МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени ШАКАРИМА г. СЕМЕЙ | ||
Документ СМК 3 уровня | УМКД | УМКД 042-18.38.17/02-2013 |
УМКД программа дисциплины «Физика» для студентов | Редакция № 1 от «25»_06_2014г. |
УЧЕБНО - МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
ДИСЦИПЛИНЫ
«Физика»
для специальности «5В072800» - Технология перерабатывающих производств
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
ДЛЯ ПРЕПОДАВАТЕЛЕЙ
Семей
2014
Предисловие
1. РАЗРАБОТАНО
Составитель: «25»_06_2014г. , к. ф.-м..н., доцент кафедры физики
2. ОБСУЖДЕНО
2.1 На заседании кафедры физики
Протокол от « 25 » 06 2014г., №10
Заведующий кафедрой, д. п.н., профессор:
2.2 На заседании учебно-методического бюро физико-математического факультета
Протокол от « 26 » 06 2014г., №6
Председатель:
3. УТВЕРЖДЕНО
Одобрено и рекомендовано к изданию на заседании Учебно-методического совета университета
« » 2014г., Протокол №
Председатель УМС _____________________
4 ВВЕДЕНО ВПЕРВЫЕ
Содержание
Область применения……………………………………………………… | 4 |
Нормативные ссылки…………………………………………………….. | 4 |
Общие положения………………………………………………………… | 4 |
Содержание рабочей учебной программы дисциплины для преподавателя…………..………………………………………………… | 6 |
Перечень тем для самостоятельной работы студентов………………… | 10 |
Учебно-методическая карта по дисциплине……………………………. | 10 |
Карта обеспеченности учебно-методической литературой……………. | 17 |
Литература………………………………………………………………… | 18 |
1.ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Учебно-методический комплекс по дисциплине «Физика» предназначен для студентов специальностей «5В072700» - Технология продовольственных продуктов, Он знакомит студентов с содержанием курса, его актуальностью и необходимостью, политикой курса, с теми навыками и умениями, которые студенты приобретут в процессе обучения. Учебно-методический комплекс является основным руководством при изучении дисциплины, предназначен для использования на кафедре физики и электротехники.
2. НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
Настоящий учебно-методический комплекс дисциплины «Физика» разработан и устанавливает порядок организации учебного процесса по данной дисциплине в соответствии с требованиями и рекомендациями следующих документов: Государственный общеобязательный стандарт образования специальности «5В072700» - Технология продовольственных продуктов ГОСО РК 3.08.353-2006, Приказом Министерства образования и науки Республики Казахстан от 23.12.05 г. № 000
ГОСО РК 3.08.353-2006 по специальности«5В072700» - Технология продовольственных продуктов, утвержденного приказом Министерства образования и науки Республики Казахстан от 7.08.04г. № 000
- СТУ 042-ГУ-4-2013 Стандарт университета «Общие требования к разработке и оформлению учебно-методических комплексов дисциплин».
- ДП 042-1.01-2013 Документированная процедура «Структура и содержание учебно-методических комплексов дисциплин.»
3. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
3.1 Краткое описание содержания дисциплины.
Введение. Предмет физика и ее связь с другими науками. Механика - кинематика, динамика. Классическая, квантовая, релятивистская механика. Элементы кинематики. Основная задача динамики. Уравнения движения. Границы применимости классической механике. Законы сохранения импульса, момента импульса, энергии. Принцип относительности в механике. Преобразование Лоренца. Статистическая физика и термодинамика. Классическая статистика. Электричество и магнетизм. Физика колебаний и волновых процессов.
3.2 Целью данного курса является получение студентами представлений о физической теории как обобщении наблюдений практических опытов и экспериментов, изложенных на соответствующем математическом уровне; об основных методах наблюдения, измерения и экспериментирования в физике, о применении физических явлений и законов в современной технике.
3.3 Основная задача изучения дисциплины состоит в научении студента использовать теоретические знания для решения практических физических и технических задач.
3.4. Результаты обучения:
В результате изучения дисциплины студент должен:
знать:
основные физические явления, особенности их протекания;
основные физические понятия, величины, их математическое выражение и
основные методы экспериментирования и обработки результатов измерений;
владеть:
знаниями об основных физических явлениях, особенностях их протекания, об
основных понятиях, величинах, их математических выражениях и единицах
измерения, об основных методах экспериментирования и обработки результатов
измерений и умениями правильно соотносить содержание конкретных задач с
законами физики, пользоваться основными физическими приборами;
усвоить:
основные физические понятия, физические величины, физические явления, их
математическое выражение, их место и роль в науке и современном
производстве;
уметь:
правильно соотносить содержание конкретных задач с общими законами
физики,
эффективно применять эти законы для решения конкретных задач в области
физики и на междисциплинарных границах физики;
понимать:
основные физические явления, их проявления в природе и применение в технике,
их математическое описание;
иметь:
представление о границах применимости физических моделей и гипотез, о
важнейших этапах истории развития физики и ее методологических проблем;
приобрести:
навыки и умения в пользовании основными измерительными приборами, в решении конкретных задач физике и их соотнесении с общими законами физики.
3.5. Пререквизиты курса:
3.5.1 высшая математика
3.5.2 Программирование
3.6 Постреквизиты курса:
3.6.1 Электротехника.
3.6.2. Теплотехника.
3.6.3. Электроника.
3.7. Выписка из рабочего учебного плана:
Таблица 1
курс | Сем. | кредиты | ЛК (час) | Прак (час) | Лаб. (час) | СРСП (час) | СРС (час) | Всего | Форма итогового контроля |
«Физика2» | 1 | 3 | 15 | 30 | 22.5 | 67.5 | 135 | Экзамен (тест) |
СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
Таблица 2
Наименование тем и их содержание | Количество часов |
I. | |
Лекционные занятия Модуль I. | |
1. Механическое движение. Элементы кинематики поступательного и вращательного движения. | 1 |
2. Динамика материальной точки и твердого тела. Система материальных точек, абсолютно твердое тело, сплошная среда. Инерциальные системы отсчета. | 1 |
3. Законы сохранения. Закон сохранения импульса как фундаментальный закон природы. Реактивное движение. Центр инерции. Аддитивность массы и закон сохранения центра инерции. Момент импульса. Закон сохранения момента импульса. Момент силы. Работа и кинетическая энергия. Мощность. Общефизический закон сохранения энергии. Законы сохранения и симметрия пространства и времени. | 1 |
4. Статфизика и термодинамика. Термодинамические параметры. Газовые законы. Молекулярно-кинетическая теория идеального газа. Средняя кинетическая энергия молекулы идеального газа. | 1 |
5. Начало термодинамики. Изопроцессы. Обратимые и необратимые тепловые процессы. Цикл Карно. КПД. Приведенная теплота. Теорема Клаузиуса. Энтропия. Термодинамические потенциалы. Статическое толкования второго начала термодинамики. | 1 |
Модуль II Электростатика. | |
6. Реальные газы. Эффективный диаметр молекул. Силы межмолекулярного взаимодействия. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Изотермы Ван-дер-Ваальса. Фазовые переходы первого и второго рода. Фазовые равновесия и фазовые превращения. Критическая точка. Тройная точка. | 1 |
7. Электростатическое поле. Напряженность электрического поля. Потенциал. Связь потенциала с напряженностью электростатического поля. Проводники в электростатическом поле. Конденсаторы. | 1 |
8. Постоянный электрический ток. Классическая электронная теория электропроводности металлов. | 1 |
9. Законы Ома и Джоуля - Ленца в дифференциальной форме. Сторонние силы. ЭДС гальванического элемента. Обобщенный закон Ома для участка цепи с гальваническим элементом. Правила Кирхгофа. | 1 |
10. Магнитное поле. Век-тор магнитной индукции. Принцип суперпозиции. Сила Лоренца. Движение заряженной частицы в магнитном поле. Виток с током в магнитном поле. Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Коэффициент взаимной индукции. Магнитная энергия тока. Плотность магнитной энергии. | 1 |
11. Гармонические колебания. Общие характеристики гармонических колебаний. Колебания груза на пружине, математический маятник, физический маятник. Электромагнитные колебания. Колебательный контур. Сложение колебаний. Векторная диаграмма. Коэффициент затухания. Вынужденные колебания под действием синусоидальной силы. Резонанс. | 1 |
12. Дифракция волн. Прин цип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Дифракция Френеля. Диф ракция Фраугофера. Диф ракция на одной щели и на многих щелях. Спектральное разложе ние. Голография. | 1 |
Модуль III. | |
13. Тепловое излучение. Проблемы излучения абсолютно черного тела. Квантовая гипотеза и формула Планка. Фотоны. Энергия и импульс световых квантов. Фото эффект. Эффект Комптона. | 1 |
14. Элементы квантовой статистики. Фазовое пространство. Элементарная ячейка. Плотность состояний. Понятие о квантовой статистике Бозе Эйнштейна и Ферми-Дирака. Квазичастицы. Определение и виды. | 1 |
15. Атом. Молекула. Уравнение Шредингера для атома водорода. Водородоподобные атомы. Энергетические уровни. Шири на уровней. Пространственное квантование. Структура электронных уровней в сложных атомах. Принцип Паули. Молекула водорода. Ионная и ковалентная связи. Электронные термы двух атомной молекулы. Атомное ядро. Строение атомных ядер. Ядерные силы. Обменный характер ядерных сил. Модели ядра. Закономерности и происхождение альфа, бета, и гамма-излучения и взаимодействие их с веществом. Ядерные реакции. Радиоактивные прев ращения атомных ядер. Реакции ядерного деление. Цепная реакция деления. Ядерный реактор. Реакция синтеза. Проблема источников энергии. | 1 |
II. | |
Практическая (семинарские) занятия | |
1. Механическое движение. Законы сохранения | 2 |
2. Принцип относитель-ности Галилея. Неинер-циальные системы отсче-та. Элементы механики сплошных сред. | 2 |
3. Статфизика и термо-динамика. Изопроцессы. | 2 |
4. Статистические расп-ределения Максвелла, Больцмана, Гиббса. Реальные газы. | 2 |
5. Электростатическое поле. | 2 |
6. Диэлектрики в электро-статическом поле. Правила Кирхгофа | 2 |
7. Магнитное поле. Вектор магнитной индукции. Гармонические коле-бания. | 2 |
8. Уравнения Максвелла. Понятие о лучевой (геометрической) оптике. | 2 |
9. Дифракция волн. Электромагнитные волны в веществе. | 2 |
10. Тепловое излучение. Дифракция электронов. Соотношение неопределенности. | 2 |
11. Элементарная ячейка. Плотность состояний. Конденсированное сос - тояние. | 2 |
12. Электропроводность металлов. Носители тока как квазичастицы. Квантовая физика | 2 |
13. Тепловые, электрические и магнитные свойства твердых тел. Собственная и примесная проводимость. | 2 |
14. Водородоподобные атомы. Ядерные силы. Ядерные реакции | 2 |
15. Физика атомов и молекул. Атомное ядро и элементарные частицы | 2 |
5. Перечень тем для самостоятельной работы студентов
5.1.Основные и производные единицы физических величин.
5.2.Центр масс. Центр инерции.
5.3.Общие свойства жидкостей, газов.
5.4.Тепловые двигатели. Использование ветровых и солнечных батарей.
5.5.Явление переноса в строительных материалах.
5.6.Климат и его элементы. Роза ветров.
5.7.Капиллярные явления.
5.8.Типы диэлектриков.
5.9.Плазма и её свойства.
5.10.Ускорители заряженных частиц.
5.11.Трансформаторы.
5.12.Ультразвук и его применение.
5.13.Спектральный анализ. Разрешающая способность оптических приборов.
5.14.Физика твердого тела. Полупроводниковые диоды, триоды.
5.15.Понятие о ядерной энергетике.
6.УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКАЯ КАРТА ПО ДИСЦИПЛИНЕ
Таблица3
Тема | Наглядные пособия, Тсо, плакаты, лабораторный стенд | Вопросы для самостоятельного изучения | Форма контроля | ||
Лекционного Занятия | Практического (семинарского) занятия | Лабораторного занятия | |||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
Механическое движение. Элементы кинематики поступательного и вращательного движения. | Механическое движение. Законы сохранения | плакат | Статистическая обработка эксперимента | зачет | |
Динамика материальной точки и твердого тела. Система материальных точек, абсолютно твердое тело, сплошная среда. Инерциальные системы отсчета | Динамика материальной точки и твердого тела. Принцип относитель-ности Галилея. Неинер-циальные системы отсче-та. Элементы механики сплошных сред. | плакат | Динамика материальной точки и твердого тела. | зачет | |
Законы сохранения. Закон сохранения импульса как фундаментальный закон природы. Реактивное движение. Центр инерции. Аддитивность массы и закон сохранения центра инерции. Момент импульса. Закон сохранения момента импульса. Момент силы. Работа и кинетическая энергия. Мощность. Общефизический закон сохранения энергии. Законы сохранения и симметрия пространства и времени. | Статфизика и термо-динамика. Изопроцессы. | лабораторный стенд | Законы сохранения | зачет | |
Статфизика и термодинамика. Термодинамические параметры. Газовые законы. Молекулярно-кинетическая теория идеального газа. Средняя кинетическая энергия молекулы идеального газа. | Принцип относитель-ности Галилея. Неинер-циальные системы отсче-та. | слайд | Принцип относитель-ности Галилея. Неинер-циальные системы отсче-та. | зачет | |
Начало термодинамики. Изопроцессы. Обратимые и необратимые тепловые процессы. Цикл Карно. КПД. Приведенная теплота. Теорема Клаузиуса. Энтропия. Термодинамические потенциалы. Статическое толкования второго начала термодинамики. | Элементы механики сплошных сред. | лабораторный стенд | Элементы механики сплошных сред. | зачет | |
Реальные газы. Эффективный диаметр молекул. Силы межмолекулярного взаимодействия. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Изотермы Ван-дер-Ваальса. Фазовые переходы первого и второго рода. Фазовые равновесия и фазовые превращения. Критическая точка. Тройная точка. | Статфизика и термо-динамика. Изопроцессы. | плакат | Статфизика и термо-динамика. | зачет | |
Электропроводности металлов. Законы Ома и Джоуля - Ленца в дифференциальной форме. Сторонние силы. ЭДС гальванического элемента. Обобщенный закон Ома для участка цепи с гальваническим элементом. Правила Кирхгофа. | Изопроцессы. Электростатическое поле. Диэлектрики в электро-статическом поле. Правила Кирхгофа | лабораторный стенд | Начала термодинамики. | зачет | |
Электростатическое поле. Напряженность электрического поля. Потенциал. Связь потенциала с напряженностью электростатического поля. Проводники в электростатическом поле. Конденсаторы. | Электростатическое поле. | лабораторный стенд | Электростатическое поле. | зачет | |
Магнитное поле. Век-тор магнитной индукции. Принцип суперпозиции. Сила Лоренца. Движение заряженной частицы в магнитном поле. Виток с током в магнитном поле. Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Коэффициент взаимной индукции. Магнитная энергия тока. Плотность магнитной энергии. | Магнитное поле. Век-тор магнитной индукции. | плакат | Магнитное поле. Век-тор магнитной индукции. | зачет | |
Гармонические колебания. Общие характеристики гармонических колебаний. Колебания груза на пружине, математический маятник, физический маятник. Электромагнитные колебания. Колебательный контур. Сложение колебаний. Векторная диаграмма. Коэффициент затухания. Вынужденные колебания под действием синусоидальной силы. Резонанс. | Гармонические коле-бания. | лабораторный стенд | Гармонические коле-бания. | зачет | |
Дифракция волн. Прин цип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Дифракция Френеля. Диф ракция Фраугофера. Диф ракция на одной щели и на многих щелях. Спектральное разложе ние. Голография. | Дифракция волн. | лабораторный стенд | Дифракция волн. | зачет | |
Тепловое излучение. Проблемы излучения абсолютно черного тела. Квантовая гипотеза и формула Планка. Фотоны. Энергия и импульс световых квантов. Фото эффект. Эффект Комптона. | Тепловое излучение. | плакат | Тепловое излучение. | зачет | |
Элементы квантовой статистики. Фазовое пространство. Элементарная ячейка. Плотность состояний. Понятие о квантовой статистике Бозе Эйнштейна и Ферми-Дирака. Квазичастицы. Определение и виды. | Элементарная ячейка. Плотность сос - тояний. | слайд | Понятие о кван товой статистике Бозе-Эйнштейна и Ферми-Дирака. | зачет | |
Атом. Молекула. Уравнение Шредингера для атома водорода. Водородоподобные атомы. Энергетические уровни. Шири на уровней. Пространственное квантование. Структура электронных уровней в сложных атомах. Принцип Паули. Молекула водорода. Ионная и ковалентная связи. Электронные термы двух атомной молекулы. Атомное ядро. Строение атомных ядер. | Конденсированное сос - тояние. | плакат | Элементы струк-турной кристаллографии. | зачет |
7 КАРТА ОБЕСПЕЧЕННОСТИ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРОЙ
Таблица 4
Наименование учебников, учебно - методических пособий. | Количество экземпляров. | Количество студентов. | Процент обеспечения. |
1 | 2 | 3 | 4 |
Курс физики. М, Высшая школа, 1981-1999 г. | 20 | 100 | |
Курс физики. Том I, II, III. М, Наука, 1989 г | 18 | 100 | |
Сборник задач по общему курсу физики, М., Наука, 1990-1998 г. | 30 | 100 | |
Руководство к лабораторным работам по физики. Семипалатинск1993,1994 г. | 25 | 100 |
8. ЛИТЕРАТУРА:
8. 1. Основная Литература.
8.1.1. Курс физики. М, Высшая школа, 1981-1999 г.
8.1.2. Курс физики. Том I, II, III. М, Наука, 1989 г.
8.1.3 , Курс физики, М, Высшая школа, 1989 г.
8.1.4. Сборник задач по общему курсу физики, М., Наука, 1990-1998 г.
8.1.5. Сборник задач по курсу физики. М, Высшая школа, 1993
8.1.6.Руководство к лабораторным работам по физики. Семипалатинск1993,1994 г.
8.1.7. Общий курс физики. М, Наука, 1977-1986 г.
8.2. Дополнительная Литература:
8.2.1. Дж. Орир Физика в 2-х томах., Москва, Мир, 1981 г.
8.2.2. Берклеевский курс физики 1-6 томы, Москва, Наука, 1971 – 1978.
8.2.3. , Задачи по физики. М. Высшая школа, 1988 г.
8.2.4. Учебное пособие для самостоятельного обучения решения задач по физики в вузе, Воронеж, ВГУ, 1968 г.
8.2.5Физический практикум под редакцией , М, Наука,1968 г.
8.2.6. Решение задач по физики, М, Высшая школа, 1986 г.
