Рабочая программа дисциплины Физика (стр. 1 )

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Саратовский государственный университет имени »

Балашовский институт (филиал)

УТВЕРЖДАЮ

Директор БИ СГУ

доцент

___________________________

"10" ноября 2014 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

Физика

Направление подготовки

022000 Экология и природопользование

Квалификация (степень) выпускника

Бакалавр

Форма обучения

Очно-заочная

Балашов

2014

СОДЕРЖАНИЕ

1. Цели освоения дисциплины.. 3

2.Место дисциплины в структуре образовательной программы.. 3

3. Компетенции обучающегося, формируемые в процессе освоения дисциплины 3

Планируемые результаты обучения по дисциплине. 3

4. Содержание и структура дисциплины.. 4

4.1. Объем дисциплины.. 4

4.2. Содержание дисциплины.. 4

4.3. Структура дисциплины.. 5

5. Образовательные технологии.. 7

6. Учебно-методическое обеспечение. 8

самостоятельной работы студентов. 8

Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.. 8

Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по дисциплине. 10

62. Электрические заряды. Закон сохранения электрического заряда. 12

7. Данные для учета успеваемости в БАРС. 17

8. Учебно-методическое и информационное. 19

обеспечение дисциплины.. 19

Литература по курсу. 19

Основная литература. 19

Дополнительная литература. 19

Интернет-ресурсы.. 19

Программное обеспечение. 19

9. Материально-техническое обеспечение дисциплины.. 20

1. Цели освоения дисциплины

Целями освоения дисциплины «Физика» являются: формирование систематизированных знаний по физическим законам и закономерностям и способах их применения.

2.Место дисциплины в структуре образовательной программы

Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла (Б2.Б.3).

Для освоения указанной дисциплины студент должен овладеть компетенциями, знаниями и умениями, сформированными в результате освоения основных математических дисциплин, входящих в вариативную часть профессионального цикла, таких как «Математика», «Математические методы в биологии». В ходе изучения дисциплины происходит обобщение знаний, полученных при освоении указанных курсов, показывается взаимосвязь и взаимовлияние различных математических дисциплин, реализуется профессиональная направленность образовательного процесса.

Изучение дисциплины «Физика» предшествует и необходимо для изучения дисциплин базовой части профессионального цикла «Биофизика», «Введение в биотехнологию».

3. Компетенции обучающегося, формируемые в процессе освоения дисциплины

Процесс изучения дисциплины «Физика» направлен на формирование следующих компетенций:

-  следует этическим и правовым нормам в отношении других людей и в отношении природы (принципы биоэтики), имеет четкую ценностную ориентацию на сохранение природы и охрану прав и здоровья человека (ОК-1);

-  демонстрирует базовые представления о разнообразии биологических объектов, понимание значения биоразнообразия для устойчивости биосферы (ПК-1);

-  использует методы наблюдения, описания, идентификации, классификации, культивирования биологических объектов (ПК-2).

Планируемые результаты обучения по дисциплине

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

знать:

-  основные теоретические модели и построения в физике, спектр решаемых задач;

-  основные численные методы применяемые при построении теоретических моделей экспериментов и наблюдений.

-  основные способы математической обработки экспериментальных данных;

-  основы современных технологий сбора, обработки и представления информации;

-  предмет физической науки, его специфику, роль и место в системе естественных наук;

-  источники возникновения погрешностей, методы их устранения;

уметь:

-  использовать современное ППО для объяснения природы биологических явлений и процессов;

-  строить математические модели реальных процессов;

-  применять численные методы решения типовых физических задач при изучении физических и биологических процессов и решении прикладных задач;

-  оценивать ПО и перспективы его использования в работе учителя биологии.

владеть:

-  основными численными методами решения физических задач;

-  навыками работы с программными средствами профессионального назначения;

-  различными средствами коммуникации;

-  способами совершенствования профессиональных знаний и умений путем использования образовательной среды БИСГУ;

4. Содержание и структура дисциплины

4.1. Объем дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы, 144 часа, из них 34 часа аудиторной работы (16 часов лекций, 18 часов практических занятий), 74 часа самостоятельной работы. Дисциплина изучается во 2 семестре, ее освоение заканчивается экзаменом (36).

4.2. Содержание дисциплины

Тема 1. Основы классической механики.

Механическое движение. Предмет механики. Основные понятия и определения механики. Вращательное движение твердого тела. Законы Ньютона. Законы сохранения в механике. Динамика вращательного движения твердого тела.

Тема 2. Неинерциальные системы отсчета.

Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции. Принцип Даламбера. Эквивалентность сил инерции и гравитации. Центробежная сила инерции. Сила Кориолиса. Закон Бэра.

Тема 3. Основы МКТ.

Методы исследования. Основные понятия. Основные законы идеального газа. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа. Законы распределения молекул. Среднее число столкновений и средняя длина свободного пробега молекул.

Тема 4. Основы термодинамики.

Число степеней свободы молекулы. Закон распределения энергии по степеням свободы молекулы. Первое начало термодинамики. Второе начало термодинамики. Цикл Карно и его к. п.д. для идеального газа. Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса.

Тема 5. Основы электродинамики.

Электрические заряды. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона. Электрическое поле и его напряженность. Проводники в электростатическом поле. Электроемкость уединенного проводника. Конденсаторы. Соединение конденсаторов. Законы постоянного тока.

Тема 6. Основы магнетизма.

Магнитное поле и его характеристики. Закон Био-Савара-Лапласа. Закон Ампера. Сила Лоренца. Опыты Фарадея. Определение электродвижущей силы индукции. Индуктивность контура. Самоиндукция. Энергия магнитного поля.

Тема 7. Механические и электромагнитные колебания и волны.

Гармонические колебания и их характеристики. Механические гармонические колебания. Пружинный, физический и математический маятники. Волновые процессы. Продольные и поперечные волны. Свободные гармонические колебания в колебательном контуре. Переменный ток. Резонанс напряжений. Резонанс токов. Мощность, выделяемая в цепи переменного тока.

Тема 8. Явления волновой оптики.

Интерференция света. Методы наблюдения интерференции света. Интерференция света в тонких пленках. Дифракция Фраунгофера. Дифракция на пространственной решетке. Формула Вульфа-Бреггов. Дисперсия света. Поляризация света при отражении и преломлении на границе двух диэлектриков. Двойное лучепреломление. Искусственная оптическая анизотропия. Вращение плоскости поляризации.

4.3. Структура дисциплины

№ п/п	Раздел дисциплины	Семестр	Неделя семестра	Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах)	Примерные формы текущего контроля (по неделям семестра) Формы промежуточной аттестации (по семестрам)
Всего часов	Лекции	Лабораторные занятия	Практическая работа	Самостоятельная работа
1	2	3	4	5	6		7	8	9
1	Тема 1. Основы классической механики.	2	19,20	13	2		2	9
2	Тема 2. Неинерциальные системы отсчета.	2	21,22	13	2		2	9	Контрольная работа №1
3	Тема 3. Основы МКТ.	2	23,24	13	2		2	9
4	Тема 4. Основы термодинамики.	2	25,26	13	2		2	9
5	Тема 5. Основы электродинамики.	2	27,28	15	2		4	9	Контрольная работа №2
6	Тема 6. Основы магнетизма.	2	29,30	13	2		2	9
7	Тема 7. Механические и электромагнитные колебания и волны.	2	31,32	14	2		2	10
8	Тема 8. Явления волновой оптики.	2	33,34	14	2		2	10	Контрольная работа №3
	Итого:			108	16		18	74
	Промежуточная аттестация		Экзамен

ПЛАНЫ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ.

№ темы	Всего часов	№ занятия	Тема практического занятия. Вопросы, отрабатываемые на практическом занятии
1	2	3	4
1	2	1	Тема 1. Основы классической механики. 1. Решение задач на путь, перемещение, скорость и ускорение. 2. Решение задач на угловую скорость и угловое ускорение, связь линейных и угловых характеристик вращательного движения. 3. Решение задач на законы Ньютона и силу трения. 4. Решение задач на силу упругости. 5. Решение задач на закон сохранения импульса и центр масс. 6. Решение задач на закон сохранения энергии. 7. Решение задач на абсолютно упругий и неупругий удары. 8. Решение задач на момент инерции твердого тела и кинетическую энергию вращательного движения. 9. Решение задач на момент силы, уравнение вращательного движения твердого тела, момент импульса и закон его сохранения.
2	2	2	Тема 2. Неинерциальные системы отсчета. 1. Решение задач на силы инерции при неравномерном поступательном движении системы отсчета. 2. Решение задач на силы инерции при движении точки по дуге окружности.
3	2	3	Тема 3. Основы МКТ. 1. Решение задач на основные законы идеального газа. 2. Решение задач на уравнение Клапейрона-Менделеева. 3. Решение задач на основное уравнение молекулярно-кинетической теории газа. 4. Решение задач на закон Максвелла для распределения молекул идеального газа по скоростям и энергиям теплового движения. 5. Решение задач на барометрическую формулу и распределение Больцмана.
4	2	4	Тема 4. Основы термодинамики. 1. Решение задач на первое начало термодинамики. 2. Решение задач на работу газа. 3. Решение задач на цикл Карно и к. п.д. тепловой машины. 4. Решение задач на уравнение Ван-дер-Ваальса. 5. Решение задач на внутреннюю энергию реального газа.
5	4	5	Тема 5. Основы электродинамики. 1. Решение задач на закон сохранения электрического заряда, закон Кулона, электрическое поле и его напряженность. 2. Решение задач на соединение конденсаторов (параллельное, последовательное, смешанное) и энергию электрического поля. 3. Решение задач на силу и плотность тока, сторонние силы и э. д.с. 4. Решение задач на закон Ома, сопротивление проводников работу и мощность тока, закон Джоуля-Ленца. 5. Решение задач на закон Ома для неоднородного участка цепи и правила Кирхгофа для разветвленных цепей.
6	2	6	Тема 6. Основы магнетизма. 1. Решение задач на Закон Ампера, взаимодействие параллельных токов, действие магнитного поля на движущийся заряд и силу Лоренца. 2. Решение задач на движение заряженных частиц в магнитном поле эффект Холла и работу по перемещению проводника и контура с током в магнитном поле. 1. Решение задач на определение электродвижущей силы индукции в частных случаях, индуктивность контура и самоиндукцию. 2. Решение задач на взаимную индукцию и энергию магнитного поля.
7	2	7	Тема 7. Механические и электромагнитные колебания и волны. 1. Решение задач на гармонические колебания и их характеристики. 2. Решение задач на гармонический осциллятор, пружинный, физический и математический маятники. 3. Решение задач на волновые процессы, продольные и поперечные волны, уравнение бегущей волны. 4. Решение задач на свободные гармонические колебания в колебательном контуре и дифференциальное уравнение свободных затухающих колебаний. 5. Решение задач на переменный ток, резонанс напряжений, токов и мощность, выделяемая в цепи переменного тока
8	2	8	Тема 8. Явления волновой оптики. 1. Решение задач на интерференцию света. 2. Решение задач на принцип Гюйгенса-Френеля, метод зон Френеля, прямолинейное распространение света.

5. Образовательные технологии

Специфика дисциплины и объем учебного материала предполагают использование следующих образовательных технологий: лекции, практические занятия, проблемное обучение, модульная технология, проблемная лекция, подготовка письменных аналитических работ, самостоятельная работа студентов.

В целом содержание курса отличает практическая направленность и максимальная приближенность к актуальным запросам практической деятельности.

В учебном процессе предусмотрено использование активных и интерактивных форм занятий и методов обучения (презентации, мультимедийные обучающие программы, учебные видеофильмы, виртуальный лабораторный практикум и др.) в сочетании с внеаудиторной работой. Удельный вес занятий, проводимых в интерактивных формах, должен составлять не менее 30 % аудиторных занятий.

Для обеспечения доступности обучения инвалидам и лицам с ограниченными возможностями здоровья учебные материалы могут быть адаптированы с учетом особых потребностей: в печатных материалах укрупнен шрифт, произведена замена текста аудиозаписью, использованы звуковые средства воспроизведения информации.

Информационные технологии, используемые при осуществлении

образовательного процесса по дисциплине

1.  Использование информационных ресурсов, доступных в информационно-телекоммуникационной сети интернет.

2.  Составление и редактирование текстов при помощи текстовых редакторов.

3.  Создание электронных документов (компьютерных презентаций, видеофайлов и т. д.) по изучаемым темам и электронных коллекций.

6. Учебно-методическое обеспечение

самостоятельной работы студентов.

Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины

Самостоятельная работа студентов по дисциплине

№ темы	Всего часов	Вопросы для самостоятельного изучения (задания)	Литература
1	2	3	4
1	9	1. Физическая система. Физические величины. Физический закон. Физические явления. 2. Физическая задача. Решение физической задачи. Поставленная и не поставленная задачи. 3. Механическая система. Внешние и внутренние силы. Закон сохранения импульса. Центр масс, законы движения центра масс. 4. Удар как физическое явление. Разновидности ударов (упругий и неупругий). Потеря кинетической энергии при абсолютно упругом ударе. 5. Момент инерции полого и сплошного цилиндров, тонкого стержня, шара. Теорема Штейнера и Гюйгенса. 6. Деформации (упругие и пластические). Напряжения (нормальные и тангенциальные). Коэффициент упругости. 7. Диаграмма напряжений. Пределы: пропорциональности, упругости, текучести, прочности.	[1], [2], [3]
2	9	1. Неинерциальные системы отсчета. Границы применимости второго закона Ньютона. Силы инерции. 2. Кориолисово ускорение. Правило Жуковского. Кориолисова сила инерции.	[1], [2], [3]
3	9	1.Макроскопические процессы. Статистический и термодинамический методы исследований. 2.Идеальный газ. Процессы изобарный, изохорный, изотермический. 3.Уравнение состояния газа. Молярная масса. 4. Законы Фурье, Фика, Ньютона для явлений переноса. 5. Виды вакуума (низкий, средний, высокий, сверхвысокий).	[1], [2], [3]
4	9	1. Внутренняя энергия идеального газа. 2. Первое начало термодинамики. 3. Работа газа при изохорном, изобарном и изотермическом процессах. 4. Работа газа при адиабатном процессе. Показатель адиабаты. Политропа. 5. Реальный газ. Силы межмолекулярного взаимодействия. Поправки Ван-дер-Ваальса. 6. Критическая изотерма, критическая температура. Пар насыщенный и пересыщенный. 7. Адиабатическое дросселирование, температура инверсии. 8. Свойства жидкостей. Поверхностное натяжение. 9. Смачивание. Капиллярные явления. 10. Твердые тела. Моно - и поликристаллы. Типы кристаллических тел. 11. Испарение, сублимация, плавление и кристаллизация. Аморфные тела. 12. Фазовые переходы I и II рода. Диаграмма состояния. Тройная точка.	[1], [2], [3]
5	9	1. Элементарный электрический заряд, дискретность заряда. Проводники 1 и 2 рода, диэлектрики и полупроводники. 2. Сила взаимодействия зарядов. Силовое электрическое поле и его напряженность. 3. Циркуляция вектора напряженности. Потенциал электростатического поля.	[1], [2], [3]
		4. Электрический ток, ток проводимости, конвекционный ток, сила тока. 5. Источники тока, сторонние силы, э. д.с., напряжение. 6. Сопротивление проводников, электрическая проводимость, закон Ома. Зависимость сопротивления от температуры. 7. Неоднородный участок электрической цепи. Обобщенный закон Ома. 8. Правила Кирхгофа. Мост Уитсона. 9. Свободные электроны. «Электронный» газ. 10. Законы Ома, Джоуля-Ленца, Видемана-Франца с позиции классической электронной теории. 11. Оценка средней длины свободного пробега электрона в металлах. Теплоемкость металла. 12. Термоэлектронная, фотоэлектронная, вторичная электронная и автоэлектронная эмиссии. 13. Ионизация газов. Несамостоятельный газовый разряд. 14. Самостоятельный газовый разряд и его типы (тлеющий, искровой, дуговой, коронный). 15. Плазма и ее виды.	[1], [2], [3]
6	9	1. Магнитная индукция. Магнитные линии. Напряженность магнитного поля. 2. Магнитное поле прямого тока, в центре кругового тока. 3. Магнитная постоянная. Единицы магнитной индукции и напряженности магнитного поля. 4. Движущийся заряд и его поле. 5. Ускорители заряженных частиц (линейный, линейный разностный, циклотрон, фазотрон, синхрофазотрон, бетатрон). 6. Закон полного тока для магнитного поля в вакууме. 7. Закон электромагнитной индукции Фарадея. Правило Ленца. 8. Вращение рамки в магнитном поле. Генераторы. 9. Токи Фуко. Их использование в технике. 10. Экстратоки самоиндукции.	[1], [2], [3]
7	10	1. Периодические процессы. Колебания. Амплитуда. Круговая частота. Начальная фаза. Фаза колебаний. Период колебаний. Частота колебаний. 2. Графическое изображение колебаний. Метод вращающегося вектора амплитуды. Метод векторных диаграмм. 3. Кинетическая и потенциальная энергия колебаний. 4. Электрический колебательный контур. Формула Томсона для периода электрических колебаний. 5. Гармонический анализ сложного периодического колебания. Разложение Фурье. Гармоники. 6. Перпендикулярные колебания и их сложение. Фигуры Лиссажу. 7. Затухающие колебания. Линейные системы. Коэффициент затухания. Собственная частота. Время релаксации. Декремент затухания. 8. Вынужденные механические и электромагнитные колебания. 9. Резонансная частота. Статическое отключение. Фазовая резонансная кривая. 10. Квазистационарность переменного тока. Индуктивное и емкостное сопротивление. Полное сопротивление. 11. Эффективные (действующие) значения тока и напряжения. Коэффициент мощности цепи переменного тока.	[1], [2], [3]
8	10	1. Дифракция на круглом отверстии. Дифракция на диске. 2. Разрешающая способность оптических приборов. Критерий Рэлея. 3. Понятие о голографии. 4. Закон Бугера. Коэффициент поглощения света. Линейчатый спектр поглощения. 5. Эффект Доплера для электромагнитных волн в вакууме. Красное и фиолетовое смещения. 6. Частично поляризованный свет. Плоскополяризованный свет. Плоскость поляризации. 7. Закон Брюстера. Формула Френеля. 8. Оптическая ось кристалла. Главная плоскость сечения. 9. Поляризационные призмы и поляроиды.	[1], [2], [3]

Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по дисциплине

Темы рефератов: