Федеральное агентство по образованию

Владивостокский государственный университет экономики и сервиса

ФИЗИКА

МОДУЛЬ 1, 2

Учебная программа дисциплины

для всех специальностей

Владивосток

Издательство ВГУЭС

2014

ББК **.**

Учебная программа по дисциплине «Физика» составлена в соответствии с требованиями государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования. Предназначена для студентов всех специальностей.

Составители: , канд. физ.-мат. наук, доцент,
кафедра электроники

Утверждена на заседании кафедры электроники от 01.01.2001 г., .протокол №5, новая редакция – 22.04.2014 г., протокол № 8

Утверждена на заседании кафедры Ученого совета института ИИБС от 01.01.2001 г., протокол № 8

Издательство Владивостокского
государственного университета
экономики и сервиса, 2014

ВВЕДЕНИЕ

Физика – одна из фундаментальных естественных наук, знание которой необходимо для эффективной, творческой деятельности современного специалиста любого профиля. Качество физических знаний будущих дипломированных специалистов, работающих на производстве, приобретает большое значение в связи с предстоящим решением задач экономической эффективности технологических процессов и производств, необходимостью уменьшения энергопотребления при производстве товаров и услуг, использовании новых материалов и повышении надежности современной и конкурентоспособной техники. Понимание физических законов поможет в решении экологических проблем.

Данная программа построена в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта для технических и инженерных направлений профессионального высшего образования.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

1. ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

1.1 Цели освоения дисциплины

Целями освоения учебной дисциплины являются формирование у студентов необходимых знаний основных законов механики, молекулярной физики и термодинамики, электромагнетизма, оптики, атомной и ядерной физики. Умение находить логические и наиболее рациональные пути решения и анализа физических задач, имеющих практическое применение. Студент должен решать задачи экономической эффективности технологических процессов и производств, уменьшения энергопотребления, использовании новых материалов.

1.2 Знания, умения и навыки, которые должен приобрести студент в результате изучения дисциплины

В результате изучения теоретического курса физики студент должен знать: физические понятия и законы, современные представления о строении вещества, основные теории механических, тепловых, электрических и оптических процессов.

В результате практического изучения дисциплины студент должен уметь: самостоятельно вести эксперимент, анализировать и обобщать наблюдаемые явления и факты, находить логические и наиболее рациональные пути решения поставленных задач и проблем.

Курс физики является базой для изучения общетехнических дисциплин «Материаловедение», «Технология конструкционных материалов», «Детали машин и основы конструирования», «Эксплуатационные материалы и экономия топливно-энергетических ресурсов», «Радиоматериалы и радиокомпоненты», «Конструирование и технология производства радиоэлектронных средств», «Физика поверхности полупроводников», «Полупроводниковая наноэлектроника», «производство на предприятиях промышленности», «Управление качеством», «Экономика природопользования».

1.3 Основные виды занятий и особенности их проведения

В ходе изучения дисциплины студент слушает лекции по теоретическому материалу, ряд вопросов выносится на самостоятельное изучение. Контроль усвоения материала проводится по результатам выполнения лабораторных работ. Для помощи студенту в освоении теоретического материала лекционных занятий и самостоятельной работы предусматриваются консультации ведущего преподавателя. Между аудиторной и самостоятельной работой студентов существует очень тесная взаимосвязь. Студенты, получая знания на лекционных занятиях должны применить их на практических занятиях и при выполнении самостоятельных работ.

Лекционные занятия по дисциплине проводятся с использованием мультимедийного оборудования, лабораторные работы проводятся с использованием персональных компьютеров и экспериментальных лабораторных установок. Лекции являются основным видом занятий, в которых должны быть реализованы поставленные цели и задачи по приобретению студентами соответствующих компетенций. Главная опора должна быть сделана на ведущие концептуальные представления естественных наук, упорядоченные в соответствии с общепринятой типовой программой, рекомендованной НМС по физике Минобразования. Практикуются активные (проблемные) лекции, предполагающие активность обучающихся, сравнимую с активностью лектора. Это лекции отличают проблемное содержание и поддержание контакта с аудиторией в диалогической форме. Лекции проводятся с применением информационных технологий. В частности, используется комплекс презентаций по курсу.

Практические занятия. Необходимым элементом при изучении курса, помимо лекций, являются практические, семинарские занятия и лабораторные работы. Основной их целью является не только активизация изучения лекционного материала курса, но и стимулирование самостоятельной работы, ознакомление с библиотечной базой вуза и города, умением самостоятельно отыскать материал по заданной теме. Взаимосвязь аудиторной и самостоятельной работы обеспечивается проведением семинарских занятий, которые призваны углубить и расширить полученные на лекциях сведения, не обязательно повторяя лекционный материал. Этим же целям служат выполняемые студентами лабораторные работы в рамках лабораторного практикума.

Таким образом, семинары учат студентов умению четко излагать свои мысли, аргументировать свои суждения, вести полемику. Кроме этого в ходе семинара выявляются недостаточно понятые и усвоенные вопросы, положения.

Коллоквиум – вид учебно-практических занятий, представляющий собой групповое обсуждение под руководством преподавателя достаточно широкого круга практических проблем, например, относительно самостоятельного большого раздела лекционного курса. Одновременно это и разновидность массового устного опроса, позволяющего преподавателю в сравнительно небольшой временной промежуток выяснить уровень знаний студентов целой академической группы по конкретному разделу курса.

Тестирование (текущее, промежуточное) призвано систематизировать полученную информацию, выявить умения, владения и возможность применить знания при решения конкретно-практических проблем, является необходимым этапом компетентностного подхода в обучении.

1.4 Виды контроля и отчетности по дисциплине

Текущий контроль включает устный опрос студентов (групповой или индивидуальный) на практических занятиях и тестирование (письменное или компьютерное) по соответствующим разделам дисциплины. Суммированные баллы, начисляемые по результатам регулярной проверки усвоения учебного материала, вносятся в аттестационную ведомость (на 8-й и 16-й неделе семестра). При выведении аттестационной отметки учитывается посещение студентом аудиторных занятий.

Промежуточный (семестровый) контроль предусмотрен в форме экзамена. Для успешной сдачи экзамена студент должен посещать занятия, выполнять задания, получить положительные оценки на текущих аттестациях. Экзамен проводится в форме электронного тестирования (СИТО либо ФЭПО). Для получения допуска к экзамену студент очной формы обучения должен в течение семестра набрать в результате текущих аттестаций не менее 41 балла. Обязательным условием допуска студента заочной формы обучения к экзамену является выполнение письменной контрольной работы, которая сдаётся в сроки, установленные графиком учебного процесса для соответствующего направления подготовки.

1.5. Техническое и программное обеспечение дисциплины

Для проведения лекционных и лабораторных занятий по дисциплине необходимо:

– аудитория, оборудованная мультимедийным оборудованием и средством для изображения формул, рисунков;

– компьютерный класс с рабочими станциями под управлением ОС Windows

2. СТРУКТУРА, СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

2.1 Темы лекций

№ п/п

Наименование раздела дисциплины

Се-местр

Виды учебной деятельности,
включая СРС,
и трудоемкость
(в часах)

Средства
текущего контроля

Лек

Прак

Лаб

СРС

1

2

3

4

5

6

7

8

1

Введение. Основы кинематики поступательного и вращательного движений.

1

4

2

2

8

текущее тестирование

2

Динамика поступательного и вращательного движений. Законы Ньютона. Законы сохранения импульса, момента импульса и механической энергии.

1

4

2

2

8

текущее тестированиепроверка выполнения лаб. работ

3

Специальная теория относительности

1

4

2

2

8

текущее тестирование

4

Основы молекулярной физики. Основы кинетической теории. Первое начало термодинамики.

1

4

2

2

8

текущее тестирование

проверка выполнения лаб. работ

5

Энтропия. Второе и третье начала термодинамики. Свойства реальных газов, жидкостей и твердых тел.

1

4

2

2

8

текущее тестированиепроверка выполнения лаб. работ

6

Электростатика. Потенциал электростатического поля. Электрическое поле в веществе. Проводники в электростатическом поле.

2

4

2

2

8

текущее тестирование, проверка выполнения лаб. работ

проверка выполнения лаб. работ

7

Постоянный электрический ток. Электрические цепи. Работа и мощность тока. Электрический ток в различных средах.

2

4

2

2

8

текущее тестирование проверка выполнения лаб. работ

8

Магнитное поле. Закон Био-Саварра-Лапласа. Свойства магнитного поля. Электромагнитная индукция.

2

4

2

2

8

текущее тестирование, проверка выполнения лаб. работ

9

Магнитные поля в веществе. Электромагнитные колебания. Цепи переменного тока. Уравнения Максвелла.

2

4

2

2

8

текущее тестирование, проверка выполнения лаб. работ

10

Свободные и вынужденные колебания, сложение.

2

4

2

2

8

текущее тестирование, проверка выполнения лаб. работы

11

Волны. Уравнение волны. Энергия, перенос энергии волной.

2

4

2

2

8

текущее тестирование

12

Геометрическая оптика. Волновые свойства света.

2

4

2

2

8

текущее тестированиепроверка выполнения лаб. работ

13

Квантовая теория излучения. Корпускулярные свойства света.

2

4

2

2

8

текущее тестированиепроверка выполнения лаб. работ

14

Тепловое излучение, фотоэффект

2

4

2

2

9

текущее тестированиепроверка выполнения лаб. работ

15

Теория строения атома. Элементы квантовой механики.

2

4

2

2

8

текущее тестирование

16

Квантовая теория твердых тел. Элементы физики атомного ядра.

2

4

2

2

8

текущее тестирование

17

Радиоактивность. Ядерные реакции. Элементы физики элементарных частиц, Использование атомной энергии.

2

4

2

2

8

текущее тестирование

2.2 Перечень тем лабораторных/практических занятий

Теория ошибок и методы обработки результатов измерений.

Изучение законов колебаний физического и математического маятников.

Определение ускорения силы тяжести оборотным маятником.

Определение радиуса кривизны вогнутой поверхности методом катающегося шарика.

Определение момента инерции однородного диска методом колебаний.

Определение горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли.

Определение главного фокусного расстояния тонких собирающей и рассеивающей линз.

Изучение явления интерференции света на плоскопараллельной стеклянной пластине.

Изучение явления дифракции на дифракционной решетке.

Изучение дифракции на препятствии.

Движение с постоянным ускорением (виртуальная лабораторная работа).

Движение под действием постоянной силы (виртуальная лабораторная работа).

Механические колебания (виртуальная лабораторная работа).

Упругие и неупругие удары (виртуальная лабораторная работа).

Соударения упругих шаров (виртуальная лабораторная работа).

Адиабатический процесс (виртуальная лабораторная работа).

Диффузия в газах (виртуальная лабораторная работа).

Движение заряженной частицы в электрическом поле (виртуальная лабораторная работа).

Электрическое поле точечных зарядов (виртуальная лабораторная работа).

Цепи постоянного тока (виртуальная лабораторная работа).

Электромагнитная индукция (виртуальная лабораторная работа).

Свободные колебания в контуре (виртуальная лабораторная работа).

Вынужденные колебания в RLC-контуре (виртуальная лабораторная работа).

Дифракция и интерференция (виртуальная лабораторная работа).

Дифракционная решетка (виртуальная лабораторная работа).

Внешний фотоэффект (виртуальная лабораторная работа).

Спектр излучения атомарного водорода (виртуальная лабораторная работа).

Эффект Комптона (виртуальная лабораторная работа).

3. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИЗУЧЕНИЮ КУРСА

3.1. Методические рекомендации по организации СРС

Перечень и тематика самостоятельных работ студентов

Самостоятельная работа студентов по дисциплине предполагает изучение дополнительного материала по тематике лекционных занятий. В ходе изучения дисциплины студенты выполняют по 2 индивидуальных домашних задания в виде контрольных работ, в которые включены задачи и качественные вопросы из следующих разделов курса: первое ИДЗ – механика, молекулярная физика, электростатика, второе ИДЗ– электричество и магнетизм, оптика и атомная физика. Варианты заданий (контрольных работ приводятся в практикуме по физике изданном в 2004 и 2005г.

3.2. Рекомендации по работе с литературой

Знание физики необходимо для плодотворной творческой деятельности в любой отрасли народного хозяйства. Подготовка современного специалиста заключается не в накоплении фактических сведений о свойствах различных материалов, не в запоминании существующих технологических рекомендаций, а в создании физического мышления, помогающего решать вопросы качества и надёжности в технических вопросах, многообразные частные физико-химические проблемы.

Предложенная литература поможет студентам приобрести фундаментальные знания по физике, а лабораторные работы, индивидуальные задания, контрольные работы и тестирование, консультации закрепят эти знания.

Савельев общей физики. Т. 1,2,3. – М.: Наука 2009 – 2010. Курс физики, в котором систематически изложены основы механики, молекулярной физики и термодинамики, теории электромагнитных и оптических явлений, а также основы физики ядра и элементарных частиц.

Трофимова физики. – М.: Высшая Школа, 2010.

Учебное пособие написано в соответствии с действующей программой курса физики для инженерно-технических специальностей высших учебных заведений. Пособие состоит из семи частей. В первой части изложены физические основы классической механики. Вторая часть посвящена основам молекулярной физики и термодинамики. В третьей части изучаются электростатика, постоянный электрический ток и электромагнетизм. В четвертой части рассмотрены механические и электромагнитные колебания и волны. В пятой, шестой и седьмой частях изложены, соответственно, оптика (волновая и геометрическая), атомная физика и физика ядра и элементарных частиц.

Волькенштейн задач по общему курсу физики. – СПб.: Лань, 1999.

Сборник задач по всем основным разделам курса общей физики.

, Павлова задач по курсу физики с решениями. – М.: Высшая школа, 1999.

Данный сборник содержит большое количество задач по курсу физики, причем большинство задач снабжено краткими решениями, которые с одной стороны помогают студенту, но с другой – заставляют его самостоятельно заполнять пустые места и логические переходы в авторском решении.

4. СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

4.1 Основная литература

1. Савельев общей физики. – Т. 1,2,3. – М.: Наука 2009 – 2010.

2. Трофимова физики. – М.: Высшая Школа, 2010.

3. Волькенштейн задач по общему курсу физики. – СПб.: Лань, 1999.

4. , Павлова задач по курсу физики с решениями. – М.: Высшая школа, 1999.

4.2 Дополнительная литература

1. Стрелков . – М.: Наука, 1975.

2. Калашников . – М.: Наука, 1977.

3. Сивухин курс физики. – М.: Наука, 1977 – 1980. – Т. 1, 2, 3, 4.

4. , , Милковская физики. Т. 1, 2, 3. – М.: Высшая школа, 1973 – 1979.

Список учебно-методических разработок

1. , Сёмкин физика: Лабораторный практикум. – Владивосток: Изд-во ВГУЭС, 2003.

2. , , Шавлюгин тестовых вопросов и задач по общей физике. – Владивосток: Изд-во ВГУЭС, 2003.

3.Шавлюгин и молекулярная физика: Практикум. – Владивосток: Изд-во ВГУЭС, 2003

5. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Для проведения лекций рекомендуется использовать аудитории с мультимедийным оборудованием, позволяющим демонстрировать на большом экране приемы работы с персональным компьютером и другой лекционный материал (технические характеристики компьютера, входящего в состав мультимедийного оборудования, должны обеспечивать возможность работы с современными версиями операционной системы Windows, пакета Microsoft Office, обслуживающих, прикладных программ и другого, в том числе и сетевого программного обеспечения).