МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Петрозаводский государственный университет
кафедра общей физики
УТВЕРЖДАЮ
декан математического факультета
________________________
«_____» ____________ 2012 г.
Рабочая программа дисциплины
физика
Направление подготовки
230400.62 Информационные системы и технологии
Квалификация (степень) выпускника
бакалавр
Форма обучения
очная
Петрозаводск
2012 г.
Общие сведения о дисциплине
Название дисциплины – физика
Факультет, на котором преподается данная дисциплина – математический
Направление подготовки – 230400.62 «Информационные системы и технологии»
Квалификация (степень) выпускника – бакалавр
Цикл дисциплин – математические и естественнонаучные дисциплины
Часть цикла – базовая часть
Курс – 2
Семестры – 3, 4
Всего зачетных единиц – 7
Всего часов – 252
Аудиторные занятия 108 часа:
лекции 36 часов,
практические занятия – 36 часа,
лабораторные занятия – 36 часов
Самостоятельная работа – 144 часа
Зачет – 3 семестр
Экзамен – 4 семестр
Составитель рабочей программы
доцент КОФ
1. Цели освоения дисциплины
Целью изучения дисциплины, вне зависимости от направления подготовки бакалавров, является освоение основных законов физики и возможностей их применения при решении задач, возникающих в последующей профессиональной деятельности студентов.
Дисциплина «Физика» предназначена для ознакомления студентов с современной физической картиной мира, приобретения ими навыков экспериментального исследования физических явлений и процессов, изучения теоретических методов анализа физических явлений, обучения грамотному применению положений фундаментальной физики при разработке и эксплуатации современной техники и технологий, выработки у студентов основ естественнонаучного мировоззрения.
Задачами курса физики являются:
· изучение законов окружающего мира в их взаимосвязи;
· овладение фундаментальными принципами и методами решения научно-технических задач;
· формирование навыков по применению положений фундаментальной физики к научному анализу ситуаций, с которыми инженеру приходится сталкиваться при создании новой техники и новых технологий;
· знакомство с основными физическими теориями, позволяющими описать явления в природе, и с границами применимости этих теорий для решения современных и перспективных технологических задач;
· формирование у студентов основ естественнонаучной картины мира;
· ознакомление студентов с логикой развития физики и основных ее открытий.
2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата
Физика входит в базовую часть математического и естественнонаучного цикла в структуре ООП и изучается на втором курсах. Предшествующими курсами, на которых непосредственно базируется эта дисциплина, являются: школьный курс физики и математики, а также параллельно изучаемые в вузе курсы математического анализа, алгебры и геометрии, дискретной математики и информатики.
В то же самое время курс физики является одной из базовых дисциплин, преподавание которой требует последовательного ознакомления студентов с различными разделами дисциплины, таким образом, чтобы уже изученный материал использовался при дальнейшем обучении.
Физика дает цельное представление о физических законах окружающего мира в их единстве и взаимосвязи, вооружает бакалавров необходимыми знаниями для решения научно-технических задач в теоретическом и прикладном аспектах. Бакалавр, независимо от профиля подготовки, должен понимать и использовать в своей практической деятельности базовые концепции и методы, развитые в современном естествознании.
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины физика.
В процессе изучения данной дисциплины у студента должны формироваться следующие компетенции:
Общекультурные компетенции:
ОК-1 – владение культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения, умение логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь;
ОК–3 – понимание социальной значимости своей будущей профессии, обладание высокой мотивацией к выполнению профессиональной деятельности;
ОК-10 – готовность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования.
Профессиональные компетенции:
ПК-12 – способность разрабатывать средства реализации информационных технологий (методические, информационные, математические, алгоритмические, технические и программные);
ПК-24 – способность участвовать в постановке и проведении экспериментальных исследований;
ПК-25 – способность обосновывать правильность выбранной модели сопоставляя результаты экспериментальных данных и полученных решений;
ПК-26 – готовность использовать математические методы обработки, анализа и синтеза результатов профессиональных исследований.
Вне зависимости от уровня программы, в результате изучения курса физики студенты должны приобрести следующие знания, умения и навыки, применимые в последующем обучении и профессиональной деятельности:
знания
· основные физические явления и законы физики в области механики, физики колебаний и волн, термодинамики, электричества и магнетизма, атомной и ядерной физики; примеры применения законов в важнейших практических приложениях;
· фундаментальные понятия, законы и теории классической и современной физики;
· основные физические величины и физические константы, смысл и единицы их измерения;
· назначение важнейших физических приборов;
умения
· объяснять основные наблюдаемые природные и техногенные явления и эффекты с позиций фундаментальных физических взаимодействий;
· указывать, какие законы описывают данное явление или эффект;
· истолковывать смысл физических величин и понятий;
· решать типовые задачи по основным разделам курса, используя методы математического анализа,
· работать с приборами и оборудованием современной физической лаборатории;
· использовать различные методики физических измерений и обработки экспериментальных данных;
· использовать физические законы при анализе и решении проблем профессиональной деятельности;
владеть
· методами проведения физических измерений,
· методами правильной эксплуатации основных приборов и оборудования современной физической лаборатории;
· методами обработки и интерпретирования результатов эксперимента с корректной оценкой погрешностей при проведении физического эксперимента.
4. Структура и содержание дисциплины «Физика»
Общая трудоемкость дисциплины составляет 7 зачетных единиц 252 часов (108 аудиторных и 144 самостоятельная работа).
4.1. Виды и объем занятий по дисциплине
Виды занятий | Объем занятий в часах (зач. ед.) | ||
Всего | 3 семестр | 4 семестр | |
Лекции | 36 (1) | 18 | 18 |
Практические занятия | 36 (1) | 18 | 18 |
Физический практикум (лабораторные занятия) | 36 (1) | 18 | 18 |
Самостоятельная работа, в т. ч. | 144 (4) | 60 | 84 |
подготовка к практическим занятиям | 17 | 8 | 9 |
выполнение домашних заданий | 34 | 16 | 18 |
подготовка к лаб. работам | 11 | 6 | 5 |
подготовка отчетов по лаб. работам | 22 | 12 | 10 |
выполнение домашних контрольных работ | 15 | 9 | 6 |
подготовка к зачету | 9 | 9 | |
подготовка к экзамену | 36 | 36 | |
Форма контроля | Зачет | Экзамен | |
Итого | 252 (7) | 108 | 144 |
4.2. Структура дисциплины
№ п/п | Раздел дисциплины | Се- местр | Неделя семестра | Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость | Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра) Форма промежуточной аттестации (по семестрам) |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
1. | Введение в лабораторный практикум. Теория погрешностей. | 3 | 1, 5 | Лабораторные занятия 3 часа, самостоятельная работа 3 часа. | Защита лабораторных работ |
2. | Кинематика поступательного и вращательного движения материальной точки и абсолютно твердого тела. Перемещение и путь. Скорость и ускорение. Угол поворота. Угловые скорость и ускорение. Связь линейных и угловых кинематических характеристик. | 3 | 1-3, 5 | Лекция 2 часа, практические занятия 2 часа, лабораторные занятия 3 часа, самостоятельная работа 6 часов. | Опрос на практическом занятии |
3. | Динамика. Понятия силы и массы. Виды сил. Сила тяжести и вес. Закон всемирного тяготения. Упругие силы. Силы трения. Законы Ньютона. Принцип суперпозиции. | 3 | 3, 4, 7, 11 | Лекция 2 часа, практические занятия 2 часа, лабораторные занятия 3 часа, самостоятельная работа 6 часов | Опрос на практическом занятии |
4. | Импульс. Момент импульса. Законы сохранения импульса и момента импульса. Энергия, работа, мощность. Законы изменения и сохранения механической энергии. | 3 | 5, 6, 9, 11 | Лекция 2 часа, практические занятия 2 часа, лабораторные занятия 3 часа, самостоятельная работа 6 часов | Опрос на практическом занятии |
5. | Колебания. Гармонические колебания. Маятники. Затухающие и вынужденные колебания. Резонанс. Механические волны. Звук. | 3 | 17 | Лекции 2 часа | |
6. | Основные понятия молекулярной физики. Молекулярно-кинетическая теория. Идеальные газы. Процессы в идеальных газах. Распределение Максвелла. | 3 | 7, 8, 13, 17 | Лекция 1 час, практические занятия 2 часа, лабораторные занятия 3 часа, самостоятельная работа 6 часов | Опрос на практическом занятии |
7. | Реальные газы. Модель Ван-дер-Ваальса. Изотермы реальных газов. Насыщенные пары. Критическое состояние. Фазовые переходы. | 3 | 7 | Лекция 1 час | |
8. | Первое начало термодинамики. Внутренняя энергия, теплота и работа. Число степеней свободы. Теплоемкость. Второе начало термодинамики. Обратимые и необратимые процессы. Цикл Карно. Энтропия. | 3 | 9, 10 | Лекция 2 часа, практические занятия 2 часа, самостоятельная работа 3 часа. | Опрос на практическом занятии |
9. | Явления переноса. Длина свободного пробега. Диффузия, внутреннее трение, теплопроводность. Законы Фика, Ньютона и Фурье. Коэффициенты переноса. Понятие вакуума. | 3 | 11,15,17 | Лекция 2 часа, лабораторные занятия 3 часа, самостоятельная работа 3 часа | Защита лабораторных работ, |
10. | Электростатическое поле. Закон Кулона. Напряженность, линии напряженности. Теорема Гаусса. Потенциал и разность потенциалов. Работа по перемещению заряда. Эквипотенциальные поверхности. | 3 | 12, 13, 14 (1, 5 – 2 семестр) | Лекция 2 часа, практические занятия 4 часа, самостоятельная работа 6 часа, (лабораторные занятия 4 часа, самостоятельная работа 3 часа – на 1 и 5 неделе 2 семестра) | Опрос на практическом занятии |
11. | Проводники в электростатическом поле. Конденсаторы. Электроемкость. Диэлектрики в электростатическом поле. Виды диэлектриков. Поляризация. | 3 | 15, 16 | Лекция 2 часа, практические занятия 2 часа, самостоятельная работа 3 часа | Опрос на практическом занятии |
ИТОГО в 3-м семестре 114 часов: лекции 18 часов, практические занятия 18 часов, в т. ч. 2 часа – зачетное занятие, лабораторные занятия 18 часов, самостоятельная работа 60 часов, в т. ч. 9 часов на подготовку к зачету. | |||||
12. | Постоянный электрический ток. Сила и плотность тока. Закон Ома. Параллельное и последовательное соединение сопротивлений. Правила Кирхгофа. Тепловое действие тока. Зависимость сопротивления от температуры. | 4 | 1, 2, 3, 5 | Лекция 2 час, практические занятия 2 часа, лабораторные занятия 3 часа, самостоятельная работа 6 часов. | Опрос на практическом занятии (2 неделя), защита лабораторных работ (5 неделя). |
13. | Магнитное поле. Индукция магнитного поля. Сила Лоренца и сила Ампера. Закон Био-Савара-Лапласа. Закон полного тока. Магнитный момент контура с током. Контур тока в магнитном поле. | 4 | 3, 4, 7, 11 | Лекция 2 час, практические занятия 2 часа, лабораторные занятия 4 часа, самостоятельная работа 6 часов. | Опрос на практическом занятии (4 неделя), домашняя контрольная работа 1 час (9 неделя), защита лабораторных работ (11 неделя). |
14. | Магнетики. Магнитный момент атома. Вектор напряженности магнитного поля. Магнитная проницаемость. Диа - пара - и ферромагнетики. Домены. Гистерезис. Электромагнитная индукция. Закон Фарадея. Правило Ленца. Самоиндукция, индуктивность. Взаимоиндукция. | 4 | 5, 6 | Лекция 2 час, практические занятия 2 часа, самостоятельная работа 3 часа. | Опрос на практическом занятии (6 неделя), домашняя контрольная работа 1 час (9 неделя) |
15. | Энергия магнитного поля. Уравнения Максвелла. Электромагнитные волны. Теорема Умова-Пойнтинга. Шкала электромагнитных волн. Поляризация волн. | 4 | 7, 8 | Лекция 2 часа, практические занятия 2 часа, самостоятельная работа 3 часа | Опрос на практическом занятии (8 неделя), домашняя контрольная работа 1 час (9 неделя). |
16. | Интерференция света. Когерентность. Интерференция от 2-х источников и в тонких пленках. | 4 | 9, 10, 11 | Лекция 2 час, практические занятия 2 часа, лабораторные занятия 3 часа, самостоятельная работа 6 часов. | Опрос на практическом занятии (10 неделя) защита лабораторных работ (11 неделя), домашняя контрольная работа 1 час (18 неделя). |
17. | Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Дифракция на щели. Дифракционная решетка. | 4 | 11, 12, 14 | Лекция 2 час, практические занятия 4 часа, самостоятельная работа 6 часа. | Опрос на практическом занятии (12 и 14 неделя), домашняя контрольная работа 1 час (18 неделя). |
18. | Квантовая оптика. Учение о квантах. Тепловое излучение. Закон Кирхгофа. Абсолютно черное тело. Закон Стефана-Больцмана. Закон смещения Вина. Формула Планка. Внешний фотоэффект. Уравнение Эйнштейна. Гипотеза де-Бройля. | 4 | 13, 16, 18 | Лекция 2 час, практические занятия 4 часа, лабораторные занятия 4 часа, самостоятельная работа 9 часов. | Опрос на практическом занятии (14 и 16 неделя) защита лабораторных работ (15 неделя), домашняя контрольная работа 1 час (18 неделя). |
19. | Строение атома. Модель Резерфорда. Постулаты Бора. Излучение и поглощение света. Лазеры. | 4 | 15 | Лекция 2 часа. | |
20. | Ядерная физика. Состав ядра. Изотопы. Энергия связи нуклонов. Дефект масс. Радиоактивность. Основной закон радиоактивного распада. Ядерная энергетика. | 4 | 17 | Лекция 2 часа. | |
ИТОГО в 4-м семестре 138 часов: лекции 18 часов, практические занятия 18 часов, лабораторные занятия 18 часов, самостоятельная работа 84 часа, в т. ч. 36 часов на подготовку к экзамену. | |||||
ИТОГО за год: 252 часа: лекции 36 часов, практические занятия 36 часов, лабораторные занятия 36 часов, самостоятельная работа 144 часа. | |||||
4.3. Содержание дисциплины
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 |
