Учебно-методический комплекс по дисциплине теоретические основы прогрессивных технологий (физика) (название) icon

Учебно-методический комплекс по дисциплине теоретические основы прогрессивных технологий (физика) (название)


1 чел. помогло.

Смотрите также:
Учебно-методический комплекс по дисциплине Теоретические основы прогрессивных технологий...
Учебно-методический комплекс по дисциплине Теоретические основы прогрессивных технологий (физика...
Учебно-методический комплекс по дисциплине...
Учебно-методический комплекс по дисциплине теоретические основы управления (название)...
Учебно-методический комплекс по дисциплине теоретические основы финансового менеджмента...
Учебно-методический комплекс по дисциплине Основы природопользования (название)...
Учебно-методический комплекс по дисциплине «компьютерная физика» для направления 010700...
Учебно-методический комплекс по дисциплине теоретические основы информатики для специальности...
Учебно-методический комплекс по дисциплине Основы социальной работы (название)...
Учебно-методический комплекс по дисциплине Основы социальной работы (название)...
Учебно-методический комплекс по дисциплине Основы социальной работы (название)...
Учебно-методический комплекс умк учебно-методический комплекс основы профориентологии...



скачать


ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ




УТВЕРЖДЕНО:

Проректором по учебно-методической

работе - директором РОАТ


«_28_»______10______2010г.


Кафедра_________Физика и химия________________________________

(название кафедры)

Автор: док.физ.-мат.н.,проф. З.Л. Шулиманова_____________________

(ф.и.о., ученое звание, ученая степень)



^ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ПО ДИСЦИПЛИНЕ


Теоретические основы прогрессивных технологий (физика)__

(название)



Утверждено на заседании

Учебно-методической комиссии РОАТ

Протокол №_1____________

«_26____»___10___________2010г.


Утверждено на заседании кафедры


Протокол №_2___________

«__07____»_____10___________2010г.




Москва 2010


Автор-составитель:


докт. физ.-мат. наук, профессор Шулиманова Зинаида Леонидовна

( Ф.И.О., ученая степень, ученое звание, должность)

Учебно-методический комплекс по дисциплине

Теоретические основы прогрессивных технологий_(физика)_____

(название)

составлен в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования (ГОС ВПО) по специальности/направлению:

^ 080502 Экономика и управление на транспорт_________________

(название специальности/направления)


Дисциплина входит в федеральный компонент общих математических и естественнонаучных дисциплин и является обязательной для изучения для специальности 080502.65 Экономика и управление на транспорте.

В основу разработанного комплекса положена Примерная программа дисциплины «Теоретические основы прогрессивных технологий», утверждённая Министерством образования Российской Федерации (08.12.2000 г.).


^ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
^

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ




СОГЛАСОВАНО: УТВЕРЖДЕНО: Выпускающая кафедра Проректором по учебно-методической

«Экономика, финансы и управление работе - директором РОАТ

на транспорте»

«__28_»______10_____2010г.


Кафедра_________Физика и химия________________________________

(название кафедры)

Авторы: док.физ.-мат.н.,проф. З.Л. Шулиманова,канд. физ.-мат. н., проф. Е.К.Силина, канд. физ.-мат н., доц. А.А. Фортыгин, ст.преподаватель____ В.Н. Долженко___________________________________________________

(ф.и.о., ученое звание, ученая степень)



^ РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ПО ДИСЦИПЛИНЕ


Теоретические основы прогрессивных технологий (физика)____

(название)


Специальность/направление ^ 080502.65 ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ НА

ТРАНСПОРЕТЕ (ЭТ)_________________________________________

(код, наименование специальности/направления)



Утверждено на заседании

Учебно-методической комиссии РОАТ

Протокол №_1____________

«_26____»___10___________2010г.


Утверждено на заседании кафедры


Протокол №_2___________

«__07____»_____10___________2010г.



Москва 2010


^ 1.1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ


Дисциплина "Теоретические основы прогрессивных технологий" относится к блоку естественнонаучных дисциплин Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования» предназначена для студентов инженерно-экономических специальностей и включает три раздела: физику, химию и биотехнологию. Изучение дисциплины способствует развитию познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей, самостоятельности в приобретении новых знаний. Данная рабочая программа посвящена физическим основам современных технологий, с учетом специализации выпускников транспортного вуза.

В курсе "Физических основ прогрессивных технологий" изучаются фундаментальные законы физики, как основа со­временной техники и технологии. Без глубокого изучения физических законов невозможно понимание современных технологических процессов, использующихся в промышленнос­ти, на транспорте, в строительстве. В рабочую программу курса включены как основные разделы физики, так и использование соответствующих законов в современной технике.

Данная программа построена в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта и "Примерной программы дисциплины "Теоретические основы прогрессивных технологий" Министерства образования Российской Федерации, принятой 08.12.2000 г.

Представляемый курс включает все, входящие в программу «Теоретические основы прогрессивных технологий" разделы: "Физические основы механики", "Электричество и магнетизм", "Колебательные и волновые процессы", “Оптические процессы”, "Элементы атомной физики и квантовой механики", "Статистическая физика и термодинамика", и отражает современное состояние физики и её приложений.

^ 1.2. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Знания и навыки, подученные при изучении дисциплины "Теоретические основы прогрессивных технологий" дают возможность студентам изучать все последующие дисциплины учебного плана на качественно более высоком уровне. Согласно Государственному образовательному стандар­ту высшего профессионального образования государствен­ные требования к минимуму содержания и уровню подго­товки выпускника предполагают, что в результате изуче­ния дисциплины "Теоретические основы прогрессивных технологий'* раздела "Физика" у студента формируются представления:

о фундаментальном единстве естественных наук; неза­вершенности естествознания и возможности его дальнейше­го развития;

о дискретности и непрерывности в природе;

о динамических и статистических закономерностях в природе;

о вероятности как объективной характеристике природ­ных систем;

о соотношении эмпирического и теоретического в познании;

о состояниях в природе и их изменениях со временем;

об индивидуальном и коллективном поведении объектов в природе;

о времени в естествознании;

о новейших открытиях естествознания, перспективах их использования.

В ходе изучения дисциплины "Теоретические основы про­грессивных технологий" должны быть сформированы зна­ния и умения использовать:

фундаментальные понятия, законы, модели классической и современной физики;

методы теоретического и экспериментального исследования в физике;

физические методы дефектоскопии строительных кон­струкций, сооружений, путевого полотна и т.д.;

приемы оценки численных порядков величин, характерных для различных разделов естествознания;

• фундаментальные законы физики, лежащие в основе работы современных средств связи.


^ 1.3. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ

Форма обучения - ЗАОЧНАЯ



Вид учебной работы


Количество часов

Семестры___ 3

Всего

по уч. плану

В том числе по семестрам

3

4

Аудиторные занятия

20

20




Лекции

8

8




Практические занятия (ПЗ)










Семинары (С)










Лабораторные работы (ЛР>

12

12




Индивидуальные занятия

8




8

Самостоятельная работа

150

30

120

^ ВСЕГО ЧАСОВ


178

50

128

Текущий контроль (количество и вид)





курс. раб.

Виды промежуточного контроля


зачёт

экзамен



^ 1. 4. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСОВ ПО ТЕМАМ И ВИДАМ РАБОТЫ

Форма обучения – ЗАОЧНАЯ



Название разделов и тем

Всего

часов

по уч.

плану

Виды учебных занятий

Аудиторные занятия

Инд.

раб.

Самос.

раб.

лекции

пр.

зан.

лаб.

раб.

Введение

Основные цели и задачи курса. Научный метод познания. Фундаментальные закономерности современного естествознания как теоретический фундамент новых наукоёмких технологий

0,5

0,5













  1. Раздел «Основы механики»

1.1.Кинематика поступательного и вращательного движения материальной точки и твёрдого тела.

Система отсчета. Мгновенные скорость и ускорение. Виды поступательного движения. Нормальное, тангенциальное и полное ускорения. Вращательное движение. Угловые скорость и ускорение. Связь между линейными и угловыми характеристиками. Кинематические схемы в бытовых устройствах.

1.2. Динамика материальной точки твёрдого тела.

Законы Ньютона. Понятия момента сил, момента инерции, момента импульса. Законы сохранения энергии, импульса, момента количества движения. Центрифуги. Центробежные фильтры.

1.3. Сила упругости.

Виды деформаций. Силы трения и их роль в технике.

1.4. Силы тяготения. Закон всемирного тяготения. Гравитационное поле и его напряженность. Потенциальные силовые поля. Космические скорости. Искусственные спутники Земли и современная радиосвязь.

1.5. Основы релятивистской механики.

Постулаты СТО. Преобразования Галилея и Лоренца. Относительность пространственных и временных промежутков. Эквивалентность массы и энергии. Общая теория относительности.

1.6. Элементы механики сплошных сред. Газ и жидкость как сплошная среда. Законы Паскаля и Архимеда. Уравнение Бернулли. Силы внутреннего трения в жидкости. Движение тел в жидкостях. Вязкость жидкостей, вискозиметры.

[1, гл.1-7;2,т.1.гл.1-9]


26

2




2

2

20

2.Раздел «Электричество и магнетизм»

2.1.Элементарный заряд. Закон сохранения заряда. Закон Кулона. Принцип суперпозиции. Свободные и связанные заряды. Поляризуемость. Теорема Остроградского – Гаусса. Электростатическое поле и его характеристики.

Линейные и нелинейные

Электрические свойства. Сегнетоэлектрики, пъезоэлектрики и их применение. Электростатические фильтры в промышленности.

2.2. Проводники в электрическом поле. Защита от электростатических полей.

Конденсаторы. Соединение конденсаторов. Энергия электростатического поля.

2.3. Постоянный электрический ток.

Закон Ома в дифференциальной форме. Работа и мощность тока. Использование тока для осушения участков грунта под фундаментами в транспортном строительстве. Термоэлектричество и его использование в современной технике и технологии.

2.4. Магнитное поле и его характеристики.

Закон Био-Савара-Лапласа. Магнитное поле прямолинейного и кругового тока. Магнитный момент витка с током. Действие магнитного поля на движущиеся заряды. Сила Лоренца. Магнитный поток. Работа по перемещению проводника и контура с током в магнитном поле. Принципы работы электродвигателей.

2.5. Электромагнитная индукция.

Закон электромагнитной индукции. Принципы работы двигателей и генераторов электрического тока Явления самоиндукции и взаимной индукции. Индуктивность. Трансформатор. Энергия системы проводников с током. Электромагнитные методы определения параметров строительных материалов.

2.6. Магнитное поле в веществе. Намагниченность. Диа-пара-, ферромагнетизм. Магнитные материалы и их использование в современных технологиях. Магнитные методы дефектоскопии строительных материалов и конструкций. Принципы магнитной записи и воспроизведения информации.

[1, гл.11-17;2,т.2.гл.1-8]


43

1




2




40

3.Раздел «Колебательные и волновые процессы»


3.1. Механические колебания и волны. Гармонические колебания. Уравнение гармонических колебаний. Периоды колебаний математического и

25

1




2




20

физического маятников. Затухающие колебания. Логарифмический декремент колебаний. Вынужденные колебания. Резонанс.

3.2. Волновые процессы. Волны в упругой среде. Продольные и поперечные волны. Уравнение волны и его решение. Энергия волны, поток энергии, плотность потока. Звук. Шкала интенсивности звука. Ультразвуковая дефектоскопия. Активные и пассивные методы дефектоскопии.

3.3. Электромагнитные колебания и волны. Колебательный контур. Уравнение гармонических колебаний в электрическом контуре. Формула Томсона. Вынужденные колебания. Резонанс. Поток энергии. Вектор Умова-Пойтинга.




















4.Раздел « Оптические процессы»

4.1. Интерференция световых электромагнитных волн.

Принципы просветленной оптики. Интерференционные методы контроля поверхности. Когерентность и её использование в технике. Голография.

4.2. Дифракция. Дифракционная решётка. Дифракция рентгеновских лучей на пространственной решётке. Оптические приборы и их разрешающая способность.

4.3. Поляризация света. Естественный и поляризованный свет. Поляроиды и поляризационные призмы. Вращение плоскости поляризации. Сахарометрия.

4.4. Взаимодействие электромагнитных волн с веществом. Показатель преломления. Прием и передача сигнала в оптическом волокне. Элементы нелинейной оптики. Понятия и простейших нелинейных явлениях: самофокусировка света, генерация гармоник, вынужденные рассеяния.

[1, гл.21-25;2,т.2.гл.10-14]


27

1




4

2

20

5. Раздел «Элементы атомной физики и квантовой механики»

5.1. Тепловое излучение и квантовая природа света. Законы излучения абсолютно черного тела. Квантовая гипотеза и формула Планка. Тепловизоры. Использование тепловизоров для контроля поездного состава, в дефектоскопии сооружений. 5.2.Фотоэффект.

Законы фотоэффекта, уравнение Эйнштейна.

5.3.Квантовая электроника. Квантовое усиление и генерация. Физические основы работы лазера. Применение лазеров в технике и технологии. Лазерная сварка.

5.4. Гипотеза де Бройля. Описание микрочастиц в квантовой механике. Уравнение Шредингера. Распределение электронов в атоме по состояниям. Спектры атомов.

5.5. Строение кристаллического твёрдого тела. Распределение электронов по энергетическим зонам. Полупроводники и их применение. Новые технологии в физике твердого тела. Использование космических технологий.

5.6. Строение и свойства атомных ядер.

Массовое и зарядовое числа. Свойства и природа ядерных сил. Ядерные реакции. Закон радиоактивного распада. Цепная реакция. Управляемые и неуправляемые ядерные реакции. Реакция синтеза лёгких ядер. Экологические проблемы современной энергетики.

5.7. Элементарные частицы. Фундаментальные взаимодействия.

[1, гл.26,28,29,32,33;

2,т.3.гл.1,2,4,5,10,11]



25

1




2

2

20

6. Раздел «Статистическая физика и термодинамика»

6.1. Термодинамический метод исследования. Термодинамические параметры. Равновесные процессы. Идеальный газ и его законы. Уравнение состояния идеального газа. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории.

6.2. Число степеней свободы молекулы. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы. Работа газа. Количество теплоты.

6.3. Первое начало термодинамики. Адиабатический процесс. Обратимые и необратимые процессы. Цикл Карно, к.п.д. Второе начало термодинамики. Энтропия. Статистическое толкование термодинамики. Реальные тепловые двигатели. Принцип работы холодильника. Тепловые насосы и кондиционеры.

6.4. Реальные газы. Силы и потенциальная энергия межмолекулярного взаимодействия. Уравнение Ван-дер-Ваальса.

6.6. Жидкости. Ближний порядок в молекулярном строении жидкостей. Явление поверхностного натяжения. Капиллярные методы дефектоскопии поверхности. Жидкие кристаллы и их применение в индикаторах информации.

6.7. Явления переноса в термодинамически неравновесных системах. Основные законы диффузии, теплопроводности и вязкости.

6.8. Неравновесные состояния и процессы. Синергетика.

Концепции самоорганизации неравновесных систем. Самоорганизация в экономике.

6.9. Статистическое описание квантовой системы. Различие между квантовомеханической и статистической вероятностью. Функции распределения Бозе и Ферми.

[1, гл.8-10;2,т.1.гл.10-16]


35,5

1,5




2

2

30

ИТОГО

178

8




12

8

150



^ 1.5.ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ (ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ)


Лабораторные занятия по дисциплине «Теоретические основы прогрессивных технологий» проводятся в специально оборудованных лабораториях с применением необходимых средств обучения: лабораторного оборудования, образцов для исследований, методических пособий, компьютерных средств обработки результатов измерений.

При выполнении лабораторных работ проводятся: подготовка оборудования и приборов к работе, изучение методики работы, воспроизведение изучаемого явления, измерение величин, определение соответствующих характеристик и показателей, обработка данных и их анализ, обобщение результатов.

В ходе проведения работ используются план работы и таблицы для записей наблюдений. При выполнении лабораторной работы студент ведет рабочие записи результатов измерений (испытаний), оформляет расчеты, анализирует полученные данные путем установления их соответствия нормам, сопоставления с известными в литературе данными, а также данными других студентов. Окончательные результаты оформляются в форме выводов к работе.

Полный парк лабораторных работ на кафедре содержит более 30 работ, ко всем имеются методические указания, изданные в университете. Руководства к выполнению лабораторных работ, разработанные на кафедре, приведены как Приложение. Ниже в виде примера дана краткая характеристика типичных работ, выполняемых студентами в третьем семестре (2 работы в семестр).


№№ и названия разделов и тем

Цель и содержание

лабораторной работы

Результаты лабораторной работы

Лабораторная работа № 1. Изучение гравитационного поля Земли

1.Раздел «Механика»

Тема :

1.4. Гравитационное поле. Закон всемирного тяготения. Характеристики гравитационного поля (напряженность, потенциал).

Определение напряженности (ускорения свободного падения), потенциала гравитационного поля Земли и гравитационной постоянной из наблюдений колебаний математического маятника.

Численные значения напряженности, потенциала и гравитационной постоянной и погрешностей измерений

Лабораторная работа №2. Изучение свободных колебаний физического и математического маятников

3.Раздел «Колебательные и волновые процессы»

Тема:

3.1. Гармонические колебания. Уравнение колебательного процесса, характеристики. Период колебаний физического и математического маятников.

Изучение колебательного движения на примерах колебаний физического и математического маятников. Сравнение периодов колебаний этих маятников.

Численные значения периодов колебаний физического и математического маятников и погрешностей измерений.

Лабораторная работа №3. Изучение магнитного поля Земли

2.Раздел «Электричество и магнетизм»

Тема:

2.4. Магнитное поле. Характеристики магнитного поля. Магнитное поле Земли.

Определение горизонтальной составляющей магнитного поля Земли

()

Численные значения вектора магнитной индукции и напряженности магнитного поля Земли.

Лабораторная работа №4.Измерение длины световой волны с помощью дифракционной решетки

4.Раздел «Оптические

процессы»

Тема:

4.2. Дифракция. Дифракционная решетка. Дифракционная картина. Оптические приборы и разрешающая способность.

Определение длины световой волны при помощи дифракционной решетки; определение полосы пропускания светофильтров.

Численные значения длины световых волн фиолетовой, зелёной и красной части спектра, полосы пропускания светофильтра желтого цвета и погрешностей измерений.

Лабораторная работа №5. Определение показателя адиабаты (отношения удельных теплоёмкостей) воздуха методом Клемана-Дезорма

6. Раздел «Статистическая физика и термодинамика»

Тема:

6.3. Первое начало термодинамики. Адиабатический процесс. Степени свободы. Удельные теплоёмкости. Круговые процессы.

Определение показателя адиабаты двухатомного газа ().

Численное значение показателя адиабаты воздуха и погрешностей измерений.

Лабораторная работа №6. Изучение законов сохранения на примере фотоядерных реакций.

5. Раздел «Элементы атомной физики и квантовой механики»

Тема:

5.6.Строение ядра. Ядерные реакции. Законы сохранения массового и зарядового чисел. Фотоядерные реакции. Методы наблюдения и регистрации частиц.

Определение типов фотоядерных реакций по фотографиям треков частиц, снятых в камере Вильсона.

Расчет энергии -кванта, частоты, длины волны, импульса и массы -фотонов в фотоядерных реакциях.

Проводится идентификация типов фотоядерных реакций, представленных в комплекте фотографий.

Численные значения

энергии -кванта, частоты, длины волны, импульса и массы -фотонов в фотоядерных реакциях.



^ 1.6. ТЕМАТИКА КУРСОВЫХ РАБОТ

Студенты — заочники выполняют курсовую работу, тема которой определяется в соответствии с последней цифрой своего шифра.

^ 1. Ультразвуковая дефектоскопия пути:

а) физические основы акустики

[Литература: 1, Трофимова Т.И. Курс физики. — М.: Высшая школа, 1985, 2000, гл. 19. 2. Детлаф А.А. Курс физики: Учебное пособие. М.: Высшая школа, 2000,ч.5.гл.35,36]

б) ультразвуковая дефектоскопия

[Литература: 1. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник. /Под ред. проф. В.В. Клюева. В 2 т. — М.: Машиностроение, 1986. 2. Неразрушающий контроль. /Под ред. проф. В.В. Сухорукова. В 5 кн. — М.: Высшая школа, 1992. Кн. 2: Акустический кон­троль. 3. Алешин Н.П., Лупачев В.Г. Ультразвуковая де­фектоскопия. Справочное пос. - Минск: Высшая школы, 1987. 4. Алешин Н.П., Щербинский В.Г. Радиационная ульт­развуковая и магнитная дефектоскопия металлоизделий. — М.: Высшая школа, 1991. 5. Железнодорожный транспорт. Энциклопедия. — М.: Изд-во "Большая российская энциклопедия", 1995.]

2. Ультразвуковая дефектоскопия стальных конструкций:

а) физические основы акустики

[1. Трофимова Т.И. Курс физики. — М.: Высшая школа, 1985, 2000, гл. 19.

2. Детлаф А.А. Курс физики: Учебное пособие. М.: Высшая школа, 2000,ч.5,гл.35,36 ]

б) ультразвуковая дефектоскопия

[1. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник. /Под ред. проф. В.В. Клюева. В 2 т. -- М.: Машиностроение, 1976, 1986. 2. Неразрушаю­щий контроль. /Под ред. проф. В.В. Сухорукова. В 5 кн. — М.: Высшая школа, 1992. Кн. 2: Акустический контроль.

  1. Алешин Н.П., Лупачев В.Г. Ультразвуковая дефектоско­
    пия. Справочное пос. — Минск: Высшая школы, 1987.

  2. Алешин ЯП., Щербинский В.Г. Радиационная ультразвуковая и магнитная дефектоскопия металлоизделий. — М.;
    Высшая школа, 1991. 5. Железнодорожный транспорт. Энцик
    лопедия. - М.: Изд-во "Большая российская энциклопедия",
    1995.]

^ 3. Радиационные методы дефектоскопии:

а) распространение проникающих излучений

[1. Трофимова Т.И. Курс физики. - М.: Высшая школа, 1985, 2000, гл. 32, 33,

2. Детлаф А.А. Курс физики: Учебное пособие. М.: Высшая школа, 2000, ч.5, гл.35,36]


б) радиационная дефектоскопия

[1. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник. /Под ред. проф. В.В. Клюева, В 2 т. — М.: Машиностроение, 1986. 2. Неразрушающий кон­троль. /Под ред. проф. В.В, Сухорукова. В 5 кн. — М.: Высшая школа, 1992. Кк, 4: Контроль излучениями. 3. Гурвич A.M. Физические основы радиационного контро­ля и диагностики, Энергоатомиздат. 1989; 4. Алешин Н.П., Щербинский В.Г, Радиационная ультразвуковая и магнит­ная дефектоскопия металлоизделий. -- - М.: Высшая школа, 1991. 5. Железнодорожный транспорт. Энциклопедия. — М.: Изд-во "Большая российская энциклопедия", 1995.]

^ 4.Поездная связь:

а) распространение радиоволн

[1. Трофимова Т.И. Курс физики. — М.: Высшая школа, 1985, 2000, гл. 17, 20. 2. Детлаф А.А. Курс физики: Учебное пособие. М.: Высшая школа, 2000,ч.4, гл.32-34.]

б) прием и передача сигналов

[\. Робертсон Б. Современная физика а прикладных на­уках. —• Мир, 1985. 2. Железнодорожный транспорт. Энцик­лопедия. — М.: Изд-во "Большая российская энциклопедия", 1995. 3. Зражевский Г.Н. Поездная и станционная радиосвязь. -- М.: "Транспорт", 1978. 4. Рамлау П.Н. Радиосвязь на железнодорожном транспорте. — М.: Транспорт, 1980. 5. Сергеев И.С. Поездная радиосвязь. — М.: Транспорт, 1983. 6. Танцюра А.А. Радиостанция типа ЖР-ЗМ. - - М.: Транспорт, 1979.]

^ 5. Оптоволоконная связь;

а) геометрическая и волновая оптика

[1. Трофимова Т.И. Курс физики, -- М.: Высшая школа. 1985, 2000, гл. 21. 2. Детлаф А.А. Курс физики: Учебное пособие. М.: Высшая школа, 2000, ч.4.гл.27-31.]

б) прием и передача сигналов в оптическом волокне (в волоконных световодах)

[1. В. Глазер. Световодная техника. — М.; Энергоатомиз-дат, 1985; 2. Гроднев И.И. Волоконно-оптические линии связи.— М.: Радио и связь, 1990, 3. Дональд Д.С. Волоконная оптика. - - М.: Лори, 1998. 4. Бутусов С,М,, Верник С.Л. и др. Волоконно-оптические системы передачи, — М,: Радио и связь, 1992. 5. Верник С.Л., Дикий В.Я., Иванов B.C. Оптические кабели связи, — М.: Радио и связь, 1988. 6. Гроднев И.И. и др. Оптические кабели,— М.: Энергоатомиздат, 1991. 7. Железнодорожный транспорт. Энциклопе­дия. - - М,: Изд-во "Большая российская энциклопедия", 1995. 8. Робертсон Б. Современная физика в прикладных науках. - - М.: Мир, 1990.]

^ 6. Тепловизионный контроль температуры:

а) законы теплового излучения. Фотоэффект

[1. Трофимова Т.И. Курс физики. — М.; Высшая школа, 1985, 2000, гл. 26. 2. Детлаф А.А. Курс физики: Учебное пособие. М.: Высшая школа, 2000, ч.6, гл.36-38.]

б) принцип работы тепловизора

[Робертсон Б. Современная физика в прикладных науках. — Мир, 1985; 2. Железнодорожный транспорт. Эн­циклопедия. — М.: Изд-во ''Большая российская энциклопедия", 1995.]

^ 7. Применение лазеров в технике и технологии:

а) физические основы работы лазера

[]. Трофимова Т.И. Курс физики. — М.: Высшая школа, 1985, 2000, гл. 29. 2. Детлаф А.А. Курс физики: Учебное пособие. М.: Высшая школа, 2000, ч.6, гл.39,40.]

б) лазерные технологии

[1. Робертсон Б. Современная физика в прикладных науках. - - Мир, 1985. Журнал "PC Magazine"(pyсская версия) № 2 1991. 2. Журнал "Железные дороги мира" № 2, 2001. 3. Журнал "Вестник ВНИИЖТ". -- М.; 1998. 4. Л.В. Тара­сов. Знакомьтесь — лазеры- — М.: Радио и связь, 1993.

5. Тарасов Л.В. Лазеры — действительность и надежды, — М.: Наука, 1985. 6. Реди Дж. Промышленное применение лазеров. — М.: Мир. 1991. 7, Железнодорожный транспорт. Энциклопедия. - - М.: Изд-во "Большая российская энцик­лопедия", 1995.]

^ 8. Полупроводники и их применение:

а) полупроводники

[I. Трофимова Т.И. Курс физики. — М.: Высшая школа, 1985, 2000, гл. 31. 2. Детлаф А.А. Курс физики: Учебное пособие. М.: Высшая школа, 2000, ч.3, гл.16]

б) применение полупроводников

[I, Либерман Ф.Я. Электроника на железнодорожном транспорте. — М.: Транспорт, 1991. 2. Овечкин Ю.А. Полу­проводниковые приборы. М.; Высшая школа, 1991. 3. Федотов Я.А. Основы физики полупроводниковых приборов. -- М.: 1992. 4, Ступелъман В.Ш., Филаретов Г.А. По­лупроводниковые приборы. - - М.; 1992. 5. Пасынков В.В. Полупроводниковые диоды. — М.; 1993. 6, Робертсон Б. Современная физика в прикладных науках- М.: Мир, 1985. 7, Железнодорожный транспорт. Энциклопедия. — М.: Изд-so "Большая российская энциклопедия", 1995.]

^ 9. Высокоскоростные монорельсовые дороги:

а) магнитные поля

[1. Трофимова Т.И. Курс физики. — М.: Высшая школа, 1985, 2000, гл. 14. 2 Детлаф А.А. Курс физики: Учебное пособие. М.: Высшая школа, 2000, ч.3, гл. 22-26]

б) физические принципы движения по монорельсовым
дорогам

[1. Журнал "Железные дороги мира" № 2, 2001. 2. Журнал "Вестник ВНИИЖТ". — М.: 1998. 3, Железнодорожный транспорт. Энциклопедия. -- М.: Изд-во "Большая российская энциклопедия", 1995. 4. Робертсон Б, Современ­ная физика в прикладных науках. — М.: Мир, 1985.]

^ 10. Шум и вибрация на транспорте:

а) физические основы акустики

[I. Трофимова Т.И. Курс физики. -- М.: Высшая школа. 1985, 2000, гл. 19]

б) принципы защиты от шума и вибрации

[1. Вибрация в технике. /Под ред. К.В. Фролова) Справочник Т. 6. — М.: Машиностроение, 1981. 2. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справоч­ник. /Под ред. проф. В.В. Клюева. В 2 т. М.: Машино­строение, 1986. 3. Неразрушающий контроль. /Под ред. проф. В.В. Сухорукова. В 5 кн. — М.; Высшая школа, 1992. Кн. 2: Акустический контроль. 4. Безопасность жизнедеятельности. /Под ред С.В. Белова. — М.: Высшая школа, 2000. 5. Шум и вибрация на транспорте, -- М.: Транспорт, 1995. 6. Железнодорожный транспорт. Энциклопедия. — М.: Изд-во "'Большая российская энпиклопедия", 1995.].


^ 1.7.САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА



Разделы и темы для самостоятельного изучения

Виды и содержание самостоятельной работы

1. Раздел «Основы механики»

1.5. Основы релятивистской механики. Постулаты СТО. Преобразования Галилея и Лоренца. Относительность пространственных и временных промежутков. Эквивалентность массы и энергии. Общая теория относительности.

1.6. Элементы механики сплошных сред. Газ и жидкость как сплошная среда. Законы Паскаля и Архимеда. Уравнение Бернулли. Силы внутреннего трения в жидкости. Движение тел в жидкостях. Вязкость жидкостей, вискозиметры.


Проработка учебного материала по учебной и научной литературе, работа с вопросами для самопроверки.

Обсуждение проблемных вопросов с преподавателями в рамках индивидуальных занятий.

Выполнение тестовых заданий, размещенных в системе КОСМОС, для самопроверки.

  1. Раздел «Электричество и магнетизм»

2.4.Закон Био-Савара-Лапласа. Магнитное поле прямолинейного и кругового тока. Магнитный момент витка с током. Действие магнитного поля на движущиеся заряды. Сила Лоренца. Магнитный поток. Работа по перемещению проводника и контура с током в магнитном поле.

2.6. Магнитное поле в веществе. Намагниченность. Диа-пара-, ферромагнетизм. Магнитные материалы и их использование в современных технологиях. Магнитные методы дефектоскопии строительных материалов и конструкций. Принципы магнитной записи и воспроизведения информации.

Проработка учебного материала по учебной и научной литературе, работа с вопросами для самопроверки.

Обсуждение проблемных вопросов с преподавателями в рамках индивидуальных занятий.

Выполнение тестовых заданий, размещенных в системе КОСМОС, для самопроверки.

  1. Раздел «Колебательные и волновые процессы»

3.3. Электромагнитные колебания и волны. Колебательный контур. Уравнение гармонических колебаний в электрическом контуре. Формула Томсона. Вынужденные колебания. Резонанс. Поток энергии. Вектор Умова-Пойтинга.


Проработка учебного материала по учебной и научной литературе, работа с вопросами для самопроверки.

Обсуждение проблемных вопросов с преподавателями в рамках индивидуальных занятий.

Выполнение тестовых заданий, размещенных в системе КОСМОС, для самопроверки.

  1. Раздел «Оптические процессы»

4.3. Поляризация света. Естественный и поляризованный свет. Поляроиды и поляризационные призмы. Вращение плоскости поляризации. Сахарометрия.

4.4. Взаимодействие электромагнитных волн с веществом. Показатель преломления. Прием и передача сигнала в оптическом волокне. Элементы нелинейной оптики. Понятия и простейших нелинейных явлениях: самофокусировка света, генерация гармоник, вынужденные рассеяния

Проработка учебного материала по учебной и научной литературе, работа с вопросами для самопроверки.

Обсуждение проблемных вопросов с преподавателями в рамках индивидуальных занятий.

Выполнение тестовых заданий, размещенных в системе КОСМОС, для самопроверки.

  1. Раздел «Элементы атомной физики и квантовой механики»

5.4. Гипотеза де Бройля. Описание микрочастиц в квантовой механике. Уравнение Шредингера. Распределение электронов в атоме по состояниям. Спектры атомов.

5.5. Строение кристаллического твёрдого тела. Распределение электронов по энергетическим зонам. Полупроводники и их применение. Новые технологии в физике твердого тела. Использование космических технологий.


Проработка учебного материала по учебной и научной литературе, работа с вопросами для самопроверки.

Обсуждение проблемных вопросов с преподавателями в рамках индивидуальных занятий.

Выполнение тестовых заданий, размещенных в системе КОСМОС, для самопроверки.

  1. Раздел «Статистическая физика и термодинамика»

6.3. Второе начало термодинамики. Энтропия. Статистическое толкование термодинамики. Реальные тепловые двигатели. Принцип работы холодильника. Тепловые насосы и кондиционеры.

6.4. Реальные газы. Силы и потенциальная энергия межмолекулярного взаимодействия. Уравнение Ван-дер-Ваальса.

6.6. Жидкости. Ближний порядок в молекулярном строении жидкостей. Явление поверхностного натяжения. Капиллярные методы дефектоскопии поверхности. Жидкие кристаллы и их применение в индикаторах информации.

6.7. Явления переноса в термодинамически неравновесных системах. Основные законы диффузии, теплопроводности и вязкости.

6.8. Неравновесные состояния и процессы. Синергетика.

Концепции самоорганизации неравновесных систем. Самоорганизация в экономике.

6.9. Статистическое описание квантовой системы. Различие между квантовомеханической и статистической вероятностью. Функции распределения Бозе и Ферми.


Проработка учебного материала по учебной и научной литературе, работа с вопросами для самопроверки.

Обсуждение проблемных вопросов с преподавателями в рамках индивидуальных занятий.

Выполнение тестовых заданий, размещенных в системе КОСМОС, для самопроверки.



^ 1. 8.УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Основная литература

1. Трофимова Т.И. Курс физики : учебное пособие / Т. И. Трофимова,- М.: Издательский центр Академия, 2007.

2. Трофимова Т.И. Краткий курс физики : учебное пособие/ Т.И. Трофимова. -М.: Высшая школа, 2006. -352 с.

3. Кокин С.М., Силина Е.К., Фортыгин А.А. Теоретические основы прогрессивных технологий (физика)- М., РГОТУПС, 2004. - 159с.

4. Масленникова И.С., Луканина Т.Л. Теоретические основы прогрессивных технологий. Физика.: учебное пособие/С-Петерб. СПбГИЭУ, 2008 – 210с.

Дополнительная литература

1. Орир Дж. Физика. — М.: 1981. - Т. 1 - 2 .

2. Р о б е р т с о и . Б. Современная физика в прикладных науках. —
Мир, 1985.

  1. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий:
    Справочник /Под ред. проф, В.В. Клюева. — В 2 т. — М.; Машиностро­
    ение, 1976, 1986.

  2. Неразрушающий контроль. /Под ред. проф. В.Б.Сухорукова. В—
    5 кн. — М.: Высшая школа, 1992.

Кн.!: Общие вопросы. Контроль проникающими веществами.

Кн.2: Акустический контроль,

Кн.З: Электромагнитный контроль.

Кн. 4: Контроль излучениями.

Кн.5: Интроскопия и автоматизация неразрушающего контроля.

  1. А.М- Гурвич. Физические основы радиационного контроля и
    диагностики. Энергоатомиздат, 1989.

  2. Шум и вибрация на транспорте. — М.: Транспорт, 1999.

  3. Савельев И,В. Курс общей физики; Учеб. пос. для вузов в
    3-х т. — М.: Наука, 1987,

Средства обеспечения освоения дисциплины

Ресурсы Internet

  1. http://home/ptd.nel/~swenger/

  2. http://www.colorado.edu/physics/2000/TOC/html

  3. http://www/physics.purdiie.edu/~hmson/ft!/htmi/FrL part.html

  4. http://www.itlc.ntnu.no/

  5. http://www,teleport.coni/~pdx4d/links.html


^ 1.9. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ


В учебном процессе для освоения дисциплины используются следующие технические средства:

  • компьютерное и мультимедийное оборудование (на лекциях, для самоконтроля знаний студентов, для обеспечения студентов методическими рекомендациями в электронной форме);

  • приборы и оборудование учебного назначения (при выполнении лабораторных работ);

  • пакет прикладных обучающих программ (для самоподготовки и самотестирования);

  • видео- аудиовизуальные средства обучения (интерактивные доски, видеопроекторы);

  • электронная библиотека курса (в системе КОСМОС- электронные лекции, тесты для самопроверки, тесты для сдачи зачёта).


^ 2. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ СТУДЕНТОВ

Темы курсовой работы помещены выше в разделе 1.6. Рабочей

программы. Название темы выбирается по последней цифре шифра студента.

Курсовая работа оформляется в виде отдельных листов формата А4, объемом не менее 20 печат­ных листов.

Курсовая работа должна состоять из:

- введения, в котором рассматривается актуальность заданной темы;

- физических принципов и законов, положенных в основу работы излагаемой технологии;

- возможных вариантов применения и преимущества;

- выводов, в которых оценивается перспективность данной технологии;

- списка использованной литературы.

Графики и рисунки должны быть выполнены аккуратно с использованием чертёжных инструментов или компьютерной технологии.

К защите допускаются правильно оформленные работы, с достаточно полным раскрытием темы. Студент должен во время защиты дать пояснения по всему материалу курсовой работы.

Студенты при подготовке должны использовать следующую литературу, изданную в университете:

1. Кокин С.М., Силина Е.К., Фортыгин А.А. Теоретические основы прогрессивных технологий (физика)- М., РГОТУПС, 2004. - 159с.

2. Никитенко В.А., Кокин С.М. Физика. Часть III. Конспект лекций. – М.: МИИТ, 2007. – 196 с.

3.Методические указания по отдельным темам курса физики, изданные в МИИТе. Сборник заданий в тестовой форме по дисциплине «Физика» (Ч. 1) / Под общ. ред. доц.. Т.В. Захаровой – М.: МИИТ, 2008. – 201 с.

4. Сборник заданий в тестовой форме. Физика. Ч. 3. / Под общ. ред. доц. Т.В. Захаровой – М.: МИИТ, 2009. – 163с.

5. Физика. Руководство к выполнению лабораторных работ. Часть 1./ Под общ. ред. доц. Климовой Т.Ф. – М., 2008. - 108с.

6. Физика. Руководство к выполнению лабораторных работ. Часть 2./ Под общ. ред. доц. Климовой Т.Ф. – М., 2008. - 153с.


^ 3. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ ПРЕПОДАВАТЕЛЕЙ


  1. Изучив глубоко содержание учебной дисциплины, целесообразно разработать матрицу наиболее предпочтительных методов обучения и форм самостоятельной работы студентов, адекватных видам лекционных и семинарских занятий.

  2. Необходимо предусмотреть развитие форм самостоятельной работы, выводя студентов к завершению изучения учебной дисциплины на её высший уровень.

  3. Организуя самостоятельную работу, необходимо постоянно обучать студентов методам такой работы.

  4. Вузовская лекция – главное звено дидактического цикла обучения. Её цель – формирование у студентов ориентировочной основы для последующего усвоения материала методом самостоятельной работы. Содержание лекции должно отвечать следующим дидактическим требованиям:

  • изложение материала от простого к сложному, от известного к неизвестному;

  • логичность, четкость и ясность в изложении материала;

  • возможность проблемного изложения, дискуссии, диалога с целью активизации деятельности студентов;

  • опора смысловой части лекции на подлинные факты, события, явления, статистические данные;

  • тесная связь теоретических положений и выводов с практикой и будущей профессиональной деятельностью студентов.

Преподаватель, читающий лекционные курсы в вузе, должен знать существующие в педагогической науке и используемые на практике варианты лекций, их дидактические и воспитывающие возможности, а также их методическое место в структуре процесса обучения.

  1. При изложении материала важно помнить, что почти половина информации на лекции передается через интонацию. В профессиональном общении исходить из того, что восприятие лекций студентами заочной формы обучения существенно отличается по готовности и умению от восприятия студентами очной формы.

  2. При проведении аттестации студентов важно всегда помнить, что систематичность, объективность, аргументированность – главные принципы, на которых основаны контроль и оценка знаний студентов. Проверка, контроль и оценка знаний студента, требуют учета его индивидуального стиля в осуществлении учебной деятельности. Знание критериев оценки знаний обязательно для преподавателя и студента.


^ 4. МАТЕРИАЛЫ ТЕКУЩЕГО И ПРОМЕЖУТОЧНОГО КОНТРОЛЯ. МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ


По дисциплине «Теоретические основы прогрессивных технологий» предусмотрен промежуточный контроль в виде зачёта по лабораторным работам, итоговый контроль в виде экзамена по теоретическому материалу и текущий контроль в виде защиты курсовой работы. Порядок проведения текущего контроля, промежуточной аттестации и итогового контроля строго соответствует Положению о проведении текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации студентов в университете. Для проведения зачёта в письменной или тестовой форме разрабатывается перечень вопросов, утверждаемых на кафедре. В перечень включаются вопросы из различных разделов курса, позволяющие проверить и оценить теоретические знания студентов. Зачёты по курсовой работе проставляются на основе полноты раскрытия темы и устной защиты студентами курсовой работы. Выставляется дифференцированная оценка.

Ниже приводятся примеры материалов, используемых для промежуточного контроля знаний (зачёта) по лабораторным работам.


Материалы промежуточного контроля


Работа №1. Изучение гравитационного поля.

  1. Сформулируйте законы Кеплера.

  2. Написать и сформулировать закон всемирного тяготения.

3.Что называется напряженностью и потенциалом гравитационного поля Земли и от чего они зависят? Назовите единицы их измерения.

4.Каково различие представление о гравитационном взаимодействии в классической физике и общей теории относительности?

5. Напишите выражение для силы, действующей на тело массой m в гравитационном поле Земли.

Работа №2. Изучение свободных колебаний физического и математического маятников

  1. Что такое гармонические колебания? Привести примеры гармонических колебаний.

  2. Дайте определение физического и математического маятников. Сделайте чертёж и покажите действующие силы.

  3. Напишите дифференциальные уравнения колебаний физического и математического маятника и объясните их.

  4. Что называется приведённой длиной физического маятника? Как определить приведённую длину?

  5. Имеются два стержня одинакового размера и массы – сплошной и полый. Сравните их периоды колебаний, если ось вращения проходит через концы стержней.

  6. Имеются два стержня одинакового размера –стальной и деревянный. Сравните их периоды колебаний, если ось вращения проходит через концы стержней.

Работа №3. Изучение магнитного поля Земли.

  1. Назовите основные характеристики магнитного поля. Чем отличается магнитное поле от электростатического?

  2. Как определяют направление вектора магнитной индукции магнитного поля? Как ориентированы линии магнитной индукции проводника с током?

  3. Какова физическая природа магнитного поля Земли?

  4. Что представляет собой магнитосфера Земли и её особенности?

  5. как определяется горизонтальная составляющая индукции магнитного поля Земли?

Работа №4. Измерение длины световой волны с помощью дифракционной решетки

  1. Что называется электромагнитной волной? Назовите характеристики электромагнитной волны.

  2. Что называется дифракцией света? Сформулируйте принцип Гюйгенса-Френеля.

  3. Что называется дифракционной решёткой? Постоянная решётки.

  4. Напишите условия образования главных максимумов и минимумов.

От чего зависит ширина дифракционного спектра?

  1. Объясните как определяется длина световой волны при помощи дифракционной решётки.

Работа №5. Определение показателя адиабаты (отношения удельных теплоёмкостей) воздуха методом Клемана-Дезорма

  1. Сформулируйте первое начало термодинамики. Какой основной закон природы оно выражает?

  2. Дайте определение теплоёмкости тела. От чего она зависит? Перечислите основные виды теплоёмкостей.

  3. Что такое число степеней свободы? Чему равно число степеней свободы для одно-,двух-,трёхатомных молекул?

  4. Какой процесс называется адиабатическим? Начертить график адиабатического процесса.

  5. Какие процессы и в каком порядке претерпевает воздух в ходе выполнения лабораторной работы?

  6. Почему при адиабатическом расширении газ охлаждается?

Работа №6. Изучение законов сохранения на примере фотоядерных реакций.

1.Какое строение имеют ядра химических элементов? Какие частицы входят в состав ядра?

2. Что называется ядерной реакцией? Какие законы сохранения выполняются в ядерных реакциях?

3. Какие законы сохранения лежат в основе определения типов фотоядерных реакций?

4. Какие частицы оставляют треки в камере Вильсона?

5. Как по радиусу кривизны трека частицы определить её импульс и энергию?

6. От чего зависит кривизна, толщина и длина трека частицы в камере Вильсона?


^ Итоговый контроль

При контроле знаний в устной форме преподаватель использует метод индивидуального собеседования, в ходе которого обсуждает со студентом один или несколько вопросов учебной программы. При необходимости могут быть предложены дополнительные вопросы, задачи и примеры.

Ниже приведены примеры вопросов для проведения экзамена.


^ Вопросы для экзамена


1. Кинематика материальной точки и твердого тела. Мгновенные скорость и уско­рение. Нормальное, тангенциальное и полное ускорение. Вращательное движение. Угловые скорость и ускорение. Связь между линейными и угловыми кинематиче­скими характеристиками движения. Кинематические схемы в бытовых устройствах.

2. Силы упругости и трения. Виды деформации. Закон Гука. Энергия упругодеформированного тела. Силы трения покоя, скольжения и качения. Коэффициент тре­ния. Роль сил трения в технике.

3. Динамика материальной точки и твердого тела. Понятия силы, массы, количества движения. Законы Ньютона. Динамика тел при вращательном движении. Понятия момента сил, момента инерции, момента количества движения. Уравнение динами­ки вращательного движения твердого тела. Условие равновесия тел. Вес тела и его измерение.

4. Силы тяготения. Закон всемирного тяготения. Гравитационное поле и его напря­женность. Принцип эквивалентности. Потенциальные силовые поля. Космические скорости. Искусственные спутники Земли и современная радиосвязь.

5. Понятия момента сил, момента инерции, момента количества движения. Закон сохранения момента количества движения. Гироскопический эффект. Центрифуги. Центробежные фильтры.

6. Законы сохранения импульса, момента импульса и энергии в механике. Связь законов сохранения со свойствами симметрии пространства и времени. Понятие к.п.д. машин и механизмов.

7. Работа и энергия. Работа переменной силы. Мощность. Энергия кинетическая и потенциальная. Кинетическая энергия вращающегося тела. Закон сохранения энер­гии в механике. Экологические проблемы, связанные с возрастанием энергопотреб­ления человечеством.

8. Основы релятивистской механики. Постулаты специальной теории относитель­ности. Преобразования Галилея и Лоренца. Относительность пространственных и временных промежутков. Эквивалентность массы и энергии.

9. Элементарный заряд. Закон сохранения заряда. Закон Кулона. Электрическое по­ле и его характеристики. Свободные и связанные заряды. Поток вектора напряжен­ности и вектора электрического смещения. Теорема Гаусса для электрического поля в веществе и в диэлектрике.

10. Постоянный электрический ток. Классическая электронная теория электропро­водности металлов. Закон Ома в дифференциальной форме. Разность потенциалов, электродвижущая сила, напряжение. Виды современных источников э.д.с.

11. Потенциальный характер электрического поля. Связь между вектором напряжен­ности электрического поля и потенциалом. Действие электрического поля на чело­веческий организм.

12. Работа и мощность тока. Электронагревательные приборы. Использование тока для осушения участков грунта под фундаментами в транспортном строительстве.

13. Проводники в электрическом поле. Электрическое поле внутри проводника и у его поверхности. Распределение зарядов в проводнике и у его поверхности. Защита от электростатических полей.

14. Характеристики магнитного поля. Закон Био-Савара-Лапласа. Магнитное поле прямолинейного и кругового тока. Магнитный момент витка с током. Закон полно­го тока для магнитного поля. Действие магнитного поля на человеческий организм.

15. Конденсаторы. Влияние материала диэлектрика на электроёмкость конденсатора. Электрический пробой диэлектрика. Соединение конденсаторов. Энергия электро­статического поля. Объемная плотность энергии.

16. Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца. Использование силы Лоренца в телевизионных трубках, ускорителях заряженных частиц. Эффект Холла и его использование в технике.

17. Контур с током в магнитном поле. Магнитный поток Теорема Гаусса. Работа пе­ремещению проводника и контура с током в магнитном поле. Принципы работы электродвигателей.

18. Ферромагнетизм. Магнитный гистерезис. Магнитные материалы и их использо­вание в современных технологиях.

19. Электромагнитная индукция. Опыты Фарадея. Правило Ленца. Закон электро­магнитной индукции. Принципы работы двигателей и генераторов электрического тока.

20. Магнитные методы дефектоскопии строительных материалов и конструкций. Магнитная дефектоскопия рельсов. Принципы магнитной записи и воспроизведе­ния информации.

21. Явления самоиндукции и взаимной индукции. Индуктивность проводников. Трансформатор. Энергия системы проводников с током. Объемная плотность энер­гии магнитного поля. Электромагнитные методы определения параметров строи­тельных материалов.

22. Механические колебания и волны. Гармонические колебания. Уравнение гармо­нических колебаний. Периоды колебаний математического и физического маятни­ков. Затухающие колебания, логарифмический декремент затухания. Вынужденные колебания, резонанс. Применение резонанса в технике.

23. Магнитное поле в веществе. Магнитные моменты атомов. Намагниченность. Диа-, пара-магнетизм. Использование методов электронного и ядерного магнитного ре­зонанса в технике.

24. Волновые процессы. Продольные и поперечные волны. Уравнение волны и его решение. Характеристики волны. Энергия волны, поток энергии, плотность энер­гии. Звук. Шкала интенсивности звука. Спектр сигнала.

25. Волны в упругой среде. Ультразвуковая дефектоскопия. Активные и пассивные методы дефектоскопии.

26. Электромагнитные колебания и волны. Колебательный контур. Уравнение гар­монических колебаний в электрическом контуре. Формула Томсона. Вынужденные колебания, резонанс. Теоретические принципы радиосвязи и телевещания.

^ 27. Основные свойства электромагнитных волн. Поток энергии. Вектор Умова-Пойнтинга. Действие переменных электромагнитных полей на человека.

28. Интерференция света. Оптическая длина пути. Способы получения когерентных источников. Расчет интерференционной картины от двух источников. Просветлен­ная оптика. Интерференционные методы контроля поверхности.

29. Интерференция света: использование для оптической записи информации. Прин­цип работы CD-дисков.

30. Когерентность и ее использование в технике. Голография. Применение гологра­фии в технике.

31. Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Условия наблюдения дифракции. Дифракционная решетка. Использование дифракционных решёток в спектральных приборах. Разрешающая способность оптических приборов.

^ 32. Явление полного внутреннего отражения. Световоды. Оптоволоконные датчики, линии связи.

33. Дифракция электромагнитного излучения на трёхмерной дифракционной решет­ке. Формула Вульфа-Брэгга. Изучение структуры материалов дифракционными ме­тодами.

34. Тепловое излучение и квантовая природа света. Абсолютно черное тело. Законы излучения черного тела. Квантовая гипотеза и формула Планка. Тепловизоры. Ис­пользование тепловизоров для контроля поездного состава, в дефектоскопии со­оружений.

35. Поляризация света. Естественный и поляризованный свет. Двойное лучепрелом­ление. Поляризация света при отражении. Закон Брюстера. Поляроиды и поляриза­ционные призмы. Закон Малюса. Вращение плоскости поляризации. Сахарометрия.

36. Фотоэффект. Законы фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна для внешнего фото­эффекта. Масса и импульс фотона. Фотоэлектрические преобразователи в технике.

37. Взаимодействие электромагнитных волн с веществом. Показатель преломления. Нормальная и аномальная дисперсия. Групповая скорость. Поглощение и отраже­ние волн на границе раздела двух сред. Использование явления дисперсии для ана­лиза спектра электромагнитных волн.

^ 38. Физические основы работы лазера. Основные характеристики лазерного излуче­ния. Применение лазеров в технике и технологии.

39. Гипотеза де Бройля. Соотношения неопределенностей. Волновая функция. Урав­нение Шредингера. Опытное обоснование корпускулярно волнового дуализма свойств вещества.

400. Контактные явления. P-n-переходы. Современная микроэлектроника. Понятие об интегральных схемах. Новые технологии в физике твердого тела. Наноэлектроника.

41. Решение уравнения Шредингера для атома водорода. Опыты Штерна и Герлаха. Спин электрона. Принцип Паули. Распределение электронов в атоме по состояниям. Спектры атомов. Физические принципы спектроскопического метода анализа со­става материалов.

42. Строение и свойства атомных ядер. Заряд, размеры и масса атомного ядра. Мас­совое и зарядовое числа. Состав ядра. Нуклоны. Свойства и природа ядерных сил. Дефект массы и энергия связи ядра. Происхождение и закономерности альфа-, бета-, гамма- излучения атомных ядер. Радиационная дозиметрия.

43. Строение кристаллов. Примеры типов кристаллических решёток. Дефекты ре­шётки и их влияние на свойства материала. Использование космических техноло­гий для выращивания кристаллов с заданными свойствами.

44. Закон радиоактивного распада. Ядерные реакции и законы сохранения. Цепная реакция деления ядер. Управляемые и неуправляемые ядерные реакции. Понятие о ядерной энергетике. Реакция синтеза атомных ядер. Проблема управляемых ядер­ных реакций. Экологические проблемы современной ядерной энергетики.

45. Строение кристаллического твердого тела. Энергетические зоны в кристаллах. Распределение электронов по энергетическим зонам. Металлы, диэлектрики, полу­проводники и их применение.

46. Элементарные частицы. Классификация элементарных частиц и фундаменталь­ные взаимодействия. Современные взгляды на строение и развитие Вселенной.

47. Термодинамический метод исследования. Термодинамические параметры. Рав­новесные процессы, их изображение на термодинамических диаграммах. Идеаль­ный газ. Уравнение молекулярно-кинетической теории газов. Средняя кинетическая энергия молекул. Уравнение состояния идеального газа. Воздух, как смесь идеаль­ных газов.

48. Второе начало термодинамики. Энтропия. Статистическое толкование второго начала термодинамики. Циклические процессы и реальные тепловые двигатели. Принцип работы холодильных установок. Тепловые насосы и кондиционеры.

49. Число степеней свободы молекулы. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы молекул. Внутренняя энергия идеального газа. Работа газа при изменении его объема. Количество теплоты. Теплоемкость.

50. Реальные газы. Пределы применимости законов идеального газа. Силы и потен­циальная энергия межмолекулярного взаимодействия. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Ожижение газов. Использование сжиженных газов в технике, быту, медицине.

51. Первое начало термодинамики. Изопроцессы. Адиабатический процесс. Уравне­ние Пуассона. Запись формулы первого начала термодинамики для различных ви­дов процессов.

52. Жидкости. Особенности молекулярно-кинетического строения жидкостей. Ближ­ний порядок в молекулярном строении жидкостей. Явление поверхностного натя­жения. Капиллярные методы дефектоскопии поверхности.

53. Круговой процесс. Обратимые и необратимые процессы. Второе начало термо­динамики. Тепловые двигатели. Цикл Карно и его КПД для идеального газа.

54. Жидкие кристаллы: особенности молекулярно-кинетического строения. Приме­нение жидких кристаллов в современных устройствах визуального отображения информации.

55. Функции распределения. Закон Максвелла для распределения молекул идеально­го газа по скоростям. Распределение Максвелла для молекул идеального газа по энергиям теплового движения. Барометрическая формула. Распределение Больцмана.

56. Явления переноса в термодинамически неравновесных системах. Опытные зако­ны диффузии, теплопроводности и внутреннего трения. Связь между коэффициен­тами переноса.

57. Неравновесные состояния и процессы. Идеи И. Пригожина и их значение для со­временной науки. Синергетика. Концепции самоорганизации неравновесных сис­тем. Самоорганизация и экономика.

58. Фазовые переходы первого рода. Испарение, конденсация, плавление и кристал­лизация. Диаграммы равновесия фаз и их практическое применение.

59. Статистическое описание квантовой системы. Различие между квантовомеханической и статистической вероятностью. Функции распределения Бозе и Ферми. Ис­пользование квантовой механики для описания электрических свойств материалов: металлов, диэлектриков, полупроводников.

60. Сверхпроводимость: физические принципы явления, применение в технических целях. Высокотемпературные сверхпроводники.





Скачать 457,83 Kb.
оставить комментарий
З.Л. Шулиманова
Дата27.09.2011
Размер457,83 Kb.
ТипУчебно-методический комплекс, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

отлично
  1
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
Документы

наверх