1 Цели и задачи дисциплины
Физика 2, будучи частью общего курса физики, является основой теоретической подготовки к инженерно-технической деятельности выпускников высшей технической школы.
Общий курс физики представляет собой ядро физических знаний, необходимых инженеру, действующему в мире физических закономерностей, и включает разделы: магнетизм, электромагнитные колебания и волны, геометрическая, волновая и квартовая оптика, основы квантовой механики, физика атома и ядра, элементарные частицы.
1.1 Цели преподавания дисциплины
Сформировать у студентов современное физическое и научное мировоззрение. Сформировать у студентов знания и умения использования фундаментальных законов, теорий классической и современной физики.
1.2 Задачи изучения дисциплины
Раскрыть сущность основных представлений, законов, теорий классической и современной физики в их внутренней взаимосвязи и целостности. Сформировать умения и навыки решения теоретических и экспериментально – практических задач из разных областей физики.
1.3 Пререквизиты: Высшая математика, физика 1.
1.4 Постреквизиты: Общепрофессиональные и специальные дисциплины.
2 Система оценки знаний студентов
Распределение рейтинговых процентов по дисциплине по видам контроля
Таблица 1
Вид итогового контроля | Виды контроля | Проценты |
Экзамен | Итоговый контроль | 100 |
Рубежный контроль | 100 | |
Текущий контроль | 100 |
Оценка знаний студентов
Таблица 2
Оценка | Буквенный эквивалент | Рейтинговый балл (в процентах %) | В баллах |
Отлично | А | 95-100 | 4 |
А- | 90-94 | 3,67 | |
Хорошо | В+ | 85-89 | 3,33 |
В | 80-84 | 3,0 | |
В- | 75-79 | 2,67 | |
Удовлетворительно | С+ | 70-74 | 2,33 |
С | 65-69 | 2,0 | |
С- | 60-64 | 1,67 | |
D+ | 55-59 | 1,33 | |
D | 50-54 | 1,0 | |
Неудовлетворительно | F | 0-49 | 0 |
Календарный график сдачи всех видов контроля по дисциплине «Физика 2»
Таблица 3
Занятия | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
Вид контроля | - | - | СР | К | СР | - | РК | СР | - | К | СР | - | СР | РК | |
Виды контроля: К – контрольная, СР - самостоятельная работа, РК – рубежный контроль. |
3 содержание дисциплины
3.1 Распределение часов по видам занятий
Таблица 4
Наименование темы | Количество академических часов | |||
Лекции | Лабор | СРСП | СРС | |
1. Магнетизм. | 1 | - | 1 | 1 |
2. Магнитные свойства вещества. Явление электромагнитной индукции. | 1 | - | 1 | 1 |
3. Система уравнений Максвелла. Электромагнитные колебания и волны. | 1 | - | 1 | 1 |
4. Понятие о геометрической оптике. Фотометрия | 1 | - | 1 | 1 |
5. Свойства световых волн. Интерференция | 1 | - | 1 | 1 |
6. Дифракция световых волн | 1 | - | 1 | 1 |
7. Электромагнитные волны в веществе. | 1 | - | 1 | 1 |
8. Тепловое излучение. | 1 | - | 1 | 1 |
9. Корпускулярно-волновой дуализм. | 1 | - | 1 | 1 |
10. Физика низкоразмерных систем | 1 | - | 1 | 1 |
11. Уравнение Шредингера | 1 | - | 1 | 1 |
12. Атом и молекула водорода в квантовой теории | 1 | - | 1 | 1 |
13. Атомное ядро | 1 | - | 1 | 1 |
14. б-, в-, г-излучения | 1 | - | 1 | 1 |
15. Элементарные частицы. | 1 | - | 1 | 1 |
Всего часов | 15 | - | 15 | 15 |
3.2 Содержание лекций
1. Магнитное поле. Закон Био – Савара - Лапласа. Сила Лоренца. Сила Ампера. Теорема Гаусса для магнитного поля. Закон полного тока.
2. Магнитные свойства вещества. Явление электромагнитной индукции. Плотность энергии магнитного поля.
3. Фарадеевская и максвелловская трактовка явления электромагнитной индукции. Ток смещения. Система уравнений Максвелла. Свойства электромагнитных волн. Вектор Умова–Пойнтинга. Электромагнитные колебания. Переменный ток.
4. Понятие о геометрической оптике. Законы отражения и преломления. Явление полного отражения. Оптические приборы. Фотометрия.
5. Свойства световых волн. Волновой пакет. Групповая скорость. Интерференция световых волн. Временная и пространственная когерентность.
6. Дифракция световых волн. Принцип Гюйгенса – Френеля. Метод зон Френеля. Дифракция Френеля. Дифракция Фраунгофера. Дифракция на одной щели и на многих щелях. Спектральное разложение. Голография
7. Электромагнитные волны в веществе. Распространение света в веществе. Дисперсия света. Поглощение света. Поляризация света. Законы Малюса и Брюстера. Двойное лучепреломление.
8. Тепловое излучение. Проблемы излучения абсолютно черного тела. Квантовая гипотеза. Формула Планка. Фотоны. Опыты Франка и Герца. Фотоэффект. Эффект Комптона.
9. Линейчатые спектры атомов. Постулаты Бора. Принцип соответствия. Корпускулярно – волновой дуализм. Гипотеза де Бройля. Дифракция электронов. Соотношение неопределённостей. Статистический смысл волновой функции.
10. Физика низкоразмерных систем – фундаментальная основа нанотехнологий. Объекты изучения физики низкоразмерных систем. Область применения нанотехнологий.
11. Временное и стационарное уравнения Шрёдингера. Частица в одномерной прямоугольной яме. Прохождение частицы через потенциальный барьер.
12. Атом и молекула водорода в квантовой теории. Уравнение Шрёдингера для атома водорода. Водородоподобные атомы. Энергетические уровни. Ширина уровней. Пространственное квантование. Структура электронных уровней в сложных атомах. Принцип Паули.
13. Атомное ядро. Строение атомных ядер. Ядерные силы. Обменный характер ядерных сил. Модели ядра.
14. Закономерности и происхождение альфа– бета– и гамма– излучения и их взаимодействие с веществом. Ядерные реакции. Радиоактивные превращения атомных ядер. Ядерные реакции. Цепная реакция деления. Реакция синтеза.
15. Элементарные частицы. Лептоны, адроны. Кварки. Сильное, электромагнитное, слабое, гравитационное взаимодействия. Понятие об основных проблемах современной физики и астрофизики.
3.3 Планы занятий в рамках самостоятельной работы студентов под руководством преподавателя (СРСП)
Задания:
1. Движение заряженной частицы в магнитном поле. Сила Ампера. Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле. Магнетики.
2. Основной закон электромагнитной индукции. Правило Ленца. Явления взаимной индукции и самоиндукции. Индуктивность длинного соленоида.
3. Ток смещения. Уравнения Максвелла. Свойства электромагнитных волн. Вектор Умова–Пойнтинга. Электромагнитные колебания.
4. Понятие о геометрической оптике. Законы отражения и преломления. Явление полного отражения. Фотометрия.
5. Свойства световых волн. Интерференция световых волн. Временная и пространственная когерентность.
6. Дифракция световых волн. Метод зон Френеля. Дифракция Френеля. Дифракция Фраунгофера. Дифракция на одной щели и на многих щелях.
7. Электромагнитные волны в веществе. Дисперсия света. Поглощение света. Поляризация света. Закон Малюса. Закон Брюстера.
8. Тепловое излучение. Квантовая гипотеза и формула Планка. Ультрафиолетовая катастрофа. Фотоны. Фотоэффект. Эффект Комптона.
9. Линейчатые спектры атомов. Постулаты Бора. Гипотеза де Бройля. Дифракция электронов. Соотношение неопределённостей. Статистический смысл волновой функции.
10. Физика низкоразмерных систем. Объекты изучения физики низкоразмерных систем. Область применения нанотехнологий.
11. Временное и стационарное уравнения Шредингера. Частица в одномерной прямоугольной яме. Потенциальный барьер.
12. Атом и молекула водорода в квантовой теории. Уравнение Шредингера для атома водорода. Водородоподобные атомы. Энергетические уровни. Структура электронных уровней в сложных атомах. Принцип Паули.
13. Атомное ядро. Строение атомных ядер. Ядерные силы. Обменный характер ядерных сил. Модели ядра.
14. Альфа–, бета–, гамма– излучения. Радиоактивные превращения атомных ядер. Реакции ядерного деления. Цепная реакция деления. Реакция синтеза. Проблема источников энергии.
15. Элементарные частицы. Лептоны, адроны. Кварки. Сильное, электромагнитное, слабое, гравитационное взаимодействия.
3.4 Планы занятий в рамках самостоятельной работы студентов (СРС)
Задание 1, 2, 3. Электромагнетизм. Вектор магнитной индукции. Закон Био-Савара-Лапласа. Сила Лоренца. Сила Ампера. Закон полного тока. Магнитный поток. Теорема Гаусса для магнитного поля. Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле. Электромагнитная индукция. Плотность энергии магнитного поля. Электромагнитные колебания. Переменный ток. Свойства электромагнитных волн. Уравнения Максвелла.
Задание 4. Понятие о геометрической оптике. Законы геометрической оптики. Явление полного отражения. Оптические приборы. Линзы, зеркала. Фотометрия.
Задание 5, 6, 7. Свойства световых волн. Интерференция, когерентность. Зоны Френеля. Дифракция Френеля на круглом отверстии и диске. Фраунгофера на одной и на решетке. Поляризация, дисперсия, поглощение света. Закон Брюстера. Закон Малюса.
Задание 8, 9, 10, 11. 12. Квантовая физика. Законы излучения абсолютно черного тела: Кирхгофа, Стефана-Больцмана, Вина. Энергия и импульс световых квантов. Фотоэффект. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Постулаты Бора. Эффект Комптона. Соотношение неопределенностей. Волны де Бройля. Уравнение Шрёдингера. Атом и молекула водорода в квантовой теории.
Задание 13, 14, 15. Ядерная физика. Строение атомных ядер. Дефект масс и энергия связи атомных ядер. Радиоактивность. Правила смещения. Ядерные реакции. Цепная реакция. Термоядерные реакции. Элементарные частицы.
Тестовые задания по СРС приведены в дополнительном разделе сайта .
График проведения занятий
Таблица 5
№ | Дата | Время | Наименование тем |
Лекции: | |||
1 | Магнитное поле. | ||
2 | Магнитные свойства вещества. | ||
3 | Электромагнитные колебания и волны. | ||
4 | Понятие о геометрической оптике. | ||
5 | Интерференция. | ||
6 | Дифракция световых волн. | ||
7 | Электромагнитные волны в веществе. | ||
8 | Тепловое излучение. | ||
9 | Корпускулярно– волновой дуализм. | ||
10 | Физика низкоразмерных систем. | ||
11 | Временное и стационарное уравнения Шрёдингера. | ||
12 | Атом и молекула водорода в квантовой теории. | ||
13 | Атомное ядро. | ||
14 | Альфа– бета– и гамма– излучения. | ||
15 | Элементарные частицы. |
4 Список литературы
Список основной литературы
1. Савельев общей физики: Учебное пособие для втузов: В 5 кн.: Кн. 4: Волны; Оптика - 256 с. М: Астрель /АСТ, 2002 г.
2. Савельев общей физики: Учебное пособие для втузов: В 5 кн.: Кн. 5: Квантовая оптика; Атомная физика; Физика твердого тела; Физика атомного ядра и элементарных частиц - 368 с. М: Астрель /АСТ, 2002 г.
3. Трофимова курс физики: Уч. пособие для вузов, М: Наука, 2002г.
4. , Павлова задач по курсу физики с решениями: Учебное пособие для вузов. Изд. 2-е, испр./ 3-е - 591с. М: Высшая Школа, 2002г.
5. Волькенштейн задач по общему курсу физики, М.: Высшая школа, 2002г.
6. адачник по физике. – М.: Высшая школа, 1981.
7. Бедельбаева задания по курсу общей физики. 2003 г.
8. Савельев общей физики: Учебное пособие для втузов: В 5 кн.: Кн. 4: Волны; Оптика - 256 с. М: Астрель /АСТ, 2002 г.
9. Сивухин курс физики. - М.: Наука, 1977-1986, т. 1-5.
10. , , и др. Электричество и магнетизм. Методическое указание к лабораторным работам. 1996.
11. , и др. Оптика и атомная физика. Лабораторный практикум. 1997г.
12. Подкладнев , атомная и ядерная физика. Учебное пособие. Алматы 2002 г.
Список дополнительной литературы
13. Задачи по общей физике М: Наука, 1999.
14. ешение задач по физике. – М.: Высшая школа, 1986.
15. Суханов курс физики. Т.1, Корпускулярная физика. М.: Изд. «Агар», 1996.
16. Суханов курс физики Т. 3 Квантовая физика М: Агар, 1999.
17. , , Ципенюк практикум по общей физике Т. 3. Квантовая физика. - М: МФТИ 1998.
18. Трофимова : 500 основных законов и формул: Справочник для студентов вузов. Изд. 3-е - 63 с. М: Высшая Школа, 1999 г.
19. Капитонов в физику ядра и частиц: Учебное пособие для вузов - 384 с. М: Едиториал УРСС, 2002 г.
20. Трофимова и атомная физика: Законы, проблемы, задачи: Учебное пособие для втузов - 288 с. М: Высшая Школа, 1999 г.
21. Нанотехнология в ближайшем десятилетии. - Пер. с англ. Москва, «Мир», 2002, с. 292.
22. Нанотехнологии в электронике. – Сборник статей. Москва, Техносфера. 2005, с.446.
СОДЕРЖАНИЕ
стр
1 | Общие положения | 3 |
2 | Система оценки знаний студентов | 3 |
3 | Содержание дисциплины | 4 |
3.1 | Распределение часов по видам занятий | 4 |
3.2 | Содержание лекций | 4 |
3.3 | Планы занятий в рамках самостоятельной работы студентов под руководством преподавателя (СРСП) | 5 |
3.5 | Планы занятий в рамках самостоятельной работы студентов (СРС) | 6 |
3.6 | График проведения занятий | 7 |
4 | Список основной и дополнительной литературы | 7 |
