. Понятие фрактала. Аффинная геометрия. Математические фракталы. Фрактальная размерность. Некоторые реальные фракталы. Перколяция. Понятие фрактального кластера. Свойства фрактальных кластеров. Реальные фрактальные структуры. Модельные механизмы формирования фракталов.
Моделирование фазовых переходов в сегнетоэлектриках. Двумерная модель Изинга в приближении среднего (молекулярного) поля.
Моделирование фазовых переходов в сегнетоэлектриках. Двумерная модель Изинга в приближении среднего (молекулярного) поля. Расчет свойств двумерной модели Изинга методом Монте-Карло.
Общая трудоемкость дисциплины: 88 часов.
Составитель: , кандидат технических наук, доцент
СД. В1 Дисциплины по выбору
1. Основы экспериментальной физики
Цель - является формирование личности будущего учителя, подготовка специалистов к преподаванию физики в современной школе, овладение научным методом познания; выработка у студентов навыков самостоятельной учебной деятельности, развитие у них познавательной потребности.
В результате изучения дисциплины студенты должны
знать:
Ø основные термины и понятия;
Ø этапы развития современных измерительных средств в физике;
Ø принципы построения современной эталонной базы;
Ø принципы и методы измерений;
Ø современную физическую картину мира.
уметь:
Ø классифицировать измерения;
Ø анализировать размерности физических величин;
Ø решать простейшие экспериментальные физические задачи, используя методы физических исследований;
Ø использовать численные значения фундаментальных физических констант для оценки результатов простейших физических экспериментов;
Ø структурировать физическую информацию, используя научный метод исследования;
владеть:
Ø способностью к сопоставлению, обобщению и анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения;
Ø приемами работы с текстами источниками, разнообразной учебно-методической литературой, составления таблиц и схем;
Ø методами теории подобия и анализа размерностей;
Ø современными принципами толерантности, диалога и сотрудничества;
Ø способностью логически верно выстраивать устную и письменную речь.
Краткое содержание дисциплины
Тема 1. Кинематика.
Введение в экспериментальную физику. Классификация измерений. Метод размерности в физике
Тема 2. Погрешности измерений.
Исторический обзор развития механики. Погрешности измерений.
Тема 3. Оценка результатов и случайных погрешностей прямых измерений.
Оценка результатов и случайных погрешностей прямых измерений. Скалярные и векторные величины. Действия над векторами
Тема 4. Порядок обработки результатов прямых измерений.
Порядок обработки результатов прямых измерений. Практическое применение законов сохранения энергии и импульса
Тема 5. Оценка погрешностей косвенных измерений.
Оценка погрешностей косвенных измерений.
Тема 6. Порядок обработки результатов косвенных измерений.
Порядок обработки результатов косвенных измерений.
Тема 7. Построение графиков и вычисление погрешностей. Правила выполнения и оформления лабораторных работ.
Построение графиков и вычисление погрешностей. Правила выполнения и оформления лабораторных работ.
Общая трудоемкость дисциплины: 90 часов.
Составитель: , кандидат педагогических наук, доцент.
2. Эксперимент в современной физике
Цель - является формирование личности будущего учителя, подготовка специалистов к преподаванию физики в современной школе, овладение научным методом познания; выработка у студентов навыков самостоятельной учебной деятельности, развитие у них познавательной потребности.
В результате изучения дисциплины студенты должны
знать:
Ø основные термины и понятия;
Ø этапы развития современных измерительных средств в физике;
Ø принципы построения современной эталонной базы;
Ø принципы и методы измерений;
Ø современную физическую картину мира.
уметь:
Ø классифицировать измерения;
Ø анализировать размерности физических величин;
Ø решать простейшие экспериментальные физические задачи, используя методы физических исследований;
Ø структурировать физическую информацию, используя научный метод исследования;
Ø проводить численные расчёты физических величин при решении физических задач и обработке экспериментальных результатов;
Ø определять физические явления, положенные в основу создания эталонной базы.
владеть:
Ø способностью к сопоставлению, обобщению и анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения;
Ø приемами работы с текстами источниками, разнообразной учебно-методической литературой, составления таблиц и схем;
Ø методами теории подобия и анализа размерностей;
Ø современными принципами толерантности, диалога и сотрудничества;
Ø способностью логически верно выстраивать устную и письменную речь.
Краткое содержание дисциплины
Тема 1. Кинематика.
Введение в экспериментальную физику. Классификация измерений. Метод размерности в физике
Тема 2. Погрешности измерений.
Исторический обзор развития механики. Погрешности измерений.
Тема 3. Оценка результатов и случайных погрешностей прямых измерений.
Оценка результатов и случайных погрешностей прямых измерений. Скалярные и векторные величины. Действия над векторами
Тема 4. Порядок обработки результатов прямых измерений.
Порядок обработки результатов прямых измерений. Практическое применение законов сохранения энергии и импульса
Тема 5. Оценка погрешностей косвенных измерений.
Оценка погрешностей косвенных измерений.
Тема 6. Порядок обработки результатов косвенных измерений.
Порядок обработки результатов косвенных измерений.
Тема 7. Построение графиков и вычисление погрешностей. Правила выполнения и оформления лабораторных работ.
Построение графиков и вычисление погрешностей. Правила выполнения и оформления лабораторных работ.
Общая трудоемкость дисциплины: 90 часов.
Составитель: , кандидат педагогических наук, доцент.
СД. В2 Дисциплины по выбору
1. Основы когерентной оптики
Цели дисциплины:
-Систематизировать теоретические знания интерференции и дифракции света и дать современные представления о физических основах голографии, ее практических приложениях и принципах работы когерентных источников света.
-Ознакомить студентов с техникой голографического эксперимента.
Уровень освоения содержания дисциплины характеризуется способностью выполнять следующие виды деятельности:
знать:
- физические принципы разделов физики, лежащих в основе голографического метода записи и воспроизведения изображений.
- теорию интерференции световых волн
- теорию дифракционных решеток
- теорию оптической когерентности
- принципы работы газовых и полупроводниковых лазеров
- возможности голографических методов и области их применения
- отличительные особенности и свойства голограмм разных типов.
уметь:
- разрабатывать и собирать простейшие голографические схемы
- производить запись голограмм разных типов и восстанавливать изображение
- обрабатывать голографические материалы
- использовать газовые и полупроводниковые лазеры в голографическом эксперименте.
владеть
- теоретическими основами дисциплины;
- навыками экспериментального исследования;
- элементами критического мышления при проведении эксперимента.
· Краткое содержание дисциплины
Лекция 1. Введение в когерентную оптику и голографию. Голография как раздел физики. Основные этапы становления голографии. Теоретические основы голографии. Интерференционное поле при сложении: двух плоских волн, двух сферических волг, плоской и сферической волн. Дифракция на простейших преградах. Особенности дифракции на синусоидальной решетке.
Лекция 2. Голографические схемы. Основные типы голограмм и их свойства.
Процесс получения голограмм. Уравнение голограммы. Реконструкция волнового фронта с помощью голограммы. Типы голографических схем и их практическая реализация. Классификация голограмм
Лекция 3. Техника голографического эксперимента. Основные требования к установке для регистрации голограмм. Контроль стабильности интерференционного поля. Формирование и обработка световых пучков в голографии. Освещение объектов.
Регистрирующие среды для записи голограмм.
Лекция 4. Квантовые генераторы как источники когерентного излучения.
Основные типы оптических переходов. Понятие населенности уровня и скорости процессов перехода. Уширение спектральных линий. Взаимодействие излучения с веществом. Прохождение излучения через инверсную среду. Процессы и системы накачки активной среды. Назначение резонатора и его свойства. Формирование спектра излучения лазера. Принцип работы газовых, твердотельных и полупроводниковых лазеров.
Общая трудоемкость дисциплины: 40 часов.
Составитель: , к. физ.-мат. н., доцент
2. История физики
Цели дисциплины:
- изучение истории физики как науки;
- формирование у студентов естественнонаучного мировоззрения;
- создание основ для применения исторического подхода к преподаванию физики в школе.
Уровень освоения содержания дисциплины характеризуется способностью выполнять следующие виды деятельности:
знать
- основные исторические этапы развития физики в целом и отдельных ее разделов;
- роль науки как формы общественного сознания в развитии человеческой цивилизации;
- связи между физикой и смежными науками: математикой, техникой, химией, биологией, а также связи с философией и другими гуманитарными дисциплинами;
- формулировки основных физических законов в историческом аспекте и их изменениях со временем;
- основные этапы развития физической теории;
- ключевые эксперименты, приведшие к изменению представлений об окружающем мире;
уметь
- аргументировать научную позицию при анализе лженаучных, псевдонаучных и антинаучных утверждений;
- использовать историко-физический подход при изучении отдельных тем школьного курса физики;
- применять факты, известные из истории физики, в преподавании физики в школе;
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 |
