Физика

ФИЗИКА

Учебная программа дисциплины

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ВЛАДИВОСТОКСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЭКОНОМИКИ И СЕРВИСА

ИНСТИТУТ ИНФОРМАТИКИ, ИННОВАЦИЙ И БИЗНЕС-СИСТЕМ

КАФЕДРА ЭЛЕКТРОНИКИ

ФИЗИКА

Рабочая программа учебной дисциплины

Основная образовательная программа

по направлениям подготовки (профилям)

190600 «Эксплуатация транспортно - технологических машин и комплексов(автомобильный сервис)»

210400 «Радиотехника(средства радиоэлектронной борьбы)»

230400 «Информационные системы и технологии»

Владивосток

Издательство ВГУЭС

2014

ББК 22.3

Д 71

Учебная программа по дисциплине «Физика» составлена в соответствии с требованиями федеральных государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования. Предназначена для студентов направлений подготовки (профилей) , 190600 «Эксплуатация транспортно - технологических машин и комплексов(автомобильный сервис)» , 210400 «Радиотехника (средства радиоэлектронной борьбы)» 230400 «Информационные системы и технологии»

Физика – одна из фундаментальных естественных наук, знание которой необходимо для эффективной, творческой деятельности современного специалиста любого профиля. Особенно ее роль возрастает в связи с введением в России фундаментального базового высшего образования в виде бакалавриата. 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.

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

Рекомендована к изданию учебно-методической комиссией Института информатики, инноваций и бизнес-систем ВГУЭС

Издательство Владивостокского
государственного университета
экономики и сервиса, 2014

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 Место дисциплины в структуре основных образовательных программ высшего профессионального образования (ООП ВПО)

Место дисциплины в структуре ООП ВПО, реализуемых во ВГУЭС, приведено ниже в таблице.

Шифр, направление подготовки	Цикл ООП/ часть цикла	Мо- ду- ли	Трудо- емкость (зачетные единицы)	Формы конт-роля
1	2	3	4	5
190600.62 «Эксплуатация транспортно - технологических машин и комплексов	Б.2 Б.06	1	4	экзамен
Б.2 Б.04	2	4	экзамен
210400.62 «Радиотехника»	Б.2 Б.07	1	4	экзамен
Б.2 Б.07	2	4	экзамен
230400.62 «Информационные системы и технологии»	Б.2 Б.04	1	4	экзамен
2	4	экзамен

1.3 Компетенции, приобретаемые при изучении дисциплины

Результатами освоения настоящей дисциплины в процессе ее изучения является формирование у студентов общекультурных и профессиональных компетенций согласно требованиям федеральных государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования (ФГОС ВПО) для соответствующих направлений подготовки студентов. Формируемые в процессе изучения настоящей дисциплины общекультурные (ОК) и (или) профессиональные (ПК) компетенции, указанные в ФГОС ВПО для соответствующих направлений подготовки студентов, приведены ниже.

Шифр, направление подготовки (профиль)	Компетенции
190600.62 Эксплуатация транспортно - технологических машин и комплексов Б-ЭМ	ОК-10: использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования
210400.62 Радиотехника Б-РТ	ОК-10: использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования ПК-1: способностью представлять адекватную современному уровню знаний научную картину мира на основе знания основных положений, законов и методов естественных наук и математики; ПК-2: выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлекать для их решения соответствующий физико-математический аппарат.
230400.62 Информационные системы и технологии Б-ИС
ОК-10: готовность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования ПК-24: способность участвовать в постановке и проведении экспериментальных исследований

В результате освоения дисциплины студент должен обладать знаниями и умениями, позволяющими ему владеть необходимыми навыками и приемами использования современных технических средств для решения различных задач, в соответствии с приобретаемыми компетенциями, как показано в приведенной ниже таблице:

190600.62 Б-ЭМ	ОК-10	Знать:	1) Основные физические законы, лежащие в основе действия механических, тепловых, электрических и оптических процессов, технологических производств 2)Основные представления о строении веществ. 3)иметь базовые знания фундаментальных разделов физики, химии и биологии в объеме, необходимом для освоения физических, химических и биологических основ в экологии и природопользовании, анатомофизиологического воздействия на человека поражающих факторов
Уметь:	1)Самостоятельно вести эксперимент, производить расчеты, делать выводы. 2)Анализировать и обобщать наблюдаемые явления и факты, технологические процессы. самостоятельно анализировать естественно-научную литературу применять физические методы исследований при решении типовых профессиональных задач выделять конкретное физическое содержание в прикладных задачах будущей деятельности
Владеть:	применять физические методы исследований при решении типовых профессиональных задач выделять конкретное физическое содержание в прикладных задачах будущей деятельности
210400.62 Б-РТ	ОК-10, ПК-1, ПК-2	Знать:	научные основы физических, химических, физико-химических и биологических методов для инструментальной оценки показателей качества и безопасности;
Уметь:	самостоятельно анализировать естественно-научную литературу Использовать математические и естественно-научные методы для решения проблем товароведной, оценочной деятельности; выявлять причины возникновения дефектов продукции
Владеть:	методологией оценки качества товаров физическими, химическими, физико-химическими и биологическими методами анализа; методологией идентификации и выявления фальсификации товаров с помощью современных физических, химических, физико-химических и биологических методов исследования. навыками аналитического и экспериментального исследования основных физических законов и технологических процессов; терминологией физических законов; владение аппаратурой исследований.
230400.62 Б-ИС	ОК-10 ПК-24	Знать:	основных физических явлений; фундаментальных понятий, законов и теорий классической и современной физики; современной научной аппаратуры; воздействия на человека поражающих факторов
Уметь:	самостоятельно анализировать естественно-научную литературу; применять энергосберегающие технологии; использовать математические методы и модели в технических приложениях; выделять конкретное физическое содержание в прикладных задачах будущей деятельности использовать методы научного познания в профессиональной области;
Владеть:	навыками аналитического и экспериментального исследования основных физических законов и технологических процессов; терминологией физических законов; владение аппаратурой исследований; основными положениями оптимизации технологических процессов

2. СТРУКТУРА, СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
И ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА

В соответствии с учебными планами для всех направлений подготовки общая трудоемкость дисциплины «Физика» составляет 8 зачетных единицы (з. е.) (1 и 2 модуль), что соответствует часам.

№ 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

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.

3.ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Объем и сроки изучения курса

Курс «Физика» изучается студентами очной формы обучения в течение первого семестра, студентами заочной формы обучения на первом курсе. Общий объем курса составляет:

– очная форма обучения – всего 196 часов, в том числе лекции –34 часа, лабораторные и практические работы – 34 часа;

– заочная форма обучения - всего 196 часов, в том числе лекции - 6 часов, лабораторные работы – 4 часа;

Основные виды занятий и особенности их проведения при изучении дисциплины Программой курса предусмотрено проведение лекционных и лабораторных занятий, выполнение двух индивидуальных домашних контрольных работ, консультации, экзамены.

a)  Лекционные занятия

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.

3.2 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.

3.3 Лабораторные занятия

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).

4. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

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.

Обзор рекомендуемой литературы

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.

Список рекомендуемой литературы:

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.

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.

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

2. 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).