Физика (стр. 1 )

Зав

1. Цели освоения дисциплины

Целями освоения дисциплины «Физика» студентами направления подготовки бакалавров «Химическая технология» являются изучение физических явлений и законов природы, установление границ их применимости, применение данных законов к важнейшим практическим приложениям, а также получение навыков работы с приборами и оборудованием современной физической лаборатории, использование различных методик проведения физических измерений и обработки экспериментальных данных.

Изучение курса физики позволит студентам выработать основы естественнонаучного мировоззрения, познакомиться с историей развития физики как науки, ее основными законами и открытиями, что особенно важно студентам при дальнейшем изучении дисциплин общеинженерного цикла, а также дисциплин специализации.

Хорошая естественнонаучная подготовка позволит выпускникам указанной специальности обеспечить конкурентоспособность на международном уровне и способствовать развитию промышленности России.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Дисциплина «Физика» входит в базовую часть математического и естественнонаучного цикла (Б.1.Б.08).

2.1. Перечень разделов дисциплин, усвоение которых необходимо для

изучения физики

Математика: векторная алгебра, дифференциальное и интегральное исчисления, дифференциальные уравнения, элементы теории поля. Знание школьного курса математики.

Информатика: простейшие навыки работы на компьютере, умение использовать прикладное программное обеспечение.

Физика: знание физики в пределах программы средней школы.

2.2. Дисциплины, для которых освоение дисциплины «Физика» необходимо

как предшествующее

Информационные технологии; физическая химия, инженерная экология, электротехника и промышленная электроника, физико-химические методы исследования.

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения

дисциплины «Физика»

Изучение дисциплины «Физика» направлено на формирование у студентов компетенций:

– профессиональных:

- с готовностью использовать знания о современной физической картине мира, пространственно-временных закономерностях, строении вещества для понимания окружающего мира и явлений природы (ОПК-2);

- планировать и проводить физические  и химические эксперименты, проводить обработку их результатов и оценивать погрешности, выдвигать гипотезы и устанавливать границы их применения, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК-16).

В результате освоения дисциплины «Физика» студент должен:

– знать: основные физические явления и законы:

1. механики;

2. молекулярной физики;

3. электростатики и электромагнетизма;

4. оптики, ядерной физики и физики элементарных частиц

и их математическое описание;

– уметь:

1. выявлять физическую сущность явлений и процессов;

2. выполнять необходимые расчеты;

3. применять основные законы и положения фундаментальной физики

к анализу ситуаций;

– владеть:

1. инструментарием и приборами для проведения необходимых физических измерений и обработкой результатов экспериментальных данных;

2. методами анализа физических явлений в технических устройствах

и системах.

4. Структура и содержание дисциплины «Физика»

Общая трудоемкость дисциплины составляет 10 зачетных единиц, 360 часов.

Одна зачетная единица составляет 36 часов.

4.1. Лекционные занятия

4.1.1 Очная форма обучения (48 часов)

I семестр

Неделя семестра	Раздел дисциплины, темы лекций и их содержание	Объем в часах/ЗЕ
1, 2	1. Введение 1.1. Место физики в системе наук о природе. 1.1.1. Эксперимент и теория в физических исследованиях. Физические модели. Пространство и время как формы существования движущейся материи. Фундаментальные взаимодействия.[1, 2] 2. Классическая механика 2.1. Кинематика материальной точки. 2.1.2. Относительность движения. Системы отсчета. Координатная и векторная формы описания движения материальной точки. Перемещение, скорость, ускорение. Тангенциальное и нормальное ускорение. Кинематика движения по кривой линии. Движение по окружности. Угловая скорость и угловое ускорение и связь их с линейными характеристиками движения. [1, 2]	2/0,0555
3, 4	2.2. Динамика материальной точки. 2.2.3. Взаимодействие тел. Инерциальные и неинерциальные системы отсчета. Законы Ньютона. Масса. Сила. Уравнения движения. Роль начальных условий. Принцип относительности Галилея. (Мультимедийная презентация) [1,2] 2.3. Законы сохранения в механике. 2.3.4. Понятие замкнутой системы. Импульс материальной точки и системы точек. Закон сохранения и изменения импульса. [1, 2]	2/0,0555
5, 6	2.4. Работа и энергия. 2.4.5. Кинетическая энергия материальной точки. Потенциальная энергия взаимодействующих тел. Консервативные и неконсервативные силы в механике. Законы сохранения и изменения энергии в механике. [1, 2]	2/0,0555
7, 8	2.5. Момент импульса и момент силы. 2.5.6. Момент импульса материальной точки и системы точек. Момент силы. Закон сохранения и изменения момента импульса. [1, 2] 2.6. Движение твердого тела. 2.6.7. Динамика вращательного движения твердого тела относительно неподвижной оси. Момент инерции твердых тел. Теорема Штейнера. Кинетическая энергия вращающегося тела. [1, 2]	2/0,0555
9, 10	2.9. Колебательное движение. 2.9.10. Уравнения свободных колебаний модельных систем (груза на пружине, физический и математический маятники). Затухающие колебания и их характеристики. Вынужденные колебания. Явление резонанса. [1, 2]	2/0,0555
11, 12	2.10. Волны в упругих средах. 2.10.11. Продольные и поперечные волны. Характеристики волн. Уравнение плоской бегущей волны. Волновое уравнение. Энергетические соотношения. Звук и ультразвук. Тон, громкость и тембр. (Мультимедийная презентация) [1, 2]	2/0,0555
13, 14	3. Молекулярная физика и термодинамика 3.1. Идеальный газ. 3.1.6. Основное уравнение МКТ идеального газа. Распределение молекул газа по скоростям и в потенциальном поле. Атмосфера Земли и других планет. Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса. [1, 2]	2/0,0555
15, 16	3.2. Основы термодинамики. 3.2.7. Внутренняя энергия. Первый закон термодинамики. Обратимые и необратимые процессы. Второй закон термодинамики. Возрастание энтропии при неравновесных процессах. [1, 2]	2/0,0555
Итого в I семестре:	16/0,444

II семестр

Неделя семестра	Раздел дисциплины, темы лекций и их содержание	Объем в часах /ЗЕ
1, 2	3. Электричество и магнетизм 3.1. Электростатика. 3.1.12. Электрический заряд. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона. Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции полей. 3.1.13. Поток вектора напряженности электростатического поля. Теорема Гаусса и ее применение к расчету напряженности полей. [1, 4]	2/0,0555
3, 4	3.1.14. Работа сил электростатического поля. Потенциал электростатического поля. Разность потенциалов. Эквипотенциальные поверхности. Связь между напряженностью и потенциалом поля. 3.1.15. Электрическая емкость. Конденсаторы. Энергия конденсатора. Плотность энергии электростатического поля. [1, 4]	1/0,0555
5, 6	3.2. Постоянный электрический ток. 3.2.1. Сила и плотность тока. Закон Ома для участка цепи и замкнутой цепи. Сторонние силы. ЭДС источника. Закон Ома в дифференциальной форме. 3.2.2. Работа и мощность электрического тока. Закон Джоуля – Ленца в интегральной и дифференциальной форме. Зависимость сопротивления проводника от температуры. Сверхпроводимость. [1, 4]	2/0,0555
7, 8	3.3. Магнитное поле тока 3.3.3. Характеристики магнитного поля. Закон Био – Савара – Лапласа. Магнитное поле прямого и кругового тока. (Мультимедийная презентация) 3.3.4. Циркуляция вектора индукции магнитного поля. Магнитное поле соленоида. Сила Ампера и сила Лоренца. Взаимодействие параллельных токов. Единица силы тока. Движение заряженных частиц в магнитном поле. Масс-спектрометр, магнетрон, токамак. [1, 4]	2/0,0555
9, 10	3.3.5. Электромагнитная индукция. Поток вектора магнитной индукции. Явление и закон электромагнитной индукции. Правило Ленца. Индуктивность. Самоиндукция. Плотность энергии магнитного поля. [1, 4]	2/0,0555
11, 12	3.4. Электромагнитные колебания. 3.4.6. Свободные незатухающие колебания в колебательном контуре. Собственная частота. Затухающие и вынужденные колебания. Явление электрического резонанса. [1, 4]	2/0,0555
13, 14	3.5. Основы теории Максвелла. 3.5.7. Вихревое электрическое поле. Ток смещения. Система уравнений Максвелла в интегральной форме. [1, 4]	2/0,0555
15, 16	3.6. Электромагнитные волны. 3.6.8. Волновое уравнение. Скорость распространения электромагнитных волн. Импульс электромагнитной волны. 3.6.9. Свойства электромагнитных волн. Энергия электромагнитных волн. Вектор Умова – Пойтинга. Шкала электромагнитных волн. Радиовещание, телевидение и сотовая связь. (Мультимедийная презентация) [1, 4]	2/0,0555
Итого во II семестре:	16/0,444

III семестр