скачать Федеральное агентство по образованию Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Южно-Уральский государственный университет» Кафедра «Общей и экспериментальной физики»
СОГЛАСОВАНО: Зав. выпускающей кафедрой «Машины легкой промышленности и технологии сервиса»
______________ В. А. Лившиц «___» ____________ 2009 г. | | УТВЕРЖДАЮ: Декан факультета сервиса и легкой промышленности
___________ В. А. Лившиц «___» ____________ 2009 г. |
^
дисциплины ЕН.Ф.03 «Физика» для специальности 261001 Технология художественной обработки материалов факультет Сервиса и лёгкой промышленности кафедра-разработчик Общей и экспериментальной физики Рабочая программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования и примерной программой дисциплины по специальности 261001 Технология художественной обработки материалов подготовки Инженера-технолога Квалификация 65.
Рабочая программа рассмотрена и одобрена на заседании кафедры «Общей и экспериментальной физики» протокол № 1 от 31.08.2009 г.
Зав. кафедрой ОиЭФ, проф., д.т.н. _________________ С. Ю. Гуревич
Уч. секретарь кафедры ОиЭФ, доцент, к.ф.-м.н _________________ А. А. Шульгинов
Разработчик программы, проф., д.х.н. _________________ Д. Г. Клещев
Челябинск 2009
^ Изучение дисциплины «Физика» способствует обеспечению следующих требований Государственного образовательного стандарта (ГОС) для специальности 261001 «Технология художественной обработки материалов». Выпускник по специальности «Технология художественной обработки материалов» может в соответствии с фундаментальной и специальной подготовкой выполнять следующие виды профессиональной деятельности: а) производственно-технологическая; б) художественно-производственная; в) проектная; г) экспериментально-исследовательская. 2. Выпускник по направлению подготовки дипломированного специалиста «Технология художественной обработки материалов» должен уметь решать следующие задачи по видам профессиональной деятельности: а) производственно-технологическая: разработка технологий изготовления художественно-промышленных изделий, выбор материалов для изготовления художественно-промышленных изделий, расчет параметров технологических процессов для производства художественно-промышленных изделий, организация контроля технологических параметров, качества сырья и готовой продукции; б) художественно-производственная: изготовление оригинальных художественно-промышленных изделий, реставрация художественно-промышленных изделий, выбор материалов, технологий и оборудования для производства художественно-промышленных изделий с учетом эстетических критериев; в) проектная: формирование целей проекта, критериев достижения целей, выявление приоритетов в решении задач, разработка обобщенных вариантов решения задач, разработка проекта участка по производству художественно-промышленных изделий, разработка художественных и технологических проектов художественно-промышленных изделий, разработка проектов технических условий, стандартов и технических описаний новых художественно-промышленных изделий; г) экспериментально-исследовательская: разработка планов и методик проведения исследований материалов и технологических процессов для создания художественно-промышленных изделий, проведение научных исследований в области разработки новых или применения известных материалов и технологий для создания художественно-промышленных изделий, анализ свойств используемых материалов и контроль качества готовой продукции с использованием необходимых методов и средств исследования. 3. Подготовка специалиста должна обеспечивать квалификационные умения для решения профессиональных задач: выполнение работ в области научно-технической деятельности по проектированию, организации производства, труда и управления, метрологическому обеспечению, техническому контролю и т.п., разработка и внедрение технологических процессов и режимов производства на выпускаемую продукцию, разработка художественно-конструкторских проектов по созданию художественно-промышленных изделий, участие в работах по исследованию, разработке проектов и программ организаций в проведении мероприятий, связанных с испытанием оборудования, введением его в эксплуатацию, а также выполнением работ по стандартизации технических средств, систем, процессов, оборудования и материалов, в рассмотрении технической документации, расчет экономической эффективности проектируемых изделий и технологических процессов, участие в составлении патентных и лицензионных паспортов, заявок на изобретения и промышленные образцы, участие в проведении научных исследований или выполнении технических и дизайнерских разработок, оказывает методическую и практическую помощь при реализации проектов, договоров, планов и программ, 4. Требования к уровню освоения содержания дисциплины. Курс «Физика» является составной частью фундаментальной физико-математической подготовки, необходимой для успешной работы инженера любого профиля. Дипломированный специалист в результате усвоения этой дисциплины должен знать основные понятия, законы и модели механики, электричества и магнетизма, колебаний и волн, статистической физики, термодинамики, оптики, атомной и ядерной физики. Уметь использовать и применять физические законы в прикладных задачах будущей специальности, достижения физики в практической деятельности. Овладеть теоретическими и экспериментальными методами физического исследования. 5. Инженер-технолог, освоивший основную образовательную программу высшего профессионального образования по специальности 261001 «Технология художественной обработки материалов» подготовлен для продолжения образования в аспирантуре.
^ Предшествующий уровень образования абитуриента – среднее (полное) общее образование. Он должен иметь документ государственного образца о среднем (полном) общем образовании или среднем профессиональном образовании, или начальном профессиональном образовании, если в нем есть запись о получении предъявителем среднего (полного) общего образования, или высшем профессиональном образовании. ^ Целью и задачами преподавания физики являются: изучение основных физических явлений и идей; овладение фундаментальными понятиями, законами и теориями современной и классической физики, а также методами физического исследования; формирование научного мировоззрения и современного физического мышления; овладение приемами и методами решения конкретных задач из различных областей физики; ознакомление с современной научной аппаратурой; формирование навыков физического моделирования прикладных задач будущей специальности. Реализация указанных целей и задач способствует обеспечению требований, изложенных в разделе 1.1.
3. Объем дисциплины и виды учебной деятельности
Объем дисциплины «Физика» и виды учебной работы по ее освоению в соответствии с учебным планом и ГОС приведены в табл. 1.
Таблица 1 – Состав и объем дисциплины
Вид учебной работы |
Всего часов | Распределение по семестрам в часах | с е м е с т р | II | III | Общая трудоемкость дисциплины | 220 | 94 | 126 | Аудиторные занятия: | 119 | 51 | 68 | Лекции (Л) | 68 | 34 | 34 | Практические занятия (ПЗ) | 34 | 17 | 17 | Лабораторные работы (ЛР) | 17 | – | 17 | Самостоятельная работа (СРС) | 101 | 43 | 58 | Реферат | – | – | – | Подготовка к практ. занятиям и выполнение дом. заданий | 43 | 23 | 20 | Подготовка к лаб. занятиям и оформление отчетов | 20 | – | 20 | Работа с конспектом лекций, литературой | 38 | 20 | 18 | Вид итогового контроля (зачет, экзамен) | | Зачет
| Зачет Экзамен |
4. Содержание дисциплины ^ Темы, составляющие содержание дисциплины «Физика», приведены в табл. 2.
Таблица 2 – Разделы дисциплины, виды и объем занятий
№ раздела темы | Наименование разделов, тем дисциплины | Объем в часах по видам | Всего | Л | ПЗ | С | ЛР | СРС | 1 | Физические основы механики | 35
| 12
| 8
| 0
| 0
| 15
| 2 | Молекулярная физика и термодинамика | 24 | 10
| 6
| 0
| 0
| 8
| 3 | Электричество и магнетизм | 63 | 20 | 10 | 0 | 6 | 27 | 4 | Колебания и волны | 24 | 8 | 4 | 0 | 2 | 10 | 5 | Оптика | 51 | 16 | 6 | 0 | 9 | 20 | 6 | Квантовая, атомная и ядерная физика | 23 | 2 | – | 0 | 0 | 21 | Итого | | 220 | 68 | 34 | 0 | 17 | 101 | ^
Содержание разделов дисциплины приведено в табл. 3, номера тем соответствуют табл. 2. Таблица 3 – Содержание разделов дисциплины
Название раздела | № лекции | Содержание раздела | Раздел 1. Физические основы механики |
4.2.1 | Введение Предмет физики. Методы физического исследования: опыт, гипотеза, эксперимент, теория, роль физики в развитии техники и влияние техники на развитие физики. Роль физики в формировании инженера техники и технологии. Тема 1. КИНЕМАТИКА МАТЕРИАЛЬНОЙ ТОЧКИ Механическое движение как простейшая форма движения материи. Основные понятия и определения механики. Вектор перемещения материальной точки, траектория и путь. Скорость и ускорение. Ускорение при криволинейном движении. |
4.2.2
4.2.3
| Тема 2. ДИНАМИКА МАТЕРИАЛЬНОЙ ТОЧКИ Первый закон Ньютона. Инерциальные системы отсчета. Второй закон Ньютона. Сила и масса. Единицы измерения, размерности и названия физических величин. Третий закон Ньютона. Сила тяжести и вес тела. Импульс материальной точки и система материальных точек. Центр масс. Закон сохранения импульса системы материальных точек. |
4.2.4
| Тема 3. РАБОТА СИЛЫ. ЭНЕРГИЯ. ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ПОЛНОЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ Энергия. Работа и мощность силы. Кинетическая энергия и ее связь с работой внешних и внутренних сил. Потенциальная энергия системы и ее связь с силой, действующей на материальную точку. Закон сохранения полной механической энергии. Абсолютно упругий и неупругий удар тел. |
4.2.5
4.2.6 | Тема 4. ВРАЩАТЕЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ ТВЕРДОГО ТЕЛА Кинематика вращательного движения тела. Взимосвязь между угловыми и линейными скоростями и ускорениями. Момент инерции тела. Кинетическая энергия тела при его вращении. Моменты силы и импульса относительно оси вращения. Уравнение динамики вращательного движения тела. Закон сохранения момента импульса. Гироскопы. | Раздел 2. Молекулярная физика и термодинамика |
4.2.7
4.2.8
| Тема 5. МОЛЕКУЛЯРНО - КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ИДЕАЛЬНЫХ ГАЗОВ Статистический и термодинамический методы исследования. Термодинамические параметры. Равновесные состояния и процессы. Основные законы идеального газа. Уравнение Менделеева – Клапейрона. Основное уравнение молекулярно- кинетической теории идеальных газов. Закон Максвелла распределения молекулы идеального газа по скоростям и энергии теплового движения. Закон равномерного распределения энергии молекул по степеням свободы их движения. |
4.2.9 4.2.10
4.2.11
| Тема 6. ОСНОВЫ ТЕРМОДИНАМИКИ Внутренняя энергия термодинамической системы. Теплота и работа. Первый закон термодинамики. Теплоемкость вещества. Уравнение Майера. Изобарный процесс. Изохорный процесс. Изотермический процесс. Адиабатический процесс. Круговые процессы (циклы). Обратимые и необратимые процессы. Второй закон термодинамики. Цикл Карно. Энтропия.Статистические истолкование второго закона термодинамики. Критика теории тепловой системы Вселенной. | Раздел 3. Электричество и магнетизм |
4.2.12
4.2.13
4.2.14
4.2.15
4.2.16
4.2.17
4.2.18
4.2.19
4.2.20
4.2.21 | Тема 9. ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЕ ПОЛЕ В ВАКУУМЕ Электрические заряды. Закон Кулона. Электростатическое поле. Вектор напряженности. Принцип суперпозиции электрических полей. Поле электрического диполя. Теория Острогродского – Гаусса для электростатического поля в вакууме. Расчет полей, создаваемых заряженными телами: плоскость, две параллельные плоскости, сфера, шар, цилиндрическая поверхность. Работа сил электростатического поля. Потенциал. Связь между напряженностью электростатического поля и его потенциалом. Вычисления потенциалов различных электростатических полей. Электрическое поле в диэлектриках. Типы диэлектриков. Поляризованность. Электрическое поле в диэлектрике. Теория Острогродского – Гаусса для электрического поля в диэлектриках. Вектор индукции D. Сегнетоэлектрики. Проводники в электрическом поле. Электроемкость уединенного проводника. Взаимная электроемкость. Конденсаторы. Соединения конденсаторов. Энергия электростатического поля системы точечных зарядов, уединенного проводника, конденсатора. Объемная плотность электрического поля. Законы постоянного тока. Тема 10. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ В ВАКУУМЕ И ВЕЩЕСТВЕ Магнитное поле. Вектора магнитной индукции и напряженности. Действие магнитного поля на движущийся заряд, проводник с током, замкнутый контур с током. Движение заряженных частиц в однородном магнитом поле. Закон Био – Савара – Лапласа. Поле прямолинейного проводника с током. Взаимодействие прямолинейных проводников с током. Магнитное поле движущегося заряда. Закон полного тока. Магнитное поле соленоида. Работа по перемещению проводника с током и контура с током в магнитном поле. Магнитный поток. Теорема Гаусса для магнитного поля. Явление электромагнитной индукции. Закон Фарадея. ЭДС индукции в рамке, вращающейся в магнитом поле. Индуктивность контура. Самоиндукция. Ток при замыкании и размыкании цепи с L и R. Энергия магнитного поля. Тема 11. ОСНОВЫ ТЕОРИИ МАКСВЕЛЛА Основы теории Максвелла электромагнитного поля. Первое, второе, третье и четвертое уравнения Максвелла. | Раздел 4. Колебания и волны |
4.2.22
4.2.23
4.2.24
4.2.25
4.2.26
4.2.27
| Тема 12. МЕХАНИЧЕСКИЕ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ Свободные гармонические колебания. Пружинный, физический и математический маятники. Колебательный контур. Сложение колебаний одного направления и одинаковой частоты. Сложение взаимно перпендикулярных направлений. Свободные затухающие колебания и их характеристики. Апериодический процесс. Вынужденные колебания. Амплитуда и фаза вынужденных колебаний. Переменный электрический ток. Тема 13. МЕХАНИЧЕСКИЕ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ Механические (упругие) волны и их характеристики. Уравнение бегущей волны. Длина волны и волновое число. Монохроматические волны. Фазовая скорость. Волновое уравнение. Интерференция волн. Уравнение электромагнитной волны. Опыты Герца. Шкала электромагнитных волн. Свойства электромагнитной волы. Энергия электромагнитных волн. Вектор Умова –Пойнтинга. | Раздел 5. Волновая и квантовая оптика |
4.2.28
4.2.29
4.2.30
4.2.31
4.2.32
4.2.33 | Тема 14. ВОЛНОВАЯ ОПТИКА Основные законы оптики. Принцип Гюйгенса. Уравнение световой волны. Интерференция света. Расчет интерференционной картины от двух источников. Дифракция света. Принцип Гюйгенса – Френеля. Дифракция Френеля на круглом отверстии. Дифракция Фраунгофера на щели. Дифракционная решетка. Дифракция рентгеновских лучей. Разрешающая способность оптических приборов. Принцип Рэлея. Естественный и поляризованный свет. Закон Малюса. Поляризация света при отражении и преломлении. Закон Брюстера. Двойной лучепреломления. Вращение и плоскость поляризации. Тема 15. КВАНТОВАЯ ОПТИКА Тепловое излучение и его основные характеристики. Законы теплового излучения: Квантовая гипотеза и формула Планка. Оптическая пирометрия. Внешний фотоэффект и его законы. Уравнение Эйнштейна. Масса и импульс фотона. Эффект Комптона. Давление света. Корпускулярно – волновой дуализм электромагнитного излучения. | Раздел 6. Атомная и ядерная физика |
4.2.34
| Состав и характеристика атомного ядра. Масса и энергия связи. Ядра. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада. |
5. Лабораторные работы ^ № раздела | № лаб. работы | Наименование и краткое содержание лабораторной работы | Количество часов |
3 |
1 | Изучение электростатического поля методом электростатического моделирования. Построение картины эквипотенциальных поверхностей и силовых линий электростатического поля. Приближенное вычисление напряженности электростатического поля |
2 |
3 |
2 | Определение ЭДС источника методом компенсации и определение КПД источника тока. Ознакомление с одним из методов измерения ЭДС и КПД источника. Представление результатов в виде таблиц. Обработка результатов. Вычисление погрешностей |
2 |
3 |
3 | Определение удельного заряда электрона методом магнетрона. Изучение движения заряженной частицы в магнитном и электрическом полях. Определение удельного заряда электрона и сравнение со справочным значением |
2 |
3,4 |
4 | Изучение электромагнитных затухающих колебаний. Выявление причин, приводящих к затуханию колебаний, ознакомление с апериодическим процессом |
2 | 5 | 5 | Определение длины световой волны с помощью колец Ньютона. Изучение явления интерференции | 2 |
5 |
6 | Измерение длины световой волны с помощью дифракционной решетки. Изучение дифракции света |
2 |
5 |
7 | Изучение поляризации света. Определение угла полной поляризации. Изучение поляризации света |
2 |
5 |
8 | Определение поглощательной способности вольфрама. Ознакомление с одним из оптических методов измерения температуры. Изучение характеристик излучения |
2 | | 17 | Зачет | 1 |
Добавить документ в свой блог или на сайт
|