МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ МОСКОВСКРЙ ОБЛАСТИ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОБЛАСТНОЙ УНИВЕРСИТЕТ
(МГОУ)
физико-математический факультет
Утверждена на заседании совета факультета от 01.01.2001, протокол № 2 Декан ФМФ |
ПРОГРАММА
Вступительного экзамена
по физике с методикой преподавания физики
Направление подготовки 44.04.01 – «Педагогическое образование»,
Программа «Физическое образование»
Москва 2015
Физика
1. Инерциальные и неинерциальные системы отсчета. Принцип относительности Галилея. Законы Ньютона. Уравнения движения материальной точки. Импульс. Закон сохранения импульса. Реактивное движение.
2. Работа и энергия. Потенциальная и кинетическая энергия. Закон сохранения энергии в механике.
3. Вращательное движение тел. Момент импульса тела. Момент силы. Момент инерции. Закон сохранения момента импульса.
4. Гравитационное поле. Закон всемирного тяготения. Космические скорости. Законы Кеплера.
5. Механические колебания. Математический и физический маятник. Свободные колебания. Затухающие колебания. Вынужденные колебания. Амплитуда и фаза вынужденных колебаний.
6. Волны в среде. Волновое уравнение. Его решение в виде плоской монохроматической волны. Интерференция и дифракция волн. Звук.
7. Основные принципы специальной теории относительности. Преобразования Лоренца. Сложение скоростей. Энергия и импульс в релятивистской механике. Связь между массой и энергией.
8. Термодинамические параметры состояния. Первый закон термодинамики. Внутренняя энергия. Теплота и работа при изопроцессах. Теплоемкость, ее зависимость от процесса. Теплоемкость идеальных газов, связь между Cp и Cv.
9. Второй закон термодинамики. Цикл Карно. Энтропия. Неравенство Клаузиуса. Закон возрастания энтропии. Уравнение адиабаты.
10. Уравнение состояния идеального газа Менделеева - Клапейрона (вывод на основе МКТ). Внутренняя энергия идеального газа. Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса.
11. Распределение Максвелла. Теорема о равномерном распределении энергии по степеням свободы. Распределение Больцмана. Барометрическая формула. Классическая теория теплоемкостей газов.
12. Фазовые превращения. Теплота перехода. Формула Клапейрона - Клаузиуса. Диаграммы фазового равновесия. Критическое состояние. Тройная точка.
13. Жидкости, характер теплового движения частиц. Понятие о ближнем порядке. Поверхностное натяжение. Формула Лапласа. Капиллярные явления.
14. Твердые тела. Кристаллическая решетка. Внутренняя энергия. Тепловое расширение. Теплоемкость твердых тел.
15. Электрические заряды и электрическое поле. Напряженность поля. Закон Кулона. Теорема Остроградского – Гаусса. Потенциал, разность потенциалов. Связь между напряженностью и потенциалом. Проводники в электрическом поле. Электроёмкость. Электрическое поле в веществе. Классические представления о поляризации диэлектриков.
16. Постоянный ток. Вектор плотности тока. Закон Ома в интегральной и дифференциальной формах. Электродвижущая сила. Работа и мощность постоянного тока. Правила Кирхгофа.
17. Магнитное поле тока в вакууме. Магнитная индукция и напряженность. Закон Био - Савара - Лапласа. Действие магнитного поля на элемент проводника с током. Сила и закон Ампера. Магнитный момент кругового тока. Теорема о циркуляции вектора Н. Пара-, диа - и ферромагнетики.
18. Электромагнитная индукция. Опыты и закон Фарадея. Само - и взаимоиндукция. Правило Ленца. Колебательный контур. Свободные, затухающие, вынужденные колебания. Резонанс. Переменный ток. Работа и мощность переменного тока.
19. Уравнения Максвелла. Токи смещения. Закон сохранения энергии в электромагнитном поле. Плотность энергии, вектор Пойнтинга. Сила Лоренца. Движение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях.
20. Волновое уравнение для электромагнитных волн. Его решение в виде плоской монохроматической волны. Электромагнитная природа света. Шкала электромагнитных волн. Интерференция электромагнитных волн. Пространственная и временная когерентность. Получение когерентных волн в оптике.
21. Дифракция света. Принцип Гюйгенса – Френеля. Дифракция Френеля и Фраунгофера. Дифракционная решетка. Дифракция рентгеновских волн. Условие Брэгга-Вульфа. Поляризация света, виды поляризации. Закон Малюса.
22. Дисперсия света. Фазовая и групповая скорости света. Классическая теория дисперсии. Нормальная и аномальная дисперсия. Спектры.
23. Тепловое излучение. Законы Кирхгофа, Стефана – Больцмана, Вина. Недостатки классической теории. Гипотеза Планка и формулы Планка. Статистика Бозе - Эйнштейна. Распределение Планка.
24. Корпускулярные свойства электромагнитного излучения. Фотоэффект. Фотоны. Энергия, импульс, спин фотона. Формула Эйнштейна для фотоэффекта. Эффект Комптона. Давление света. Опыты Лебедева.
25. Волновые свойства частиц. Опыты по дифракции электронов и других частиц. Волны де-Бройля, их вероятностная интерпретация. Волновая функция. Соотношение неопределенностей Гейзенберга. Уравнение Шредингера для стационарных состояний. Квантовый гармонический осциллятор (без вывода).
26. Атомные спектры. Спектральные серии атомарного водорода. Ядерная модель атома. Постулаты Бора. Энергетические уровни атома водорода. Постоянная Ридберга. Опыты Франка и Герца. Орбитальный момент импульса и магнитный момент атома. Квантование момента импульса (без вывода). Гиромагнитное отношение. Магнетон Бора.
27. Тонкая структура спектров. Опыт Штерна и Герлаха. Спин электрона. Описание состояний с помощью квантовых чисел. Принцип Паули. Распределение Ферми. Электронные оболочки атомов. Периодическая система элементов .
28.* Спонтанное и индуцированное излучение. Инверсная заселенность уровней. Принцип действия лазера. Характеристические рентгеновские спектры. Электронная и дырочная проводимость в полупроводниках. Доноры и акцепторы. Собственная и примесная проводимость.
29. Атомные ядра. Энергия связи нуклонов в ядре. Природа сильного взаимодействия. Модели ядра: протонно-нейтронная, капельная, оболочечная. Радиоактивный распад, его виды и характеристики. Объяснение a-распада на основе туннельного эффекта. Ядерные реакции, их сечения и пороги. Использование реакций деления и синтеза
30.* Частицы и античастицы. Слабое взаимодействие. b-распад, нейтрино. Экспериментальные свидетельства несохранения четности при слабых взаимодействиях. 4 типа фундаментальных взаимодействий. Классификация частиц по типам взаимодействия. Адроны (мезоны и барионы). Кварки и глюоны.
Теория и методики обучения физике
1. Основные задачи обучения физике в учреждениях среднего общего образования. Задачи методики обучения физике как учебнойц дисциплины.
2. Методика формирования физических понятий.
3. Методология педагогического исследования.
4. Концепция физического образования. Дифференцированное обучение физике.
5. Информатизация образования по физике.
6. Оборудование кабинета физики классификация оборудования. Паспорт кабинета физики.
7. Научно-методический анализ раздела «Механика» в средней или основной школе: основные понятия, законы. Основные демонстрации. Фрагмент урока.
8. Научно-методический анализ раздела «Молекулярно-кинетическая теория идеального газа» в средней школе: основные понятия и законы. Основные демонстрации и фрагмент урока.
9. Научно-методический анализ раздела «Термодинамика» в средней или основной школе: основные понятия и законы. Основные демонстрации и фрагмент урока.
10. Научно-методический анализ темы «Электромагнитная индукция» в средней или основной школе. Методика изучения темы. Основные демонстрации и фрагмент урока.
11. Научно-методический анализ темы «Постоянный электрический ток» в курсе физики основной школы. Методика изучения темы. Основные демонстрации и фрагмент урока.
12. Научно-методический анализ темы «Механические колебания» в средней школе. Методика изучения темы. Основные демонстрации и фрагмент урока.
13. Научно-методический анализ темы «Оптика» в курсе физики основной школы. Методика изучения темы. Основные демонстрации и фрагмент урока.
14. Научно-методический анализ темы «Теория Бора» в средней школе. Методика изучения темы.
15. Методы измерения коэффициента трения скольжения. Способ оценки погрешностей измерений.
16. Изучение движения тела по окружности под действием силы тяжести и упругости. Способ оценки результатов измерения, доказывающих справедливость второго закона Ньютона.
17. Изучение капиллярных явлений, обусловленных поверхностным натяжением жидкости. Способ оценки погрешностей измерения диаметров капилляров.
18. Метод измерения электроемкости конденсатора с помощью гальванометра.
19. Изучение закона Ома для цепи переменного тока.
Декан физико-математического факультета
Критерии оценивания вступительных испытаний в магистратуру
Экзаменационный билет содержит 2 вопроса. Максимальная оценка вступительного испытания составляет 100 баллов,
Ответ оценивается 40-50 баллов, если абитуриент:
· полно раскрыл содержание материала в объеме, предусмотренном программой;
· изложил материал грамотным языком в определенной логической последовательности, точно используя математическую терминологию и символику;
· правильно выполнил рисунки, чертежи, графики, сопутствующие ответу;
· показал умение иллюстрировать теоретические положения конкретными примерами, применять их в новой ситуации при выполнении практического задания;
· продемонстрировал усвоение ранее изученных сопутствующих вопросов, сформированность и устойчивость используемых при отработке умений и навыков;
· отвечал самостоятельно без наводящих вопросов преподавателя.
Возможны одна - две неточности при освещении второстепенных вопросов или в выкладках, которые абитуриент легко исправил по замечанию преподавателя.
Ответ оценивается 30-40 баллов, если он удовлетворяет в основном предыдущим требованиям, но при этом имеет один из недостатков:
· в изложении допущены небольшие пробелы, не исказившие математическое содержание ответа;
· допущены один – два недочета при освещении основного содержания ответа, исправленные по замечанию преподавателя;
· допущены ошибка или более двух недочетов при освещении второстепенных вопросов или в выкладках, легко исправленные по замечанию преподавателя.
10-30 баллов ставится в следующих случаях:
· неполно или непоследовательно раскрыто содержание материала, но показано общее понимание вопроса и продемонстрированы умения, достаточные для дальнейшего усвоения программного материала;
· имелись затруднения или допущены ошибки в определении понятий, использовании математической терминологии, чертежах, выкладках, исправленные после нескольких наводящих вопросов преподавателя;
· абитуриент не справился с применением теории в новой ситуации при выполнении практического задания, но выполнил задания обязательного уровня сложности по данной теме;
· при знании теоретического материала выявлена недостаточная сформированность основных умений и навыков.
1-10 ставится в следующих случаях:
· не раскрыто основное содержание учебного материала;
· обнаружено незнание или непонимание учеником большей или наиболее важной части учебного материала;
· допущены ошибки в определении понятий, при использовании математической терминологии, в рисунках, чертежах или графиках, в выкладках, которые не исправлены после нескольких наводящих вопросов экзаменатора.
0 баллов ставится, если:
абитуриент обнаружил полное незнание и непонимание изучаемого учебного материала или не смог ответить ни на один из поставленных вопросов по изучаемому материалу.
