Календарный план занятий по дисциплине физикА (разделы Электромагнетизм и оптика) icon

Календарный план занятий по дисциплине физикА (разделы Электромагнетизм и оптика)


Смотрите также:
Календарный план занятий по дисциплине физикА (разделы Оптика, атомная и ядерная физика)...
Календарный план занятий по дисциплине физикА (раздел атомная и ядерная физика)...
Содержание программы. Введение. Актуальность компетентностного подхода в обучении физике...
Учебно-методический комплекс по дисциплине Оптика для специальности 010701 "Физика"...
Календарный план занятий по дисциплине физикА (раздел Молекулярная физика)...
Календарный план занятий по дисциплине физикА (раздел Молекулярная физика)...
Календарный план занятий по дисциплине физикА (раздел Молекулярная физика)...
Учебная программа по дисциплине физика поздышев М. Л...
Календарный план учебных занятий по дисциплине : теоретическая грамматика английского языка...
Календарный план курса “ Интегральная и волоконная оптика” на 2010-2011 учебный год Лекция 06...
Новые поступления в библиотеку с 1 по 30 апреля 2009 г. Естественные науки...
Учебно-методический комплекс дисциплина «физика» Направление подготовки дипломированного...



Загрузка...
скачать

ОЗЕРСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ


(филиал)

Московского инженерно-физического института




КАФЕДРА физики




КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН



Занятий по дисциплине физикА

(разделы – Электромагнетизм и оптика)

на осенний семестр 2011/2012 учебного года

для групп 1ТМ-20ДС, 1МХ-39



  1. Лекции - 28 часов

  2. Практические занятия - 26 часов(1ТМ-20ДС)

- 12 часов (1МХ-39)

  1. Лабораторные работы - 18 часов

  2. Форма отчетности: - зачет, экзамен



Преподаватель В.И. Карпов


Зав. кафедрой доцент С.Г. Лисицын


2011 г.


ЛЕКЦИИ

Лекция 1


Электрический заряд. Закон сохранения заряда. Закон Кулона. Системы единиц в электростатике. Электрическое поле. Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции полей. Силовые линии электрического поля. Поток векторного поля через поверхность. Теорема Гаусса для вектора напряженности электрического поля в вакууме. Поле равномерно заряженных плоскости, сферы.

Лекция 2


Работа сил поля. Потенциальность электростатического поля. Потенциал. Связь между напряженностью поля и потенциалом. Теорема о циркуляции вектора напряженности электрического поля. Энергия системы зарядов. Проводники в электростатическом поле. Условия на поверхности проводника. Электроемкость. Энергия заряженного проводника. Конденсаторы. Энергия заряженного конденсатора. Энергия электрического поля.

Лекция 3


Электрический диполь. Поле диполя. Силы, действующие на диполь. Диэлектрики. Вектор поляризации. Теорема Гаусса в диэлектрике. Вектор электрической индукции. Граничные условия на поверхности раздела двух диэлектриков. Диэлектрическая проницаемость вещества. Энергия электрического поля в веществе. Сегнетоэлектрики. Петля гистерезиса. Температура Кюри. Пьезо- пироэлектрики.

Лекция 4


Постоянный ток. Сила и плотность тока. Закон Ома в интегральной и дифференциальной формах. Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца. Сторонние силы. ЭДС. Законы Кирхгофа. Уравнение непрерывности. Электронная модель проводника.

Лекция 5


Магнитное поле. Вектор магнитной индукции. Сила Лоренца. Движение зарядов в магнитном поле. Эффект Холла. Магнитные насосы и МГД генераторы. Силы, действующие на контур с током в магнитном поле. Магнитный момент контура с током. Энергия контура с током в магнитном поле.

Лекция 6


Закон Био - Савара -Лапласа. Поле прямого и кругового токов. Взаимодействие токов. Закон Ампера. Теорема о циркуляции вектора магнитной индукции. Поле в соленоиде.

Лекция 7


Описание магнитного поля в веществе. Вектор намагниченности. Теорема о циркуляции в веществе. Вектор напряженности магнитного поля. Граничные условия на поверхности раздела двух магнетиков. Магнитная проницаемость вещества. Диа-, пара- и ферромагнетики.

Лекция 8


Явление электромагнитной индукции. ЭДС индукции. Правило Ленца. Индуктивность контура. Установление тока в цепи. Энергия магнитного поля. Взаимная индукция контуров.

Лекция 9


Ток смещения. Уравнения Максвелла. Закон сохранения энергии в системе "заряды+поле". Вектор Пойнтинга. Вывод волнового уравнения из уравнений Максвелла. Скорость электромагнитных волн в среде. Показатель преломления. Плоские электромагнитные волны. Отражение и преломление волн на границе раздела двух сред.

Лекция 10


Интерференция. Когерентность. Способы получения когерентных источников. Опыт Юнга. Интерференция в тонких пленках. Кольца Ньютона.

Лекция 11


Принцип Гюйгенса-Френеля. Зоны Френеля. Дифракция Френеля на круглом отверстии и экране. Дифракция Френеля на щели. Спираль Корню. Разрешающая способность оптических приборов.
^

Лекция 12


Дифракционная решетка. Дисперсия и разрешающая способность решетки. Дифракция рентгеновских лучей. Формула Вульфа-Брэгга.

Лекция 13


Поляризация света. Степень поляризации. Поляризация при отражении и преломлении. Формулы Френеля. Угол Брюстера. Изменение фазы преломлённого луча. Поток энергии при полном отражении. Двойное лучепреломление. Обыкновенный и необыкновенный лучи.

Лекция 14


Волновые процессы. Звуковые волны в сплошных средах. Колебания струны.

^ ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ.

Группа 1ТМ-20ДС

  1. Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции полей. Поле шара, сферы, бесконечно длинной нити, плоскости.

  2. Теорема Гаусса для вектора напряженности электрического поля.

  3. Потенциал электрического поля. Проводники в электрическом поле.

  4. Метод зеркальных изображений. Диэлектрики в электрическом поле.

  5. Энергия системы зарядов.

  6. Контрольная работа.

  7. Постоянный ток. Правила Кирхгофа.

  8. Движение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях.

  9. Закон Био - Савара - Лапласа. Теорема о циркуляции вектора индукции магнитного поля. Магнитное поле в веществе.

  10. Закон электромагнитной индукции. Взаимная индукция.

  11. Электромагнитные волны.

  12. Интерференция света.

  13. Дифракция света. Дифракционная решетка.


Группа 1МХ-39ДС

  1. Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции полей. Поле шара, сферы, бесконечно длинной нити, плоскости. Теорема Гаусса для вектора напряженности электрического поля.

  2. Потенциал электрического поля. Проводники в электрическом поле. Диэлектрики в электрическом поле. Энергия системы зарядов. Конденсаторы.

  3. Контрольная работа. Постоянный ток. Правила Кирхгофа.

  4. Движение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях. Закон Био - Савара - Лапласа. Теорема о циркуляции вектора индукции магнитного поля. Магнитное поле в веществе.

  5. Закон электромагнитной индукции. Взаимная индукция.

  6. Электромагнитные волны. Интерференция света. Дифракция света. Дифракционная решетка.


В течение семестра студенты выполняют домашнее задание объемом 30 – 40 задач, которое выдается на первой неделе и сдается по частям в течение семестра. Ориентировочные сроки сдачи 5-я, 11-я и 17-я недели.
^

ЛАБОРАТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ


По разделу "Электричество и магнетизм" каждый студент должен выполнить 2 лабораторные работы из следующего перечня:

  1. Изучение электростатического поля.

  2. Компьютерное моделирование электрических полей точечных зарядов

  3. Измерение емкости конденсаторов.

  4. Измерение температуры Кюри сегнетоэлектрика

  5. Изучение гистерезиса сегнетоэлектрика.

  6. Измерение мощности, внутреннего сопротивления и КПД источника постоянного тока

  7. Измерение напряженности постоянного магнитного поля

  8. Измерение магнитной восприимчивости диа– и парамагнетиков.

  9. Определение температуры Кюри ферромагнетика.

  10. Изучение гистерезиса ферромагнетика.

  11. Измерение магнитной проницаемости ферромагнетиков

  12. Измерение удельного заряда электрона.

По разделу "Волновые процессы и оптика" каждый студент должен выполнить 2 лабораторные работы из следующего перечня:

  1. Волны на поверхности жидкости

  2. Стоячие волны в струне

  3. Звуковые волны в воздухе

  4. Стоячие звуковые волны в трубе

  5. Стоячие волны в стержнях

  6. Ультразвуковые волны в жидкости

  7. Определение длины световой волны с помощью бипризмы Френеля.

  8. Определение длины световой волны с помощью колец Ньютона.

  9. Определение чистоты обработки поверхностей интерферометром Линника

  10. Определение концентрации слабых растворов интерференционным методом.

  11. Определение показателя преломления с помощью лазерного излучения.

  12. Изучение дифракции Френеля.

  13. Изучение дифракции Фраунгофера.

  14. Дифракционный метод определения размера частиц.

  15. Исследование спектра дифракционной решетки.

  16. Измерение угла Брюстера.

  17. Определение концентрации раствора сахара по углу поворота плоскости поляризации

  18. Определение показателя преломления и средней дисперсии дисперсионным рефрактометром.

  19. Исследование светопропускаемости прозрачных тел с помощью фотометра.

Литература


  1. И.Е. Иродов. Основные законы электромагнетизма. М. Физматлит, 2001.

  2. И.В.Савельев. Курс общей физики, т.т. 2,3 М., Наука, 1979 и др. издания.

  3. Г.С. Ландсберг. Оптика. М., Наука, 1965 и др. издания.
Задачники

В.С. Волькенштейн Сб. задач по общему курсу физики
^

Сборники лабораторных работ


  1. Электричество и магнетизм. ОТИ МИФИ 2005.

  2. Оптика. ОТИ МИФИ, 2005.


ВОПРОСЫ ПО ЭЛЕКТРОДИНАМИКЕ

  1. Что называется точечным зарядом? Сформулируйте закон сохранения электрического за­ряда. Сформулируйте закон Кулона.

  2. Дайте определение напряжённости электрического поля. Какова напряжённость поля, соз­данного точечным зарядом на расстоянии r от него? Сформулируйте принцип суперпозиции для электрического поля.

  3. Как изображается электрическое поле? Как выглядят силовые линии точечного за­ряда?

  4. Дайте определение потока вектора напряжённости электрического поля. Сформулируйте теорему Гаусса. Найдите с её помощью напряжённость электрического поля равномерно за­ряженной сферы.

  5. Найдите с помощью теоремы Гаусса напряжённость поля бесконечной нити и бесконечной плоскости.

  6. Какую работу совершает электрическое поле над зарядом при переносе его вдоль замкнутого контура? Дайте определение потенциала электрического поля. Как связаны потенциал и на­пряжённость? Найдите с помощью этого соотношения потенциал точечного заряда на рас­стоянии r от него.

  7. Что называется электрическим диполем? Найдите потенциал, созданный диполем в точке с радиус-вектором  r, начало которого выбрано в середине диполя.

  8. Какие силы действуют на диполь, находящийся в электрическом поле? Какой потенциальной энергией обладает такой диполь?

  9. Какой энергией обладает система точечных зарядов?

  10. Какие тела называются проводниками? Какова напряженность поля внутри проводника? Как направлены силовые линии на поверхности проводника?

  11. Как связаны напряжённость поля на поверхности проводника и поверхностная плотность зарядов? Как изменяется потенциал вдоль поверхности проводника?

  12. Дайте определение ёмкости конденсатора. Вычислите ёмкость плоского и сферического кон­денсаторов. Чему равна емкость системы последовательно соединенных конденсаторов? Чему равна емкость системы параллельно соединенных конденсаторов?

  13. Какие вещества называются диэлектриками? Дайте определение вектора поляризации. Как связаны вектор поляризации и плотность поляризационных зарядов на поверхности диэлек­трика? Как связаны вектор поляризации и объёмная плотность поляризационных зарядов?

  14. Какие граничные условия выполняются на границе раздела двух диэлектриков?

  15. Сформулируйте теорему Гаусса в диэлектрике. Как связаны векторы напряжённости, поля­ризации и индукции в диэлектрике? Что называется диэлектрической восприимчивостью, проницаемостью?

  16. Какие вещества называются сегнетоэлектриками? Какими свойствами они обладают? Как зависят свойства сегнетоэлектрика от температуры? Что такое температура Кюри? Что такое сегнетоэлектрические домены? Как зависит поляризация сегнетоэлектрика от напряжённости электрического поля в нём?

  17. Что называется электрическим током? Дайте определение силы тока, плотности тока. Как связаны эти величины друг с другом? Сформулируйте закон Ома в дифференциальной форме. Получите из него закон Ома в инте­гральной форме. Получите из закона Ома закон Джоуля - Ленца.

  18. При каких условиях возможно протекание тока в замкнутой цепи? Какие силы называются сторонними? Что такое ЭДС? Сформулируйте закон Ома для замкнутой цепи.

  19. Получите из закона Джоуля - Ленца закон Ома для неоднородного участка цепи. Сформулируйте и докажите правила Кирхгофа.

  20. Напишите выражение для вектора индукции магнитного поля, созданного точечным заря­дом. Получите отсюда закон Био - Савара - Лапласа. Сформулируйте теорему Гаусса для магнитного поля.

  21. Получите из закона Био - Савара - Лапласа формулу для индукции магнитного поля беско­нечного прямолинейного тока.

  22. Сформулируйте теорему о циркуляции вектора магнитной индукции. Найдите с её помощью индукцию магнитного поля в соленоиде.

  23. Какая сила действует на точечный заряд в магнитном поле? Опишите свойства этой силы. Получите отсюда выражение для силы Ампера, действующей на проводник с током в маг­нитном поле. По какой траектории движется заряд в однородном магнитном поле?

  24. Какая сила действует на замкнутый контур с током в магнитном поле? Какой момент сил действует на замкнутый контур в магнитном поле? Какой энергией обладает замкнутый кон­тур с током в магнитном поле?

  25. Что такое эффект Холла? Получите выражение для ЭДС Холла. Опишите принцип действия МГД - генераторов и магнитных насосов.

  26. Дайте определение вектора намагниченности. Сформулируйте теорему о циркуляции маг­нитного поля в веществе. Напишите соотношение между векторами индукции магнитного поля, намагниченности и напряжённости. Что называется магнитной восприимчивостью, проницаемостью? Сформулируйте и полу­чите граничные условия на поверхности раздела двух магнетиков.

  27. Какие вещества называются диа-, парамагнетиками? Какие вещества называются ферро­магнетика­ми? Как зависят свойства ферромагнетиков от температуры? Что называется тем­пературой Кюри?

  28. Что такое ферромагнитные домены? Как зависит от напряжённости магнитного поля нама­гниченность ферромагнетика? Как зависит от напряжённости магнитного поля магнитная восприимчивость ферромагнетика?

  29. В чем состоит явление электромагнитной индукции? Чем определяется ЭДС индукции? Сформулируйте правило Ленца. Какова трактовка явления электромагнитной индукции, данная Максвеллом?

  30. Какую работу необходимо совершить при включении тока в контуре? На что расходуется эта работа? Где запасается соответствующая энергия? Чему она равна?

  31. Что называется коэффициентом взаимной индукции? Докажите симметричность коэффици­ентов взаимной индукции двух контуров.

  32. Что называется индуктивностью контура? Какой индуктивностью обладает соленоид?

  33. Что называется током смещения? Чему равна циркуляция напряжённости магнитного поля с учётом тока смещения? Запишите это уравнение также и в дифференциальной форме.

  34. Напишите систему уравнений Максвелла. Получите из неё уравнение непрерывности.

  35. Чем определяется изменение энергии в системе «заряды+поле»? Каков физический смысл вектора Пойнтинга? Покажите на примере прямолинейного проводника с током, что количе­ство тепла, выделяющееся в нём равно потоку вектора Пойнтинга через поверхность этого проводника.

  36. Напишите систему уравнений Максвелла в отсутствие зарядов и токов. Есть ли ненулевые решения у этой системы? Каков вид этих решений?

  37. Какие волны называются плоскими? Как направлены векторы  E,  H и  S в плоской электромагнитной волне? С какой скоростью распространяются электромагнитные волны? Как они ведут себя при переходе через границу раздела двух сред? Что называется полным отражением? Когда оно происходит? Как направлен поток энергии в случае полного отражения?

  38. Какие волны называются когерентными? Как получить когерентные волны? Опишите опыт Юнга. Какова ширина интерференционных полос в этом опыте? Как влияют размеры источника на интерференционную картину?

  39. Опишите явление интерференции в тонкой плёнке. Как изменяется наблюдаемая картина при изменении толщины плёнки? При какой минимальной толщине плёнки ещё можно на­блюдать интерференцию в ней?

  40. Сформулируйте принцип Гюйгенса-Френеля. Как строятся зоны Френеля в случае дифрак­ции на круглом отверстии? Какой вид имеет дифракционная картина в этом случае?

  41. Как выглядит дифракционная картина в случае дифракции на щели? Что получится, если имеется система одинаковых периодически расположенных щелей?

  42. Что называется разрешающей способностью дифракционной решётки? Что называется дисперсией дифракционной решётки? Как они связаны с параметрами ре­шётки?

  43. Как наблюдать дифракцию рентгеновских лучей? Выведите формулу Вульфа-Брэгга.

  44. Какой свет называется поляризованным? Что называется степенью поляризации?

  45. Напишите формулы Френеля. Покажите с их помощью, что степень поляризации света при отражении изменяется. Когда отражённый свет оказывается полностью поляризованным? Каково при этом направление поляризации отражённого света?

  46. Напишите формулы Френеля. Покажите с их помощью, что коэффициент отражения света зависит от угла его падения. Может ли коэффициент отражения света быть равным еди­нице?

  47. Напишите формулы Френеля. Покажите с их помощью, что при падении света на границу с оптически менее плотной средой возможно полное отражение света. Как направлен поток энергии при полном отражении в каждой из сред?

  48. Напишите формулы Френеля. Покажите с их помощью, что фаза отражённого луча, вообще говоря, изменяется. Чему равно изменение фазы при отражении от: а)оптически менее плотной среды, б)оптически более плотной среды?

  49. Что называется двойным лучепреломлением? Где оно наблюдается? Чем объясняется?




Скачать 116.2 Kb.
оставить комментарий
Дата07.12.2011
Размер116.2 Kb.
ТипЛекция, 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