Программа дисциплины ен. Ф. 03. Физика (для специальности: 012500 (020401. 65) География) icon

Программа дисциплины ен. Ф. 03. Физика (для специальности: 012500 (020401. 65) География)


Смотрите также:
Рабочая программа по курсу математика для специальности 012500 -география Составитель А. И...
Программа дисциплины ен. Ф. 01 Математика (012500 (020401...
Программа дисциплины гэс. Р. 02 История и культура народов сибири специальность 012500 (020401...
Учебно-методический комплекс по дисциплине ен. Ф. 07 «Геология» для студентов...
Программа дисциплины ен. Ф...
Программа дисциплины ен. Ф...
Учебно-методический комплекс по дисциплине дс. 09 «География тпк» для студентов...
Учебно-методический комплекс по дисциплине "география северного кавказа" для студентов...
Учебно-методический комплекс по дисциплине "география северного кавказа" для студентов...
Демоверсия рабочей программы по дисциплине “Методика проведения экскурсий в школьном курсе...
Учебно-методический комплекс по дисциплине дс. 02 «География мирового хозяйства» для студентов...
Учебно-методический комплекс по дисциплине дс. 02 «География мирового хозяйства» для студентов...



Загрузка...
скачать
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ТГПУ)


“ УТВЕРЖДАЮ“

Декан физико-математического факультета


________________________А.Н.Макаренко

“____”_____________2008 г.


ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

ЕН.Ф.03. Физика

(для специальности: 012500 (020401.65) - География).


ТОМСК 2008





1.Цели и задачи дисциплины.


Целью изучения физики и основ геофизики является создание основы для изучения современного естествознания с целью подготовки учителей географии. Физика является одной из фундаментальных наук в подготовке специалиста. Исторически физика тесно связана с метеорологией и географией. Существует общая часть этих наук - геофизика. Кроме того, лабораторный практикум по физике необходим как основа практической деятельности современного учителя.

В связи с этим можно поставить следующие задачи преподавания физики на естественном факультете:

  • Дать основы физической теории и ее приложения к наукам о Земле;

  • Продемонстрировать единство законов природы и их своеобразие для различных составных частей естествознания на примерах физики и геофизики;

  • Показать общность и различие законов живой и неживой природы;

  • Продемонстрировать единство и различие физики с другими составными частями естествознания - химией, биологией, географией и т.п.

  • Развить способности и интерес к самостоятельному мышлению и творческой деятельности.


^ 2.Требования к уровню освоения содержания дисциплины.

Содержание курса «Физика» полностью соответствует Государственным требованиям к обязательному минимуму содержания и уровню подготовки специалистов по специальности 012500 – география (Содержание стандарта - Физические основы механики, физика колебаний и волн, молекулярная физика и термодинамика, электричество и магнетизм, квантовая физика), учитывает материальное и кадровое обеспечение физико-математического обучения в школе, при этом учитывается зарубежный опыт преподавания этого курса, а также научно-методическое его обеспечение.


Специалист – выпускник ТГПУ после изучения данного курса:

  • осознает значение физики как фундаментальной науки о природе, строении материи и о простейших формах её движения и взаимодействия, понимает взаимосвязь фундаментальных и прикладных проблем физики для развития техники и других областей человеческой деятельности;

  • владеет системой знаний о фундаментальных физических законах и теориях, физической сущности явлений и процессов в природе и технике;

  • владеет системой знаний по организации и постановке физического эксперимента (лабораторного, демонстрационного, компьютерного); обладает способностью теоретического анализа результатов наблюдений и экспериментов;

  • владеет приемами компьютерного моделирования.

Курс «Физика» изучается студентами в течение 2-го и 3-го семестров. Теоретическое изучение сопровождается лабораторным практикумом в специализированной лаборатории.





  1. Объем дисциплины и виды учебной работы




Вид учебной работы

Всего

часов

семестр

2

3

Общая трудоемкость дисциплины

200

90

110

Аудиторные занятия

90

36

54

Лекции

54

18

36

Практические занятия (ПЗ)

-

-

-

Семинары (С)

-

-

-

Лабораторные работы (ЛР)

36

18

18

И (или) др. виды аудиторных занятий

-

-

-

Самостоятельная работа (СР)

110

54

56

Курсовой проект (работа)

-

-

-

Реферат

-

-

-

И (или) др. виды

-

-

-

Вид итогового контроля

(зачет, экзамен)




зачет

экзамен


^ 4.Содержание дисциплины.


4.1. Разделы дисциплины и виды занятий.


№ п/п

Раздел дисциплины

Лекции

(час.)

Практические

занятия

(час.)

Лабора-торные занятия (час.)

Само-стоят. работа

(час.)

1

Механика и молекулярная физика

18

-

18

54

2

Электричество и магнетизм

18

-

9

16

3

Оптика

8

-

9

20

4

Квантовая физика

10

-

-

20


^ 4.2. Содержание разделов дисциплины.


1. Механика и молекулярная физика.

Кинематика материальной точки. Основные понятия: материальная точка, система отсчета, радиус-вектор, вектор перемещения, траектория, скорость, ускорение. Зависимость скорости от времени при равнопеременном движении. Частные случаи. Вращательное движение. Связь между линейными и угловыми величинами. Движение Земли вокруг Солнца.

Динамика материальной точки. Масса. Первый закон Ньютона. Инерциальные системы отсчета. Импульс. Второй закон Ньютона. Силы в природе. Третий закон Ньютона. Принцип относительности Галилея-Ньютона. Закон всемирного тяготения. Гравиметрический метод поиска полезных ископаемых.

Законы сохранения. Закон сохранения импульса. Соударение тел. Работа, мощность. Частные случаи. Потенциальная энергия. Связь между силой и потенциальной энергией. Кинетическая энергия. Закон превращения и сохранения энергии. Превращение механической энергии в теплоту. Реактивное движение. Космонавтика. Применение спутников для геофизических исследований.

Динамика твердого тела. Момент силы. Момент инерции материальной точки и твердого однородного тела (обруча, цилиндра, стержня). Основное уравнение вращательного движения твердого тела. Момент импульса. Спин.

Колебания и волны. Пружинный, математический и физический маятники. Уравнения их движения. Автоколебания. Колебания в природе. Сложение колебаний одного направления. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний. Затухающие колебания. Вынужденные колебания. Резонанс. Колебания в природе, возникающие в процессе землетрясения.

Поперечные и продольные волны. Основные понятия: фаза и длина волны, волновое число и волновой вектор, волновая поверхность, фазовая скорость. Интерференция и дифракция волн. Стоячая волна. Звук. Сейсмическая разведка.

Основы МКТ. Агрегатные состояния вещества. Параметры состояния Давление, температура. Равновесные и неравновесные состояния и процессы. Уравнение Клапейрона-Менделеева. Законы Бойля-Мариотта, Гей-Люссака, Шарля. Графики равновесных процессов. Земная атмосфера.

Основы термодинамики. Энергия идеального газа. Работа термодинамической системы. Количество теплоты. Первое начало термодинамики. Адиабатический процесс. Теплоемкость. Соотношение Майера. Связь теплоемкости с составом молекул газа.

Циклы работы различных тепловых машин. Коэффициент полезного действия машины, работающей по циклу Карно. Энтропия. Необратимые процессы. Жизнь как необратимый и неравновесный процесс. Преобразование энергии при геофизических процессах.

Распределение молекул по проекциям скоростей и значениям модуля скорости. Зависимость распределения Максвелла от температуры. Среднеарифметическая, среднеквадратичная и наиболее вероятная скорости молекул. Опыт Штерна.

Средняя длина свободного пробега молекулы и средняя частота столкновений. Барометрическая формула. Строение атмосферы. Климат.

Свойства жидкостей и твердых тел. Фазовые переходы. Жидкости. Поверхностное натяжение. Формула Лапласа. Капиллярные явления. Кристаллы. Классификация кристаллов. Минералы. Дефекты в кристаллах. Жидкие кристаллы.


2. Электричество и магнетизм.

Электростатика. Электрические заряды и поля. Свойства электрического заряда: два вида заряда, дискретность заряда, закон сохранения заряда. Элементарный заряд. Возникновение электрических зарядов в геофизических процессах. Механеоэлектрическое преобразование. Возникновение зарядов как признак землетрясения. Закон Кулона. Напряженность поля точечного заряда. Работа сил поля при перемещении зарядов. Потенциальный характер электрического поля. Потенциал и эквипотенциальные поверхности. Градиент потенциала и напряженность поля. Диполь.

Распределение зарядов в проводнике. Эквипотенциальные поверхности проводника. Напряженность поля у поверхности проводника. Электрическое поле Земли. Проводники во внешнем электрическом поле. Наведенные заряды. Электроемкость. Соединение конденсаторов.

Энергия системы неподвижных электрических зарядов. Работа электростатических сил.

Электрический ток в различных средах. Движение зарядов в электрическом поле. Электрический ток. Теллурические токи. Закон Ома. Сторонние силы. Разность потенциалов и напряжение. Правила Кирхгофа. Закон Джоуля-Ленца.

Классификация твердых тел (проводники, диэлектрики, полупроводники). Природа тока в металлах. Опыты Мандельштама и Папалекси, Толмена и Ситюарта. Зависимость сопротивления металлов от температуры. Проводимость полупроводников. Собственная и примесная проводимости полупроводников. Зависимость электропроводности полупроводников от температуры и освещенности.

Магнитное поле. Магнитное поле электрического тока. Взаимодействие токов между собой и магнитом. Индукция и напряженность магнитного поля. Закон Био-Саварра-Лапласа. Магнитное поле Земли. Изменение напряженности поля в зависимости от внешних условий. Силы, действующие на электрический ток в магнитном поле. Виток с током в магнитном поле.

Действие электрического и магнитного полей на движущейся заряд. Сила Лоренца. Северные сияния. Магнитное поле движущегося заряда. Относительный характер электрического и магнитных полей. Работа, совершаемая при перемещении проводника с током в магнитном поле. Магнитный поток.

Электромагнитная индукция. Опыты Фарадея. Закон Фарадея и правило Ленца. Электродвижущая сила индукции. Вихревые токи. Поверхностный эффект. Самоиндукция и взаимоиндукция. Электродвижущая сила самоиндукции. Энергия магнитного поля.

Магнетики. Магнитная проницаемость. Магнитомеханические явления. Диа - пара- и ферромагнетики. Работы Столетова. Точка Кюри. Постоянные магниты. Новые магнитные материалы.

Электромагнитные колебания. Электрический колебательный контур. Собственные колебания. Излучение электромагнитных волн. Опыты Герца. Открытие радио Поповым. Работы Маркони. Радиосигналы, возникающие при деформации горных пород. Вихревое электрическое поле. Ток смещения. Переменный ток. Действующее и среднее значения переменного тока. Сопротивление, индуктивность и емкость в цепи переменного тока. Закон Ома для цепей переменного тока.


3. Оптика.

Фотометрия. Световой поток, сила света, освещенность, светимость.

Геометрическая оптика. Законы отражения и преломления света. Полное внутреннее отражение. Прохождение света через призму. Зависимость показателя преломления от длины волны. Спектр.

Тонкие линзы. Формула линзы. Оптическая сила линзы. Аберрация оптических систем. Глаз как оптическая система. Оптические приборы: лупа, телескоп, микроскоп, фотоаппарат, бинокль.

Интерференция света. Интенсивность световой волны при наложении двух когерентных волн. Условия максимума и минимума интенсивности света. Способы получения когерентных волн. Интерферометр Майкельсона. Опыт Майкельсона.

Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Дифракционная решетка.

Поляризация света. Законы Брюстера и Малюса. Двойное лучепреломление и применение его для минералогического анализа горных пород.


4. Квантовая физика.

Тепловое излучение. Испускательная и поглощательная способности. Закон Кирхгофа. Испускательная способность абсолютно черного тела. Формула Планка. Законы Стефана-Больцмана и Вина. Применение законов теплового излучения в астрономии. Фотоэффект. Теория Бора. Уравнения Эйнштейна. Фотоны. Эффект Комптона. Гипотеза де Бройля. Соотношение неопределенностей Гейзенберга.

Получение рентгеновских лучей. Тормозное и характеристическое излучения и их спектры. Поглощение и рассеяние рентгеновских лучей. Рентгеноструктурный анализ.

Радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Влияние радиации на биологические организмы. Доза излучения. Превращение ядер при радиоактивном распаде. Ядерный реактор. Элементарные частицы.


  1. ^ Лабораторный практикум.




№ п/п

Раздел дисциплины

Наименование лабораторных работ

1

Механика и молекулярная физика

  1. Вводное занятие. Теория погрешностей.

  2. Определение объемов тел.

  3. Изучение вращательного движения с помощью маятника Обербека.

  4. Определение ускорения свободного

  5. падения с помощью математического и физического маятников.

  6. Проверка закона сохранения импульса

при соударении шаров.

  1. Определение универсальной газовой постоянной.

  2. Определение коэффициента вязкости

жидкости методом Стокса.

  1. Определение коэффициента вязкости жидкости методом Пуазейля.

2

Электричество и магнетизм

  1. Определение э.д.с. источника методом компенсации.

  2. Определение горизонтальной составляющей магнитного поля Земли.

  3. Исследование соединения конденсаторов с помощью мостика Соти.

  4. Исследование электростатического поля методом ванны.

3

Оптика

  1. Изучение микроскопа и определение размера

малых тел.

  1. Изучение тонких линз.

  2. Измерение длины волны с помощью дифракционной решетки.

  3. Изучение интерференции и дифракции с помощью излучения гелий-неонового лазера.




  1. Учебно-методическое обеспечение дисциплины:


^ 6.1.Рекомендуемая литература.


а) основная литература:


Семестр 2-й

  1. Савельев, И.В. Курс физики: Учебник: В 3-х томах. Т.1. Механика. Молекулярная физика/ И.В. Савельев. - М: Наука, 1987. – 432 с.

  2. Зеличенко, В.М. Лабораторный практикум по физике: учебное пособие: В 3 ч. Ч. 1. Механика. Молекулярная физика. Термодинамика /В. М. Зеличенко, В. В. Ларионов, В. И. Шишковский. – Томск: издательство ТГПУ, 2007. –199 с.

  3. Зеличенко, В.М. Физика в задачах: учебное пособие для вузов: в 5 ч. Ч. 1. Механика/В. М. Зеличенко, В. В. Ларионов, В. И. Шишковский. – Томск: издательство ТГПУ, 2006. – 261 с.

  4. Зеличенко, В.М. Физика в задачах: учебное пособие для вузов: в 5 ч. Ч. 2. Молекулярная физика и термодинамика/В. М. Зеличенко, В. В. Ларионов, В. И. Шишковский. – Томск: издательство ТГПУ, 2006. – 178 с.


Семестр 3-й

  1. Савельев, И.В. Курс физики: Учебник: В 3-х томах. Т.2. Электричество и магнетизм. Волны. Оптика / И.В. Савельев. - М: Наука, 1988. – 496 с.

  2. Савельев, И.В. Курс физики: Учебник: В 3-х томах. Т.3. Квантовая оптика. Атомная физика. Физика твердого тела. Физика атомного ядра и элементарных частиц / И.В. Савельев. - М: Наука, 1988. – 320 с.

  3. Зеличенко, В.М. Лабораторный практикум по физике: учебное пособие: В 3 ч. Ч. 2. Электричество и магнетизм /В. М. Зеличенко, В. В. Ларионов, В. И. Шишковский. – Томск: издательство ТГПУ, 2007. – 230 с.

  4. Зеличенко, В.М. Лабораторный практикум по физике: учебное пособие: В 3 ч. Ч. 3. Оптика. Атомная и ядерная физика /В. М. Зеличенко, В. В. Ларионов, В. И. Шишковский. – Томск: издательство ТГПУ, 2007. – 238 с.

  5. Зеличенко, В.М. Физика в задачах: учебное пособие для вузов: в 5 ч. Ч. 3. Электростатика. Постоянный ток/В. М. Зеличенко, В. В. Ларионов, В. И. Шишковский. – Томск: издательство ТГПУ, 2006. – 210 с.

  6. Зеличенко, В.М. Физика в задачах: учебное пособие для вузов: в 5 ч. Ч. 4. Электромагнетизм и переменный ток/В. М. Зеличенко, В. В. Ларионов, В. И. Шишковский. – Томск: издательство ТГПУ, 2006. – 297 с.

  7. Зеличенко, В.М. Физика в задачах: учебное пособие для вузов: в 5 ч. Ч. 5. Оптика. Атомная и ядерная физика/В. М. Зеличенко, В. В. Ларионов, В. И. Шишковский. – Томск: издательство ТГПУ, 2006. – 280 с.


б) дополнительная литература:

  1. Волькенштейн, В.С. Сборник задач по общему курсу физики: учебное пособие для втузов/В. С. Волькенштейн. – 3-е изд., испр. и доп. – СПб.: Книжный мир, 2007. – 327 с.

  2. Детлаф, А.А. Курс физики: Учебное пособие для вузов/А. А. Детлаф, Б. М. Яворский. – 4-е изд., испр. – М.: Высшая школа, 2002. – 717 с.

  3. Иродов, И.Е. Волновые процессы: Основные законы: Учебное пособие для вузов/И. Е. Иродов. – 2-е изд., доп. – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2002. – 263 с.

  4. Иродов, И.Е. Задачи по общей физике: учебное пособие для вузов/И. Е. Иродов. – Изд. 11-е, стереотип. – СПб.: Лань, 2006. – 416 с.

  5. Иродов, И.Е. Квантовая физика: Основные законы: Учебное пособие для вузов/И. Е. Иродов. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. – 271 с.

  6. Иродов, И.Е. Механика: Основные законы: Учебное пособие для вузов/И. Е. Иродов. – 5-е изд., испр. – М.: Физматлит, 2001. – 320 с.

  7. Кириллова, Елена Николаевна. Физика ядра и элементарных частиц: курс лекций/Е. Н. Кириллова. – Томск: издательство ТГПУ, 2006. – 263 с.

  8. Китаева, Л.П. Общая физика: задачи и их решение: Учебное пособие для вузов. Ч. 1. Механика /Л. П. Китаева, А. И. Потекаев. – Томск: Издательство научно-технической литературы, 2003. – 274 с.

  9. Козырев, А.В. Курс лекций по физике: учебник для втузов/А. В. Козырев. – Томск: издательство ТУСУР, 2007. – 421 с.

  10. Лабораторный практикум по общей и экспериментальной физике:учебное пособие/В. Н. Александров [и др.]; под ред. Е. М. Гершензона, А. Н. Мансурова. – М.: Академия, 2004. – 460 с.

  11. Савельев, И.В. Курс общей физики: В 5 кн. Кн. 1. Механика/И. В. Савельев. – М.: Астрель, 2004. – 336 с.

  12. Савельев, И.В. Курс общей физики: В 5 кн. Кн. 2. Электричество и магнетизм/И. В. Савельев. – М.: Астрель, 2004. – 336 с.

  13. Савельев, И.В. Курс общей физики: В 5 кн. Кн. 3. Молекулярная физика и термодинамика/И. В. Савельев. – М.: Астрель, 2004. – 208 с.

  14. Савельев, И.В. Курс общей физики: В 5 кн. Кн. 4. Волны. Оптика /И. В. Савельев. – М.: Астрель, 2003. – 256 с.

  15. Савельев, И.В. Курс общей физики: В 5 кн. Кн. 5. Квантовая оптика. Атомная физика. Физика твердого тела. Физика атомного ядра и элементарных частиц/И. В. Савельев. – М.: Астрель, 2002. – 368 с.

  16. Савельев, И.В. Сборник вопросов и задач по общей физике: учебное пособие для втузов/И. В. Савельев. – М.: Апрель, 2001. – 319 с.

  17. Сборник вопросов и задач по общей физике: Учебное пособие для вузов/Н. Г. Птицина [и др.]; Под ред. Е. М. Гершензона. – 2-е изд., испр. – М.: Академия, 2002. – 326 с.

  18. Трофимова, Т.И. Краткий курс физики: учебное пособие для вузов/Т. И. Трофимова. – Изд. 5-е., стереотип. – М.: Высшая школа, 2006. – 351 с.

  19. Трофимова, Т.И. Курс физики: задачи и решения : учебное пособие для вузов/Т. И. Трофимова, А. В. Фирсов. – М.: Академия, 2004. – 590 с.

  20. Трофимова, Т.И. Курс физики: Учебное пособие для вузов/Т. И. Трофимова. – 7-е изд., стереотип. – М.: Высшая школа,2003. – 541 с.

  21. Трофимова, Т.И. Сборник задач по курсу физики с решениями: учебное пособие для вузов/Т. И. Трофимова, З. Г. Павлова. – 4-е изд, стериотип. – М.: Высшая школа, 2003. – 589 с.

  22. Трофимова, Т.И. Физика 500 основных законов и формул: Справочник для вузов/Т. И. Трофимова. 3-е изд., стереотип. – М.: Высшая школа, 2001. – 62 с.

  23. Физическая лаборатория. Механика: учебное пособие: В 2 ч. Ч. 1./В. М. Зеличенко [и др.]. – Изд. 2-е. – Томск: издательство ТГПУ, 2003. – 54 с.

  24. Физическая лаборатория. Механика: учебное пособие: В 2 ч. Ч. 2./В. М. Зеличенко [и др.]. – Изд. 2-е. – Томск: издательство ТГПУ, 2003. – 61 с.

  25. Фриш, С.Э. Курс общей физики (Классическая учебная литература по физике): Учебник: в 3 т. Т.2. Электрические и электромагнитные явления /С. Э. Фриш, А. В. Тиморева. – Изд. 10-е, стереотип. – СПб.: Лань, 2006.-518 с.

  26. Фриш, С.Э. Курс общей физики (Классическая учебная литература по физике): Учебник: в 3 т. Т. 3. Оптика. Атомная физика/С. Э. Фриш, А. В. Тиморева. – Изд. 8-е, стереотип. – СПб.: Лань, 2006. – 648 с.

  27. Фриш, С.Э. Курс общей физики (Классическая учебная литература по физике): Учебник: в 3 т. Т. 1. Физические основы механики. Молекулярная физика. Колебания и волны/С. Э. Фриш, А. В. Тиморева. – Изд. 11-е, стереотип. – СПб.: Лань, 2006. – 470 с.


^ 6.2. Средства обеспечения освоения дисциплины.

1) «Контролирующие программы: «Экзаменатор».

2) «Виртуальная лаборатория по общей физике». Мультимедиа-курс.


  1. Материально-техническое обеспечение дисциплины.


Занятия по курсу «Физика» проходят в специально оборудованных аудиториях. Имеется оборудованная лекционная аудитория, оснащенная учебно-наглядными пособиями, техническими средствами обучения и другим оборудованием, которое используется при проведении лекционных занятий. Лабораторные занятия проводятся в специализированных лабораториях, в которых и проводятся занятия по различным разделам курса «Физика».


  1. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины.


^ 8.1. Методические рекомендации преподавателю.

Настоящая программа по дисциплине «Физика» составлена на основании Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования для студентов для специальности 012500 - география. Программа по курсу «Физика» рассчитана на 200 часов, из которых 90 часов приходится на аудиторные занятия со студентами, и реализуется в течение двух семестров. Остальные 110 часов выделяются для самостоятельной работы студентов.

Целью обучения физике является формирование у студентов специфического естественнонаучного мышления и образно – категориальных конструктов, описывающих и объясняющих строение материи, простейшие формы её движения и взаимодействия. Физика – одна из основных естественных наук. В процессе обучения она формирует умения и навыки наблюдать, анализировать и моделировать физические явления и тем самым развивает творческое мышление будущих выпускников. Задачи физики – выявить и понять связи между наблюдаемыми величинами, воссоздать по возможности точную картину мира, используя все известные экспериментальные и теоретические факты, основанные на интуиции догадки, которые в дальнейшем будут проверены на опыте. Количественное совпадение теоретических предсказаний с опытом – наиболее убедительная проверка этого понимания. Математические построения сами по себе не имеют отношения к свойствам окружающего мира, это чисто логические конструкции. Они приобретают смысл физических утверждений только тогда, когда применяются к реальным физическим телам. Убедительность в физике достигается получением одного и того же результата из разных исходных предпосылок, при этом иногда приходится вводить, на первый взгляд казалось бы, лишние, логически необязательные аксиомы, каждая из которых может быть сама по себе не обязательно достоверной. Единственное условие состоит в том, чтобы уметь оценивать степень убедительности того или иного предположения и ясно понимать, какие из них требуют дальнейшей проверки. Студента, будут интересовать не только методы решения, а в основном вопрос о том, насколько законны упрощения, которые пришлось сделать, чтобы получить уравнения, с какой точностью и при каких переменных они правильно описывают явления, и, наконец, самый важный вопрос – от каких предположений придется отказаться и как изменится наш взгляд на все другие известные явления, если результат не подтвердится на опыте.

К задачам дисциплины относятся также вопросы формирования у студентов, естественнонаучной картины мира. Необходимо показать всеобщность физических законов и их справедливость в неживой и живой природе. Заложить основы понимания законов функционирования и развития, свойственные всем уровням организации материи. Показать необходимость системного подхода во всех сферах человеческого общества и природы. Развивать способности, интерес к самостоятельному мышлению и творческой деятельности, а также заложить основы профессиональной подготовки выпускников ТГПУ.

Изучение курса включает в себя чтение лекций, проведение лабораторных занятий. Рекомендуется применение компьютеров, моделирующих различные физические явления и процессы, изучаемые в данном курсе.


^ 8.2. Методические указания для студентов.

Студентам предлагается использовать рекомендованную литературу для более прочного усвоения учебного материала, изложенного в лекциях, а также для изучения материала, запланированного для самостоятельной работы. Студентам необходимо выполнить индивидуальные задания по основным темам курса, оценки за которые учитываются при выставлении оценок на экзамене. Выполнение заданий, вынесенных на самостоятельную работу, проверяются преподавателем в течение семестра, по ним выставляются оценки, которые учитываются при выставлении оценок на экзаменах.


^ Перечень примерных контрольных вопросов и заданий для самостоятельной работы.


Ввиду малого количества учебных часов для контроля знаний рекомендуется проводить опрос по следующим тестам:

  1. Какие из приведенных зависимостей от времени пути s и модуля скорости v: 1) v=7-2t; 2) s=5+7t; 30 s=5t2; 4) s=3t-7t3; 5) v=2-3t+4 t2 описывают равноускоренное прямолинейное движение точки?

1) 1, 3, 4 2) 2,3,4 3) 3,4,5 4)4,5,1 5)1,2,3,5

  1. Если тело массы 2кг движется с результирующим ускорением 5 м/с2 под действием двух взаимно перпендикулярных сил, одна из которых равна 8Н, то величина второй силы равна: 1) 1Н 2) 3Н 34Н 4)6Н 5) 10Н

  2. Тело массы т движется под действием силы F. Если массу тела уменьшить в два раза, а силу увеличить в два раза, то модуль ускорения тела 1) уменьшится в 4 раза; 2) уменьшится в два раза; 3) не изменится; 4) увеличится в 2 раза; 5) увеличится в 4 раза

  3. Тело брошено вертикально вверх со скоростью 20 м/с. Если принять потенциальную энергию тела в точке бросания равной нулю, то кинетическая энергия тела будет равна его потенциальной при подъеме на высоту: 1) 10м 2) 20м 3) 15м 4) 30 м.

  4. Если в 1 м3 при давлении 105Па находятся 3*1024 молекул кислорода (молекулярная масса кислорода м= 32 кг/кмоль), то средняя квадратичная скорость молекул кислорода при этих условиях равна: 1) 650 м/с 2)1220 м/с 3) 1370 м/с 4) 1560 м/с 5) 1800 м/с

  5. Когда из сосуда выпустили некоторое количество газа, давление в нем упало на 40%, а абсолютная температура – на 20%, Какая часть газа осталась в сосуде? А) 0,85 2) 0,75 3)0,65 4)0,25

  6. В идеальном тепловом двигателе за счет каждого килоджоуля энергии, полученной от нагревателя, производится работа равная 450 Дж. Во сколько раз абсолютная температура нагревателя больше абсолютной температуры холодильника? 1)1,4 2)1,5 3) 1,6 4)1,7 5) 1,8

  7. Два точечных заряда q1 и q2 находятся на расстоянии L друг от друга. Если расстояние между ними уменьшить на х=50см, сила взаимодействия увеличивается в два раза. Найти расстояние L. 1)0,5м 2) 0,7м 3)1,0м 4) 1,5м 5)1,7м

  8. Воздушный конденсатор ёмкости C заполняют диэлектриком с диэлектрической проницаемостью е=2. Конденсатор, какой ёмкости надо включить последовательно с данным, чтобы полученная батарея тоже имела ёмкость C? 1)С 2)2С 3)3С 4)4С 5)5С

  9. Две лампочки имеют одинаковые мощности. Первая лампочка рассчитана на напряжение 127В, а вторая на 220В. Отношение сопротивления второй лампочки к первой равно: 1)1,73 2)2,00 3)3,00 4)3,46 5)4,00

  10. Электрон, пройдя в электрическом поле ускоряющую разность потенциалов U попадает, в однородное магнитное поле, линии индукции которого перпендикулярны направлению движения электрона, и начинает двигаться по окружности. Как изменится радиус этой окружности, если ускоряющая разность потенциалов U увеличится в 2 раза? 1) увеличится в 2 раза, 2) увеличится в √2 раз, 3) не изменится 4) уменьшится в √2 раз, 5) уменьшится в 2 раза

  11. Если звуковая волна с частотой колебаний 50 Гц распространяется в стальном стержне со скоростью 2 км/с, то расстояние между ближайшими точками волны, отличающимися по фазе на р∕2 равно 1) 1м 2) 2м 3) 3м 4) 4 м 5)5м

  12. Если вертикально стоящий шест высотой 1,1м, освещаемый Солнцем, отбрасывает на горизонтальную поверхность земли тень длиной 1,3м, а длина тени от телеграфного столба на 5,2м больше, то высота столба равна: 1)5,2ь 2)5,3м 3)5,5м 4)5,8м 5)6,2м

  13. Какой вид электромагнитного излучения соответствует диапазону длин волн от1 мкм до5мкм? ^ 1)инфракрасное излучение 2)ультрафиолетовой излучение 3)радиоволны 4)видимый глазом свет 5)рентгеновское излучение.

  14. В теории Бора полная энергия электрона на n –й орбите определяется соотношением En= -13,6/n2 эВ. Какую наименьшую энергию нужно сообщить невозбужденному атому, чтобы спектр излучения газа из таких атомов содержал только одну спектральную линию? 1) 13,6эВ 2) 12,1эВ 3) 10,2эВ 4)6,8эВ 5)3,4эВ

  15. Ядро изотопа урана 92U238, поглощая нейтрон, испытывает деление на два более легких ядра (осколка) с испусканием двух нейтронов. Если одним из осколков является ядро цезия 55Cs140, то другой осколок представляет собой ядро 1)40Zr94 2)56Ba140 3) 37Rb94 4)38Sr65 5)6С12

  16. Если мяч, брошенный вертикально вверх упал на землю через 3с, то величина скорости в момент падения равна 1) 5 м/с 2)10 м/с 3)15м/с 4)20 м/с 5 30 м/с

  17. На материальную точку массы 1 кг действуют две постоянные взаимно перпендикулярные силы. Если ускорения сообщаемые точке каждой силой в отдельности равны 3 м/с2 и 4м/с2, то величина результирующей силы, действующей на точку, равна 1)1Н 2)3Н 3)4Н 4)5Н 5)7Н

  18. Камень брошен под углом 60о к горизонту. Как соотносятся между собой начальная кинетическая энергия Т1 с его кинетической энергией Т2 в верхней точке траектории? 1)Т1=3/4*Т2 2)Т1=√3/2*Т2 3) Т1= 2Т2 4)Т12 5)Т1=4Т2

  19. Если в 1м3 объема при давлении 20кПа находятся 5*1022 атомов гелия (молярная масса гелия м=4 кг/кмоль), то средняя квадратичная скорость атомов гелия при этих условиях равна 1)250 м/с 2)425м/с 3)600 м/с 4)1000м/с 5) 1200м/с

  20. Укажите, в каком из перечисленных ниже случаев работа внешних сил по изменению состояния идеального газа (из состояния 1 в состояние 2) можно вычислять по формуле A=p1v1ln(v2/v1), где р-давление, v-объем газа. 1) газ изотермически сжимается 2) газ изотермически расширяется 3) газ изотермически расширяется, а затем изохорно нагревается 4)газ изобарно расширяется 5)газ изобарно сжимается, а затем изотермически расширяется.

  21. В идеальном тепловом двигателе абсолютная температура нагревателя втрое больше абсолютной температуры холодильника. Если, не меняя температуры холодильника, повысить температуру нагревателя на 25%, то кпд этого двигателя станет равным 1)0,3 2)0,4 3)0,5 4)0,6 5)0,7

  22. Два одинаковых плоских воздушных конденсатора соединены последовательно и подключены к источнику с постоянной ЭДС. При заполнении пространства между обкладками одного из конденсаторов диэлектриком с диэлектрической проницаемостью е=2, модуль напряженности поля во втором конденсаторе 1) увеличится в 2 раза 2)увеличится в 4/3 раза 3)не изменится 4) уменьшится в 4/3 раза 5) уменьшится в 2 раза

  23. Если сечение проводника уменьшить в 2 раза, оставив неизменными его длину и разность потенциалов на его концах, то мощность выделяющаяся в проводнике 1) уменьшится в 4 раза 2) уменьшится в 2 раза 3)останется неизменной 4)увеличится в 2 раза 4) увеличится в 2 раза 5) увеличится в 2 раза

  24. Если частица, имеющая заряд q, движется в однородном магнитном поле с индукцией B по окружности радиуса R то импульс этой частицы равен 1)qBR 2)qBR2 3)qBR 4) qBрR2 5)qB/(2рR)

  25. Материальная точка совершает гармонические колебания. При уменьшении амплитуды колебаний этой точки в 4 раза максимальная кинетическая энергия её 1)не изменится 2)увеличится в 2 раза 3)уменьшится в 2 раза 4)уменьшится в 4 раза 5)не изменится

  26. Какова длина волны ультразвукового сигнала, посланного корабельным гидролокатором, изучающим колебания с частотой v, если, отразившись от айсберга, находящегося на расстоянии L от корабля, сигнал был принят на корабле через интервал времени t? 1)L/(vt) 2) 2L/(vt) 3)l/(2vt) 4)v*t/L 5)2*v2/(L*t)

  27. При какой скорости масса движущегося электрона вдвое больше его массы покоя? 1)1,0*108м/с 2)2,3*108м/с 3) 2,4*108м/с 4)2,5*108м/с 5)2,6*108м/с

  28. Поток г-излучения, имеющий мощность С, при нормальном падении полностью поглощается счетчиком фотонов, передавая ему при этом за время t импульс, равный 1) hc/(Pt) 2)(Pt)/c 3) (Ph)/(ct) 4)P/(hct) 5)(Pt)/(hc)

  29. Элемент ZXA испытал два б-распада и один в-распад. Какие массовые и зарядовые числа будут у нового элемента Y? 1) z-3YA-8 2) z-8YA 3) z-1YA+4 4) z+4YA-4 5) zYA-4


Примерный перечень вопросов к зачету и экзамену.


Контрольные вопросы к зачету:

^ Раздел 1 – Механика и молекулярная физика.

  1. Основные понятия кинематики: материальная точка, система отсчета, радиус - вектор, вектор перемещения, траектория, скорость, ускорение, путь.

  2. Зависимость скорости радиус - вектора, пути от времени при постоянном ускорении. Частные случаи.

  3. Угловые характеристики движения. Связь между линейными и угловыми характеристиками.

  4. Зависимость угловой скорости и угла поворота от времени при постоянном угловом ускорении.

  5. Нормальное и касательное ускорения. Связь между линейными и угловыми величинами.

  6. Силы. Закон всемирного тяготения. Сила тяжести.

  7. Ускорение свободного падения. Вес тела.

  8. Сила упругости. Силы сухого трения и сопротивления.

  9. Первый закон Ньютона. Инерциальные системы отсчета. Масса. Импульс.

  10. Второй закон Ньютона.

  11. Третий закон Ньютона.

  12. Принцип относительности Галилея. Преобразования Галилея.

  13. Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции.

  14. Закон сохранения импульса.

  15. Работа, мощность. Частные случаи.

  16. Потенциальная энергия. Связь между силой и потенциальной энергией.

  17. Кинетическая энергия. Закон превращения и сохранения энергии.

  18. Момент силы, моменты инерции материальной точки и твердого однородного тела.

  19. Теорема Штейнера.

  20. Основное уравнение вращательного движения твердого тела.

  21. Закон сохранения момента количества движения.

  22. Работа момента силы. Кинетическая энергия вращающегося твердого тела.

  23. Закон превращения и сохранения энергии.

  24. Пружинный, математический и физический маятники. Уравнения их движения и их решения. Основные понятия : амплитуда и фаза колебания, период, частота, векторная диаграмма.

  25. Затухающие колебания. Уравнение движения тела и его решение. Логарифмический декремент и его смысл.

  26. Вынужденные колебания. Уравнение движения тела и его решение. Амплитуда колебания. Резонанс. Резонансные амплитуда и частота.

  27. Поперечные и продольные волны. Основные понятия : фаза и длина волны, волновое число и волновой вектор, волновая поверхность, фазовая скорость.

  28. Интерференция и дифракция волн. Стоячая волна. Принцип Гюйгенса.

  29. Специальная теория относительности. Постулаты Эйнштейна.

  30. Микроскопическое и макроскопическое описание систем.

  31. Параметры состояния.

  32. Основы молекулярно-кинетической теории.

  33. Уравнения состояния. Графики равновесных процессов.

  34. Количество тепла. Работа термодинамической системы.

  35. Первое начало термодинамики.

  36. Адиабатический процесс.

  37. Теплоемкость.

  38. Второе начало термодинамики.

  39. Коэффициент полезного действия машины, работающей по циклу Карно.

  40. Энтропия.

  41. Неравенство Клаузиуса.

  42. Изменение энтропии при различных условиях.

  43. Третье начало термодинамики.

  44. Явления переноса.

  45. Распределение молекул по проекциям скоростей,скоростям и энергиям.

  46. Зависимость распределения Максвелла от температуры.

  47. Опыт Штерна.

  48. Средняя длина свободного пробега молекулы и средняя частота столкновений.

  49. Коэффициенты переноса.

  50. Распределения Больцмана, Максвелл-Больцмана. Барометрическая формула.

  51. Статистический смысл энтропии.

  52. Уравнение Ван-дер-Ваальса.

  53. Жидкости. Капиллярные явления.

  54. Кристаллы. Закон Дюлонга-Пти.

  55. Фазовые превращения.

  56. Соотношение Гиббса.


Перечень вопросов к экзамену:

Раздел 2 – Электричество и магнетизм.

  1. Закон Кулона.

  2. Напряженность электрического поля.

  3. Энергия взаимодействия зарядов.

  4. Проводники и диэлектрики в электрическом поле.

  5. Теорема Остроградского-Гаусса.

  6. Конденсатор. Электроемкость .

  7. Энергия конденсатора и плотность электрического поля.

  8. Электрический ток. Сила тока.

  9. Закон Ома для участка цепи без ЭДС.

  10. Источники тока и ЭДС.

  11. Закон Ома для участка цепи с ЭДС.

  12. Правила Кирхгофа.

  13. Закон Джоуля-Ленца.

  14. Магнитное поле. Закон Ампера.

  15. Магнитная индукция.

  16. Сила Лоренца.

  17. Движение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях.

  18. Действие магнитного поля на рамку с током.

  19. Закон Био-Савара.

  20. Магнитное поле кругового проводника с током.

  21. Магнитный поток.

  22. Магнетики: парамагнетики, диамагнетики и ферромагнетики.

  23. Теорема о циркуляции напряженности магнитного поля.

  24. Закон электромагнитной индукции.

  25. Явление самоиндукции.

  26. Энергия электромагнитного поля.

  27. Переменный электрический ток. Вынужденные электрические колебания.

  28. Закон Ома для переменного тока.

  29. Реактивные сопротивления, полное сопротивление.

  30. Эффективные значения тока и напряжения.

  31. Мощность, коэффициент мощности.

  32. Электромагнитное поле. Уравнения Максвелла.

  33. Вихревое электрическое поле. Ток смещения.

  34. Электромагитные волны.

  35. Вектор Умова-Пойтинга и его смысл.

Раздел 3 – Оптика.

  1. Интерференция от пластинки переменной толщины.

  2. Поляризация света. Естественный и поляризованный свет. Закон Малюса.

  3. Поляризация при отражении и преломлении. Двойное лучепреломление света.

  4. Поляризаторы. Вращение плоскости поляризации.

  5. Принцип Ферма. Законы отражения и преломления света.

  6. Тонкие линзы. Оптическая сила линзы.

  7. Интерференция света. Принцип Гюйгенса-Френеля.

  8. Дифракция на щели. Дифракционные решетки.

  9. Дифракция от круглого диска.

  10. Поляризация при отражении от диэлектрика. Угол Брюстера.

  11. Фотоэффект.

  12. Тепловое излучение.

  13. Поглощение света. Закон Бугера.

  14. Дисперсия и разрешающая сила спектрального прибора.

Раздел 4 – Квантовая физика.

  1. Атомное ядро. Состав и характеристики атомного ядра. Протоны, нейтроны, нуклоны.

  2. Массовое число. Изотопы. Модели атомного ядра.

  3. Ядерные силы. Энергия связи ядра. Дефект массы.

  4. Радиоактивные превращения ядер. Альфа, бета, гамма распад и их закономерности.

  5. Ядерные реакции. Реакция деления. Цепная ядерная реакция. Критическая масса

  6. Управляемые и неуправляемые ядерные реакции. Ядерные реакторы.

  7. Термоядерный синтез. Перспективы управляемого термоядерного синтеза

  8. Корпускулярно-волновой дуализм. Волны де-Бройля.

  9. Эффект Комптона.

  10. Соотношение неопределенностей Гейзенберга. Постоянная Планка.

  11. Энергетический спектр. Квантование энергии.

  12. Квантование электромагнитного поля. Фотоны.

  13. Уровни энергии атома. Квантовые переходы.

  14. Линейчатые спектры поглощения атома. Принцип Паули

  15. Состав и характеристики атомного ядра. Протоны, нейтроны, нуклоны. Массовое число. Изотопы.

  16. Ядерные реакции. Реакция деления. Цепная ядерная реакция. Критическая масса.

  17. Управляемые и неуправляемые ядерные реакции. Ядерные реакторы.

  18. Термоядерный синтез. Перспективы управляемого термоядерного синтеза.

  19. Физический вакуум. Частицы и античастицы. Элементарные частицы и

  20. Фундаментальные взаимодействия. Сильное, слабое и гравитационное взаимодействия.

  21. Законы сохранения. Кванты фундаментальных полей. Кварки, лептоны, гравитоны, векторные бозоны, глюоны.



Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по специальности 012500 (020401.65) - география.

Программу составил:

Канд. пед наук,

доцент кафедры общей физики ______________ А.Р. Аржаник


Программа утверждена на заседании кафедры общей физики ТГПУ протокол № 293 от “29“ августа 2008 г.


Зав. кафедрой _____________В.Г. Тютерев


Программа дисциплины одобрена метод. комиссией физико-математического факультета ТГПУ.

Председатель метод. комиссии

физико-математического факультета, профессор ____________ В.И. Шишковский


Согласовано:


Декан ФМФ _____________ А.Н. Макаренко


Декан ИГФ ______________ _______________




Скачать 259.91 Kb.
оставить комментарий
Дата05.11.2011
Размер259.91 Kb.
ТипПрограмма, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

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