Рабочая программа по дисциплине Общая физика icon

Рабочая программа по дисциплине Общая физика


Смотрите также:
Рабочая программа по дисциплине «Общая и экспериментальная физика»...
Рабочая программа по дисциплине Общая физика (наименование дисциплины)...
Рабочая программа по дисциплине «общая физика»: часть 1: «Механика»...
Рабочая программа по дисциплине физика конденсированного состояния для специальностей 010400...
Рабочая программа по дисциплине Общая физика (наименование дисциплины)...
Рабочая программа по дисциплине Физика элементарных частиц для специальности 010400 – «Физика...
Рабочая программа по дисциплине электродинамика сплошных сред для специальностей 010400 Физика...
Рабочая программа по дисциплине электродинамика сплошных сред для специальностей 010400 Физика...
Рабочая программа по дисциплине Методы математической физики Для специальности физика...
Рабочая программа по дисциплине: Общая психология и история психологии специальность: 050201...
Рабочая программа по "Общая физика" дисциплине для специальности 010501 «Прикладная математика»...
Программа по дисциплине вычислительная физика для специальности 014200 Биохимическая физика...



Загрузка...
страницы:   1   2   3
скачать
Министерство образования и науки российской федерации

Федеральное агентство по образованию

Рыбинская государственная авиационная технологическая академия

им. П.А. Соловьева

Факультет радиоэлектроники и информатики

Кафедра физики

«УТВЕРЖДАЮ»

Декан факультета__ ФРЭИ_________

__________________Дворсон А.И.__

(подпись) (фамилия, и.о.)

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА




По дисциплине___ Общая физика_______________________________________


(наименование дисциплины)


для специальности (направления)__^ 210106 Промышленная электроник _____

(номер и наименование специальности или направления)

____________________________________________________________________


__________________________________________________

^

Распределение часов





Форма обучения

очная

Лекции


187

Практические занятия

102

Лабораторные занятия

51

Индивидуальные занятия



Самостоятельная работа

в т.ч. курсовая работа

360

Всего часов

700

Форма контроля (зач., экз.)



Программу составил к.т.н. ________________________Суворова З.В.


(подписи) (фамилии, и.о.)

Рабочая программа рассмотрена на _заседании кафедры физики

« « ноября 2005г. ___________________________________


Заведующий кафедрой _______________________________^ Пиралишвили Ш.А.

(подпись) (фамилия, и. о.)

Согласовано _______________________ __________________Юдин В.В.


Зав. кафедрой ЭПЭ (подпись) (фамилия, и. о.)

Согласовано Декан ФЗО _______________________________^ Кабешов М.А.


Рыбинск 2005


1. ПРЕДИСЛОВИЕ

Настоящая программа составлена в соответствии с «Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования» и учебным планом подготовки специалиста (бакалавра или магистра) по формированию знаний, общих физических законов, умений к приложению накопленных знаний к решению конкретных физических задач, формирование навыков инженерно-физического эксперимента.


1.1. Цель и задачи изучения дисциплины: формирование знаний, общих физических законов, приложение накопленных знаний к решению конкретных физических задач, формирование навыков инженерно-физического эксперимента, формирование логически обоснованного массива теоретических знаний с учетом фактора единства теории и практики, а также фактора взаимосвязи с другими учебными дисциплинами.

Физика является общенаучной базой для подготовки будущего инженера, поэтому изложение курса осуществляется так, чтобы его можно было положить в основу изучения технических дисциплин специальности 210106 Промышленная электроника.

1.2. Рекомендации по изучению дисциплины

Предлагаемая рабочая программа по курсу общей физики призвана отразить высокий статус физической науки как лидера современного естествознания и как теоретической основы новейших промышленных технологий. Научно-техническая революция, которую переживает человечество, прежде всего, обусловлена достижениями физики нашего времени. Поэтому, сохраняя общую ретроспективу курса, необходимо дать представление о достижениях физики последнего времени. Это предполагается сделать, в частности, за счет исключения излишней детализации сведений из классической физики, а также исключение параллелизма школьного и вузовского курсов.

Настоящая программа составлена с учетом реального объема учебного времени (340 ауд. часов) в строгом соответствии с действующими нормативными документами Государственного комитета РФ по высшему образованию.

Программа включает в себя 5 разделов, изучаемых в последовательности:

1. Физические основы механики.

2. Электричество и магнетизм.

3. Физика колебаний и волн.

4. Квантовая физика.

5. Статическая физика и термодинамика.

В разделе «Физические основы механики» представлены общие задачи кинематики и динамики материальной точки и системы материальных точек и некоторые частные задачи механики твердого тела.

В разделе «Электричество и магнетизм» изучаются в соответствии с исторически сложившейся педагогической практикой вопросы электростатики и магнитостатики в вакууме и в веществе. При изложении материала акцент делается на концепцию поля, которая закрепляется знакомством с математическим аппаратом его описания.

«Физика колебаний и волн». В «Требованиях по циклу общих и естественнонаучных дисциплин для направлений высшего образования» (Москва, 1993) внесены существенные изменения в концепцию построения этого раздела курса. Изучение колебательных и волновых движений любой природы сосредоточенно в одном самостоятельном разделе.

Раздел «Квантовая физика» строится в соответствии с традиционными схемами вузовской методики.

Изучение курса завершается разделом «Статистическая физика и термодинамика». В начале раздела предполагается ознакомить студентов с общей характеристикой статистических закономерностей при сопоставлении последних с динамическими закономерностями. Формирование аппарата статистической физики предполагает осознание студентом области возможного применения принципов физической статистики. Студенты знакомятся с основными понятиями и критериями термодинамического метода исследования. В заключении раздела рассматриваются основные общие свойства конденсированных состояний, что важно в разных приложениях инженерной практики.

Предлагаемая рабочая программа по курсу общей физики призвана отразить высокий статус физической науки как лидера современного естествознания и как теоретической основы новейших промышленных технологий. Научно-техническая революция, которую переживает человечество, прежде всего, обусловлена достижениями физики нашего времени. Поэтому, сохраняя общую ретроспективу курса, необходимо дать представление о достижениях физики последнего времени. Это предполагается сделать, в частности, за счет исключения излишней детализации сведений из классической физики, а также исключение параллелизма школьного и вузовского курсов.


^ 2.СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ


II семестр

Лекции 68 ч.

Практические занятия 34 ч.

Лабораторные занятия 17 ч.

Физические основы механики

Лекции 28 часов

Практические занятия 18 часов

Лабораторные занятия 9 часов


2.1. Кинематика материальной точки.

Предмет физики. Механика. Классическая механика и пределы классического описания явлений. Понятие состояния в классической механике.

Кинематика материальной точки. Материальная точка. Система отсчета. Относительность движения. Кинематическое описание движения: уравнения движения, траектория, путь, перемещение, скорость.


2.2. Ускорение. Нормальное и тангенциальное ускорение. Радиус кривизны траектории. Кинематика вращательного движения. Псевдовекторы. Угловая скорость и угловое ускорение.

Описание движения в обобщенных координатах.


Динамика материальной точки


2.3. Основные законы динамики. Понятие состояния в классической механике. Сила, масса, импульс. Законы Ньютона, их физическое содержание и взаимная связь. Инерциальные и неинерциальные системы отсчета.


2.4. Центр масс и закон его движения. Динамика тел переменной массы.

Механический принцип относительности Галилея-Ньютона.

Фундаментальные взаимодействия в классической механике. Закон всемирного тяготения. Упругие силы. Силы трения. Сила тяжести и вес.


Движение тела в неинерциальных системах отсчета


2.5. Силы инерции. Равномерно вращающаяся система отсчета. Центробежная сила инерции. Кореолисова сила инерции.


2.6. Система отсчета, связанная с Землей. Система отсчета свободно падающего лифта. Принцип эквивалентности.


Законы сохранения


2.7. Закон сохранения импульса.

Момент импульса частицы относительно точки и относительно оси. Момент силы. Закон сохранения момента импульса.


2.8. Энергия. Работа. Мощность. Кинетическая энергия. Потенциальная энергия частицы в поле консервативных сил. Закон сохранения для частицы и системы невзаимодействующих частиц.


2.9. Потенциальная энергия взаимодействующих частиц. Потенциальная энергия взаимодействия. Общий закон сохранения энергии.


Кинематика и динамика твердого тела


2.10. Твердое тело как система материальных точек. Кинематика твердого тела: поступательное и вращательное движение твердого тела. Динамика вращательного движения твердого тела вокруг неподвижной оси. Момент инерции.


2.11. Вычисление моментов инерции тел различной формы. Теорема Штейнера. Кинетическая энергия вращающегося тела вокруг неподвижной оси. Плоскопараллельное движение твердого тела. Теорема Кенига.


Кинематика и динамика жидкостей и газов


2.12. Стационарное течение жидкостей и газов. Уравнение неразрывности для несжимаемой жидкости. Давление в текущей жидкости. Уравнение Бернулли и следствие из него. Ламинарный и турбулентный режимы течения.


Основы релятивистской механики


2.13. Основные исходные положения специальной теории относительности. Постулаты Эйнштейна. Преобразования Лоренца и их инварианты. Классическая и релятивистская теорема сложения скоростей. Промежуток времени между событиями. Одновременность, ее связь с проблемой причинности. Интервал.

2.14. Релятивистская динамика. Закон взаимосвязи массы и энергии. Релятивистское выражение для энергии.


Электричество и магнетизм


Лекции 40 часов.

Практические занятия 16 часов.

Лабораторные занятия 8 часов.


Электростатика в вакууме и в веществе


2.15. Электрическое поле в вакууме. Электрический заряд. Дискретность электрического заряда. Закон сохранения заряда. Закон Кулона.


2.16. Электрическое поле. Напряженность. Поле неподвижного заряда. Принцип суперпозиции. Примеры расчета электрических полей. Поле диполя.


2.17. Поток и дивергенция вектора напряженности. Теорема Гаусса в интегральной форме и некоторые ее приложения. Теорема Гаусса в дифференциальной форме.


2.18. Примеры расчета электрических полей с использованием теоремы Гаусса. Поле шара, сферы, цилиндра, плоскости.


2.19. Потенциальный характер электростатического поля.

Работа сил электростатического поля. Потенциал. Разность потенциалов. Связь напряженности и потенциала. Циркуляция и ротор напряженности. Уравнения Пуассона и Лапласа.


2.20. Электростатика в веществе. Полярные и неполярные молекулы. Диполь в однородном и неоднородном электрических полях. Поляризации диэлектриков. Поле внутри диэлектрика. Свободные и связанные заряды. Вектор поляризации. Дивергенция вектора поляризации.


2.21. Вектор электрического смещения. Теорема Гаусса для поля в диэлектрике. Условия на границе двух диэлектриков.


2.22. Проводники в электростатическом поле.

Проводник в электрическом поле собственных зарядов. Условие равновесного распределения зарядов в проводнике. Граничные условия для напряженности и потенциала. Проводник во внешнем электрическом поле. Электроемкость уединенного проводника.


2.23. Взаимная электроемкость. Конденсаторы. Вывод формул электроемкости для плоского, цилиндрического и сферического конденсаторов. Соединение конденсаторов.

Энергия электрического поля. Энергия поля проводника и конденсатора. Объемная плотность энергии.


2.24. Электрический ток.

Электрический ток. Характеристики электрического тока. Стационарный ток. Поле стационарного тока. Уравнение непрерывности. Условие стационарности. Законы Ома и Джоуля-Ленца в интегральной и дифференциальной форме.


2.25. Разветвленные электрические цепи. Правила Кирхгофа. Примеры расчета разветвленных цепей.


Магнитостатика в вакууме и в веществе


2.26. Магнитостатика в вакууме.

Магнитное поле. Вектор магнитной индукции. Закон Био-Савара-Лапласа. Магнитное поле прямолинейного проводника с током. Магнитное поле кругового тока.


2.27. Магнитное поле движущегося заряда. Сила Ампера. Работа при перемещении тока в магнитном поле. Сила Лоренца.


2.28. Закон полного тока в интегральной и дифференциальной форме. Непотенциальный характер магнитного поля. Магнитный поток и дивергенция вектора магнитной индукции. Теорема Остроградского-Гаусса для магнитного поля. Примеры расчета полей с использованием закона полного тока.


2.29. Магнитостатика в веществе.

Намагничивание магнетика. Молекулярные токи. Условия на границе раздела двух магнетиков. Виды магнетиков. Природа диамагнетизма.


Явление электромагнитной индукции


2.30. Электромагнитная индукция. ЭДС индукции. Правило Ленца. Самоиндукция. Токи Фуко. Ток при замыкании и размыкании цепи, содержащей индуктивность. Взаимная индукция.


2.31. Взаимная индукция. Энергия магнитного поля электрического тока.


Уравнения Максвелла

2.32. Максвелловская интерпретация явления электромагнитной индукции. Первое уравнение Максвелла. Ток смещения. Второе уравнение Максвелла. Электромагнитное поле. Система уравнений Максвелла для электромагнитного поля.


2.33.Принцип относительности в электродинамике. Уравнения Максвелла–Лоренца.


2.34. Векторный и скалярный потенциалы электромагнитного поля. Калибровочные преобразования. Условие Лоренца. Кулоновская калибровка. Уравнение Даламбера для электромагнитного поля.


III семестр


Лекции –68 часов.

Практические занятия – 34 часа.

Лабораторные занятия – 17 часов.


Физика колебаний и волн


Лекции –16 часов.

Практические занятия – 10 часов.


2.35. Гармонический и ангармонический осциллятор.

Колебания, типы колебаний. Гармонические колебания и их характеристики. Свободные и вынужденные колебания. Динамика гармонических колебаний. Колебания тела, закрепленного на упругой пружине. Математический маятник. Физический маятник.


2.36. Ангармонический осциллятор. Принцип суперпозиции колебаний и границы его применимости. Сложение колебаний, направленных по одной прямой. Биения. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний.


2.37. Затухающие колебания. Вынужденные колебания под действием гармонической силы. Резонанс.


2.38. Свободные колебания систем с числом степеней свободы более одной. Осцилляторы с двумя степенями свободы. Нормальные моды колебаний.


2.39. Электромагнитные процессы в колебательном контуре с током.

Свободные незатухающие колебания. Затухающие колебания. Резонанс в последовательном контуре. Вынужденные электрические колебания. Добротность контура.


2.40. Волновые процессы

Распространение волны в упругой среде. Волны продольные и поперечные. Кинематические уравнения плоской и сферической монохроматической волн. Скорость монохроматической волны. Энергия волны в упругой среде.


2.41. Стоячие волны

Интерференция волн. Образование стоячих волн. Стоячие волны в струне. Стоячие волны как нормальные моды колебаний. Дисперсионные соотношения. Интерференция и дифракция волн.


2.42. Электромагнитные волны

Электромагнитные волны. Волновое уравнение для электромагнитного поля. Плоская электромагнитная волна. Энергия электромагнитной волны. Вектор Пойтинга. Изучение диполя.


Оптика

Лекции – 18 часов


2.43. Отражение и преломление света. Отражение и преломление плоской волны на границе двух диэлектриков. Полное внутреннее отражение. Геометрическая оптика. Оптическая система. Оптическое изображение. Центрированная оптическая система.


2.44. Интерференция света

Волновая оптика. Ее цели и задачи. Интерференция света. Оптическая разность хода. Условия максимумов и минимумов. Проблема когерентности.


2.45. Интерференция света при отражении от пластинок (плоскопараллельная пластинка, пластинка переменной толщины, кольца Ньютона).Просветление оптики. Многолучевая интерференция. Интерферометр Фабри–Перо.


2.46. Дифракция света (4 часа)

Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Дифракция Френеля. Дифракция Фраунгофера.


2.47. Дифракционная решетка.

Условия главных максимумов. Угловая дисперсия. Линейная дисперсия. Разрешающая сила оптического прибора. Дифракция рентгеновских лучей. Двумерная и трехмерная решетки.


2.48. Голография.

Принцип голографии. Метод получения голограмм на тонкослойной эмульсии.


2.49. Поляризация света.

Естественный и поляризованный свет. Виды поляризации. Законы Малюса. Поляризация при отражении и преломлении. Поляризация при двойном лучепреломлении. Прохождение плоско поляризованного света через кристаллическую пластинку.


2.50. Взаимодействие электромагнитных волн с веществом.

Дисперсия света. Групповая скорость. Элементарная теория дисперсии. Поглощение света.

Рассеяние света. Эффект Вавилова–Черенкова.


2.51. Элементы Фурье–оптики.

Квантовая оптика


Лекции – 4 часа.

Практические занятия – 4 часа.


2.52. Тепловое излучение.

Закон Кирхгофа. Равновесная плотность энергии излучения. Законы Стефана–Больцмана и Вина. Формула Рэлея–Джинса. Гипотеза Планка. Формула Планка.


2.53. Фотоны.

Фотоэффект. Формула Эйнштейна. Масса и импульс фотона. Эффект Комптона. Корпускулярно-волновой дуализм света.


Атомная и ядерная физика


Лекции – 30 часов.


2.54. Корпускулярно - волновой дуализм в микромире.

Гипотеза де Бройля. Опыты Дэвиссона и Джермера. Принцип неопределенности. Границы применимости классической механики.


2.55. Волновая функция. Ее статистический смысл. Уравнение Шредингера. Квантовые уравнения движения.


2.56. Теория атома Резерфорда-Бора.


2.57. Стационарные задачи квантовой механики.

Микрочастица в потенциальной яме. Особенности взаимодействия частицы с потенциальным барьером. Туннельный эффект. Квантовый гармонический осциллятор.


2.58. Операторы физических величин. Линейные операторы. Собственные функции и собственные значения операторов. Операторы и допускаемые значения физических величин. Оператор Гамильтона. Вычисление средних значений физических величин.


2.59. Законы сохранения физических величин в квантовой механике. Четкость, закон сохранения четкости.


2.60. Атом водорода и водородоподобные системы.

Свойства оператора момента импульса частицы и его проекций. Собственные значения и собственные функции оператора момента импульса и его проекций. Движение частицы в центрально симметричном поле.


2.61. Квантово -механическая модель атома водорода.

Орбитальный магнитный момент электрона.

Спектральные закономерности атома водорода. Спин электрона.


2.62. Квантовая механика системы микрочастиц.

Тождественность микрочастиц. Принцип Паули. Симметричные и антисимметричные волновые функции. Магнетизм частиц. Бозоны и фермионы. Обменные взаимодействия.


2.63. Строение атома. Распределение электронов по энергетическим уровням атома. Периодическая система элементов Д.И. Менделеева. Правила Хунда.


2.64. Мультиплетность спектров. Спин–орбитальное взаимодействие. Результирующий механический момент многоэлектронного атома. Магнитный момент атома.


2.65. Двухатомная молекула. Ионная и ковалентная связь. Молекула водорода. Обменный интеграл.


2.66. Молекулярные спектры.

Вращательные полосы. Колебательно–вращательные полосы.


2.67. Вынужденное излучение. Принципы работы лазеров. Инверсная населенность. Накачка. Трех и четырех– уровневые схемы лазеров.


2.68. Атомное ядро.

Состав атомного ядра. Масса и энергия связи. Капельная модель ядра. Оболочечная модель ядра. Ядерные силы. Радиоактивность. Термоядерные реакции. Элементарные частицы.


IV семестр


Лекции – 51 час.

Практические занятия – 34 часа.

Лабораторные занятия – 17 часов.


^

Молекулярная физика и термодинамика



Статистическая физика

Классическая и квантовая статистики

Лекции – 18 часов.


2.69. Динамические и статистические закономерности в физике.

Основные положения молекулярно- кинетической теории строения вещества, их опытное обоснование. Агрегатные состояния вещества, их молекулярно–кинетическая интерпретация. Идеальный газ. Уравнение состояния идеального газа. Основное уравнение молекулярно–кинетической теории строения газов. Макроскопический смысл температуры.


2.70. Закон равнораспределения энергии по степеням свободы. Степень свободы движения молекулы. Внутренняя энергия идеального газа. Средняя длина свободного пробега молекул.


2.71. Классические статистики. Закон Максвелла распределения молекул газа по скоростям. Барометрическая формула. Распределение Больцмана.


2.72. Микро- и макросостояния системы. Фазовое пространство. Элемент фазового объема. Функция статистического распределения. Теорема Лиувилля. Свойства функции статистического распределения. Энтропия в статистической физике. Порядок и беспорядок в природе.


2.73. Кинетические явления.

Теплопроводность. Закон Фурье. Вязкость. Закон Ньютона. Диффузия. Закон Фика.


2.74. Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса.


2.75. Средние значения физических величин. Флюктуации физических величин. Флюктуации и устойчивость состояний.


2.76. Квантовые статистики.

Квантовая теория свободных электронов в кристалле. Функция распределения Ферми–Дирака. Понятие о квантовой теории электропроводности металлов.


2.77. Фононы. Распределение Бозе – Эйнштейна.


Термодинамика (12 часов)


2.78. Термодинамический метод.

Параметры состояния. Стационарные и нестационарные состояния. Квазистатический процесс. Три начала термодинамики.

Работа и теплота в термодинамике.

2.79. Первое начало термодинамики. Приложения первого начала термодинамики к процессам в идеальном газе. Теплоемкость идеального газа. Уравнение Майера. Адиабатный и политропный процессы.


2.80. Второе начало термодинамики.

Энтропия в термодинамике. Ее связь с термодинамической вероятностью. Третье начало термодинамики. Порядок и беспорядок в природе.


2.81. Принцип действия тепловой машины и ее термический КПД. Обратимые и необратимые процессы. Цикл Карно, теорема Карно.


2.82. Уравнение состояния .Термодинамические функции состояния.


2.83. Фазовые переходы и фазовые равновесия.

Уравнение Клапейрона - Клаузиуса. Теплоемкость реального газа. Критическая точка.


2.5.3. Элементы физики твердого тела


Лекции–21 час.


2.84. Кристаллическое строение твердых тел. Типы химической связи. Типы кристаллических структур. Индексы плоскостей и направлений. Полиморфизм.


2.85. Структура реальных кристаллов. Дефекты кристаллической структуры и их классификация. Твердые растворы внедрения и замещения. Вакансии по Френкелю и Шоттки. Дислокации. Плоские, объемные и сложные дефекты. Динамика дефектов твердого тела.


2.86. Элементы зонной теории твердого тела.

Уравнение Шредингера для твердого тела. Одноэлектронное приближение. Функции Блоха. Свойства волнового вектора электрона в кристалле. Зоны Бриллюэна. Модель Кроннига–Пенни.


2.87. Заполнение зон. Эффективная масса носителей заряда. Металлы, полупроводники, диэлектрики. Интерпретация электрических свойств с позиций зонной теории.


2.88. Полупроводники.

Собственная проводимость полупроводников. Электропроводность примесных полупроводников. Элементарная теория электропроводности полупроводников. Зависимость проводимости от температуры.


2.89. Термодинамические свойства твердого тела.

Динамика кристаллической решетки. Нормальные колебания непрерывной упругой Среды и дискретной цепочки атомов.


2.90. Функция состояния кристалла в приближении Эйнштейна и Дебая. Теплопроводность твердых тел.


2.91. Магнитные свойства твердых тел.

Природа парамагнетизма. Диамагнетизм и парамагнетизм твердых тел. Ферромагнетизм. Молекулярное поле Вейсса.


2.92. Обменное взаимодействие и его роль в возникновении ферромагнетизма. Ферромагнитные домены. Антиферромагнетизм. Ферриты.


2.93. Квантовые явления в микромире. Сверхпроводимость. Высокотемпературная сверхпроводимость. Эффекты Джозефсона.


2.94. Современная физическая картина мира.

Иерархия структур материи, эволюция вселенной. Физическая картина мира как философская категория. (1 час)


^ 3. ПЕРЕЧЕНЬ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

II семестр (34 часа)

Физические основы механики (18 часов)


  1. Кинематика материальной точки.

  2. Кинематика материальной точки.

  3. Динамика материальной точки.

  4. Движение тела в неинерциальных системах отсчета.

  5. Законы сохранения импульса, момента импульса, энергии. Работа силы.

  6. Законы сохранения импульса, момента импульса, энергии. Работа силы.

  7. Твердое тело в механике.

  8. Специальная теория относительности.

  9. Контрольная работа.


Электродинамика (16 часов)


  1. Электростатика в вакууме.

  2. Теорема Гаусса для электрического поля.

  3. Электростатика в веществе.

  4. Конденсаторы. Энергия электрического поля.

  5. Постоянный электрический ток.

  6. Магнитное поле.

  7. Явление электромагнитной индукции.

  8. Контрольная работа.


III семестр (34 часа)


Физика колебаний и волн. (18 часов)


  1. Свободные колебания.

  2. Сложение колебаний, затухающие колебания. Вынужденные колебания.

  3. Волны.

  4. Электромагнитные колебания.

  5. Электромагнитные волны.

  6. Интерференция света.

  7. Дифракция света.

  8. Поляризация света. Взаимодействие света с веществом.

  9. Контрольная работа.


Квантовая физика (4 часа)


10.Тепловое излучение.

11.Фотоэффект. Эффект Комптона.


Атомная и ядерная физика (4 часа)


12. Волны де Бройля.

13. Соотношение неопределенностей. Уравнение Шредингера.

14. Частица в потенциальной яме.

15. Атом водорода.

16.Физика атомного ядра.

17. Контрольная работа.


IV семестр


Молекулярная физика и термодинамика.


  1. Уравнение состояния идеального газа.

  2. Законы равнораспределения энергии по степеням свободы.

  3. Распределение Максвелла и Больцмана.

  4. Энтропия в статистической физике.

  5. Кинетические явления.

  6. Реальные газы.

  7. Распределение Ферми–Дирака.

  8. Распределение Бозе -Эйнштейна. Фононы.

  9. Контрольная работа.

  10. Первое начало термодинамики. Теплоемкость.

  11. Циклические процессы.

  12. Второе начало термодинамики.

  13. Кристаллические решетки.

  14. Элементы зонной теории.

  15. Тепловые свойства твердых тел.

  16. Магнитные свойства твердых тел.

  17. Контрольная работа.



^ 4. ФИЗИЧЕСКИЙ ПРАКТИКУМ


II семестр (17 часов)


Лаборатория физических основ механики (10 часов)


  1. Знакомство с методами измерения физических величин и методикой оценки погрешности.

  2. Определение времени удара.

  3. Изучение движения тел по наклонной плоскости.

  4. Изучение гироскопического эффекта.

  5. Изучение законов динамики вращательного движения на маятнике Обербека.

  6. Свободные оси и главные моменты инерции.


Лаборатория электричества и магнетизма (7 часов)


  1. Исследование электрических полей.

  2. Изучение работы электронного осциллографа.

  3. Опытная проверка законов Кирхгофа.

  4. Зависимость полезной мощности и КПД источника тока от нагрузки.

  5. Определение удельного сопротивления проводника.

  6. Определение диэлектрической проницаемости материалов.


III семестр (17 часов)


Лаборатория колебаний и волновых процессов (10 часов)


  1. Определение ускорения силы тяжести с помощью универсального маятника.

  2. Определение момента инерции тела методом крутильных колебаний.

  3. Определение длины световой волны с помощью дифракционной решетки.

  4. Изучение нормальной дисперсии в жидких средах.

  5. Опытная проверка законов Малюса и Брюстера.

  6. Изучение интерференции света с помощью интерферометра МИИ-4.

  7. Определение концентрации растворов на круговом поляриметре типа СМ-1.

  8. Изучение поглощения света в растворах с помощью электрокалориметра.


Лаборатория атомной физики (7 часов)


  1. Изучение законов фотоэффекта.

  2. Изучение свойств излучения оптического квантового генератора.

  3. Молекулярные спектры поглощения жидкостей.

  4. Изучение законов излучения твердого тела.

  5. Изучение спектров излучения водорода и ртути.


IV семестр (18 часов)


Лаборатория молекулярной физики и термодинамики (17 часов)


4.26. Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкостей.

4.27. Определение коэффициента вязкости жидкостей.

4.28. Определение отношения СР / CV методом адиабатического расширения. 4.29. Определение средней длины свободного пробега, эффективного диаметра молекул воздуха и динамической вязкости воздуха.

4.30. Определение коэффициента теплового расширения твердых тел.

4.31. Определение теплоты плавления олова.

Определение энергии активации собственного полупроводника.

Исследование свойств p–n перехода.


Лаборатория физики твердого тела (9 часов)


4.32. Определение работы выхода электронов из металла.

4.33. Изучение свойств p-n перехода на примере работы полупроводникового диода.

4.34. Изучение температурной зависимости диэлектрической проницаемости сегнетоэлектрика.

4.35. Определение потерь на перемешивание в ферромагнитных материалах по петле Гистерезиса.

4.36. Изучение свойств пьезоматериалов.

4.37. Изучение температурной зависимости магнитной проницаемости ферромагнетиков.

4.38. Изучение свойств транзистора.

4.39. Определение энергии активации примесной проводимости полупроводника.


  1. ^ ПЕРЕЧЕНЬ РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКИХ РАБОТ




  1. Расчетно-графическая работа по механике.

  2. Расчетно-графическая работа по электромагнетизму.

  3. Расчетно-графическая работа по колебаниям, волнам, оптике.

  4. Расчетно-графическая работа по квантовой механике.

  5. Расчетно-графическая работа по статистической физике и термодинамике.



6. ЛИТЕРАТУРА


Основная


6.1.Савельев И.В. Курс общей физики: В 3 т. Т.1. Механика, колебания и волны, молекулярная физика. - 3-е изд., испр. - М.: Наука, 1973. - 496 с.

6.2. Савельев И.В. Курс общей физики: В 3 т. Т.2. Электричество и магнетизм. Волны. Оптика. - 3-е изд., испр. - М.: Наука, 1988. - 496 с.

6.3. Савельев И.В. Курс общей физики: В 3 т. Т.3. Квантовая оптика. Атомная физика. Физика твердого тела. Физика атомного ядра и элементарных частиц. - 2-е изд., испр. - М.: Наука, 1982. - 304 с.

6.4. Савельев И.В. Сборник задач по общей физике. - М.: Наука, 1988. - 365 с.

6.5. Чертов А.Г., Воробьёв А.А., “Задачник по физике” М.: Высшая школа, 1981.-496с

6.6. Иродов И.Е. Задачи по общей физике.- М.: ФИЗМАТЛИТ, -2001. –432 с.

6.7. Иродов И.Е. Механика.- М.: ФИЗМАТЛИТ, -2002. –312 с.

6.8. Иродов И.Е. Электромагнетизм.- М.: ФИЗМАТЛИТ, -2001. –347 с.

6.9. Иродов И.Е. Волновые процессы - М.: ФИЗМАТЛИТ, -2001. –247 с.

6.10. Иродов И.Е. Квантовая физика- М.: ФИЗМАТЛИТ, -2001. –267с.

6.11. Иродов И.Е. Физика макросистем..- М.: ФИЗМАТЛИТ, -2002. –200 с.


Дополнительная


6.12. Пиралишвили Ш.А., Суворова З.В., Шалагина Е.В. Электростатика. Учебное пособие по решению задач в курсе физики. / РГАТА. - Рыбинск, 1995. - 87 с.

6.13. Пиралишвили Ш.А., Суворова З.В., Шалагина Е.В. Электромагнетизм. Учебное пособие по решению задач в курсе физики. / РГАТА. - Рыбинск, 1995. - 84 с.


САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ (360 часов)


II семестр (120 часов)


  1. Подготовка к практическим занятиям. (68 часов)

  2. Подготовка к лабораторным занятиям (21 часа)

  3. Выполнение расчетно–графических работ (23 часа)

  4. Подготовка к контрольным работам (8 часов)


III семестр (120 часов)


  1. Подготовка к практическим занятиям. (68 часов)

  2. Подготовка к лабораторным занятиям (21 часа)

  3. Выполнение расчетно–графических работ (23 часа)

  4. Подготовка к контрольным работам (8 часов)


IV семестр (120 часов)


  1. Подготовка к практическим занятиям. (68 часов)

  2. Подготовка к лабораторным занятиям (21 часа)

  3. Выполнение расчетно–графических работ (23 часа)

  4. Подготовка к контрольным работам (8 часов)

^ 7. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ СТУДЕНТАМ

ПО ИЗУЧЕНИЮ КУРСА


Курс физики является не только одним из основных курсов фундаментальных дисциплин, он вместе с тем является еще и мировоззренческим курсом, без осмысления которого нельзя стать грамотным, полноценным инженером.

Основой теоретической подготовки является конспект лекций. В нем достаточно сжато и точно изложено все, что необходимо знать студенту. Кроме конспекта (но не вместо него) студент может использовать указанную в перечне литературу, которая в достаточном объеме имеется в библиотеке, и электронный вариант конспекта, который есть на кафедре.

При подготовке к практическим занятиям, при решении домашних заданий и расчетно-графических работ следует использовать рекомендуемые кафедрой учебные пособия и электронный вариант учебных пособий, подготовленных кафедрой.


^ 7.1 ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ДОМАШНИХ РАБОТ


Домашнее задание призвано закрепить и расширить знания, полученные в нормическом курсе и на практическом занятии.


  1. При подготовке к практическому занятию студент обязан выучить теоретический материал по данной теме.

  2. При выполнении домашнего задания необходимо еще раз внимательно просмотреть задачи, которые были разобраны на практическом занятии, и только после этого приступать к решению заданных на дом задач.

  3. Домашнее задание включает в себя 8 – 10 задач из «Сборника задач по общей физике» И.В. Савельева или из другого задачника, и оценивается на следующем занятии в процентах (по выполнению).

  4. Студент, получивший за домашнее задание менее 60%, считается неуспевающим по данному разделу и получает дополнительную задачу по этому разделу на рейтинговом контроле. Студент, проделавший практическое задание, обязан в недельный срок представить домашнее задание, в противном случае он так же считается неуспевающим по данному разделу.

  5. Решение задачи должно начинаться с ее анализа, сопровождаться рисунком и всеми необходимыми пояснениями. Вся задача должна быть решена аналитически, ответ записан в символьном виде. После этого обязательным этапом является проверка размерности и подстановка численного результата.

  6. Домашнее задание по физике выполняется в тетради для практических работ.


^ 7.2 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ


  1. Решение конкретных физических задач является необходимой практической основой при изучении курса физики. Оно способствует приобщению студентов к самостоятельной творческой работе, учит анализировать изучаемые явления, выделять главные факторы, обуславливающие то или иное явление, отвлекаясь от случайных и несущественных деталей. Благодаря этому решение задач приближается к модели научного физического исследования.

  2. Практически любая задача по физике содержит описание одного или нескольких процессов (либо описание равновесного состояния некоторой системы). Поэтому анализ задачи следует, как правило, начинать с выяснения того, что является объектом изучения. Далее необходимо выяснить. Какие тела или системы охватывает исследуемый процесс, какие величины его определяют, каково направление процесса и т.д. Только после этого можно установить, каким физическим законом подчиняются описываемые явления. Такой анализ, в конечном счете, позволить выбрать оптимальный метод решения поставленной задачи.

  3. Приступая к решению задачи, хорошо вникните в ее смысл и постановку вопроса. Установите, все ли данные, необходимые для решения задачи, приведены. Если позволяет характер задачи, обязательно сделайте схематический рисунок, поясняющий ее сущность, – это во многих случаях резко облегчает поиск решения, так и само решение.

  4. Каждую задачу решайте в общем виде (т.е. в буквенных обозначениях), так чтобы искомая величина была выражена через заданные величины. Решение в общем виде придает окончательному результату особую истинность, ибо позволяет установить определенную закономерность, показывающую, как зависит искомая величина от заданных величин.

  5. Получив решение в общем виде, проверьте, правильную ли оно имеет размерность. Неверная размерность есть явный признак ошибочного решения. Если возможно, исследуйте поведение решения в предельных частных случаях. Например, какой бы вид ни имело выражение для силы гравитационного взаимодействия между двумя протяженными телами, с увеличением расстояния между телами оно должно непременно переходить в известный закон взаимодействия точечных масс. В противном случае можно сразу утверждать – решение неверное.

  6. Приступая к вычислениям, помните, что числовые значения физических величин всегда являются приближенными. Поэтому при расчетах руководствуйтесь правилами действий с приближенными числами. В частности, в полученном значении вычисленной величины нужно сохранить последним тот знак, единица которого еще превышает погрешность этой величины. Все следующие цифры нужно отбросить.

  7. Получив числовой ответ, оцените его правдоподобность. Такая оценка может в ряде случаев обнаружить ошибочность полученного результата. Так, например, дальность полета, брошенного человеком камня, не может быть порядка 1 км, скорость тела не может оказаться больше скорости света в вакууме, и т.д.



^ 7.3 ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКИХ РАБОТ


  1. Расчетно-графическая работа по физике (РГР) содержит 5-8 задач одного раздела курса физики и выполняется на листах формата А4 с обязательным оформлением титульного листа.

  2. Выполнение каждого задания начинается с новой страницы, включает в себя пакет задачи, исходные данные в системе СИ, анализ и решение задачи, рисунок и проверку размерности.



^ ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ И ОФОРМЛЕНИЯ ЗАДАЧ


ЗАДАЧА 1. Радиус-вектор точки А относительно начала координат меняется со временем по закону , где и – постоянные, – орты осей X и Y. Найти: а) уравнение траектории точки, изобразить ее график; б) зависимость от времени угла между векторами и .


АНАЛИЗ И РЕШЕНИЕ. Предлагаемая задача – прямая задача кинематики. Принцип ее решения основан на исключении времени из уравнения движения. Для этого напишем компоненты радиус-вектора:

. (1.1)

Из этих выражений видно, что движение материальной точки происходит в плоскости , из первого уравнения выражаем и подставляем его во второе, имеем:



  • это искомое уравнение траектории. Точка движется по параболе, график которой представлен на рисунке.


Дифференцируя систему уравнений (1.1), находим компоненты вектора скорости: .

, его модуль .

Вектор ускорения равен:



  • частица движется с постоянным ускорением, направленным по оси , модуль которого .


Найдем угол между векторами и . Из рисунка видно, что это угол между вектором скорости и осью , следовательно, . Подставив значения и , получаем: .

Размерность этой формулы очевидна.

Из последней формулы видно, что угол между векторами и с течением времени уменьшается.

Ответ: ; .




Скачать 0,55 Mb.
оставить комментарий
страница1/3
Дата27.09.2011
Размер0,55 Mb.
ТипРабочая программа, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

страницы:   1   2   3
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх