Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Документ'
Цель Конгресса: обсуждение вопросов взаимодействия психологии и права с позиции таких дисциплин, как юридическая, социальная, педагогическая, возраст...полностью>>
'Документ'
Сегодня вся наша страна готовится к празднованию 300-летия со дня рождения выдающегося русского ученого М.В. Ломоносова. Вклад Михаила Васильевича в ...полностью>>
'Программа'
В требованиях ФГОС обозначено, что программа духовно-нравственного развития, воспитания обучающихся на ступени начального общего образования (далее –...полностью>>
'Документ'
Император Палпатин, также известный как Дарт Сидиус, был последним Верховным Канцлером Галактической Республики (32 – 19 д. Я. б.) и самопровозглашенн...полностью>>

Методические рекомендации по преподаванию дисциплины 24 цели и задачи дисциплины

Главная > Методические рекомендации
Сохрани ссылку в одной из сетей:

СОДЕРЖАНИЕ

1. Цели и задачи дисциплины 4

2. Содержание дисциплины

Распределение лекционных часов по темам курса физики 5

3. Аудиторные и внеаудиторные занятия 14

3.1. Распределение часов по видам занятий 14

3.2. Распределение часов по видам и темам

аудиторных занятий и СРС 15

3.3. Темы практических занятий

Распределение часов по темам занятий 16

3.4. Перечень лабораторных работ 16

3.5. Перечень лабораторных работ, выполняемых на ПЭВМ 19

3.6. Внеаудиторная самостоятельная работа 20

4. Учебно-методические материалы по дисциплине 23

4.1. Литература основная 23

4.2. Литература дополнительная 24

4.3. Методические рекомендации по преподаванию дисциплины 24

  1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

Учебная программа по дисциплине «Физика» предназначена для подготовки бакалавров и дипломированных специалистов по специальностям технического направления и составлена согласно Государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования для указанных специальностей.

Курс физики совместно с курсом высшей математики составляет основу теоретической подготовки инженеров и играет роль фундаментальной физико-математической базы, без которой невозможна успешная деятельность инженера любого профиля.

Фундаментальный курс физики должен решать три взаимосвязанные задачи:

  1. Образовательную – сообщать студентам логически упорядоченные знания о наиболее общих и важных законах природы, познакомить их с современной научной аппаратурой, сформировать навыки проведения физического эксперимента.

  2. Развивающую – научить студентов использовать полученные знания для анализа явлений природы и конкретных задач будущей специальности.

  3. Воспитательную – формировать на основе этих знаний естественно-научное мировоззрение, развивать способность к познанию и культуру мышления.

Данная программа отражает современное состояние физики и ее приложений. В ней естественным образом сочетаются макро- и микроскопические подходы. В ее разделах вскрыты внутренние логические связи.

В программе приведены темы курса физики, рассматриваемые на лекциях; представлен перечень тем, выносимых на самостоятельное изучение; приведены темы практических занятий; список лабораторных работ, выполняемых в семи учебных лабораториях, включая лабораторию моделирования физических процессов.

В результате изучения курса физики студент должен

  • иметь представление:

  • о Вселенной в целом как физическом объекте и ее эволюции;

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

  • о дискретности и непрерывности в природе;

  • о соотношении порядка и беспорядка в природе, упорядоченности строения объектов, переходах в неупорядоченное состояние и наоборот;

  • о динамических и статических закономерностях в природе;

  • о фундаментальных константах естествознания;

  • о принципах симметрии и законах сохранения;

  • о соотношениях эмпирического и теоретического в познании;

  • об индивидуальном и коллективном поведении объектов в природе;

  • знать и уметь использовать:

  • фундаментальные законы и теории классической и современной физики,

  • методы физического исследования и моделирования;

  • уметь выделять физическое содержание в прикладных задачах будущей деятельности;

  • овладеть:

  • приемами и методами решения конкретных задач из различных областей физики,

  • навыками использования в практике важнейших физических измерительных приборов и приемов.

  1. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Распределение лекционных часов по темам курса физики

1 семестр

Введение

Физика как наука. Наиболее общие понятия и теории. Методы физического исследования: опыт, гипотеза, эксперимент, теория. Роль физики в развитии техники и влияние техники на развитие физики. Роль физики в образовании. Общая структура и задачи курса физики. - 0,5 часа.

  1. Физические основы механики

Предмет механики. Классическая и квантовая механика. Нерелятивистская и релятивистская классическая механика. Кинематика и динамика. Основные физические модели: материальная точка, система частиц, абсолютно твердое тело, сплошная среда. - 0,5 часа.

1.1. Элементы кинематики

Пространственно-временные отношения. Относительность движения. Система отсчета. Кинематическое описание движения. Перемещение, скорость, ускорение. Кинематика движения по криволинейной траектории. Тангенциальная и нормальная составляющие ускорения. Движение по окружности. Угловая скорость и угловое ускорение. Связь между угловыми и линейными характеристиками движения. - 2 часа.

1.2. Элементы динамики частиц

Понятие состояния частиц в классической механике. Основная задача динамики. Масса, импульс, сила. Современная трактовка законов Ньютона. Понятие инерциальной и неинерциальной систем отсчета. Уравнения движения. Границы применимости классического способа описания движения частиц. - 1 час.

1.3. Законы сохранения импульса и механической энергии

Понятие замкнутой системы. Закон сохранения и изменения импульса. Центр инерции. Закон движения центра масс. Реактивное движение. Уравнение Мещерского. Работа. Мощность. Кинетическая энергия. Консервативные и диссипативные силы. Потенциальная энергия. Закон сохранения и изменения энергии в механике. Законы сохранения и симметрия пространства и времени. - 2 часа.

1.4. Элементы механики твердого тела

Движение твердого тела. Кинетическая энергия твердого тела, совершающего поступательное и вращательное движения. Момент инерции твердых тел разной формы. Теорема Штейнера. Момент силы. Уравнения движения твердого тела, вращающегося вокруг неподвижной оси. Момент импульса. Закон сохранения и изменения момента импульса. - 3 часа.

1.5. Принцип относительности Галилея

Принцип относительности Галилея. Преобразования Галилея. Инварианты преобразования. Описание движения в неинерциальных системах отсчета. Силы инерции. - 1 час.

1.6. Элементы релятивистской динамики

Постулаты специальной теории относительности Эйнштейна. Преобразования Лоренца для координат и времени. Следствия из преобразований Лоренца. Релятивистский импульс. Инвариантность уравнений движения относительно преобразований Лоренца. Полная энергия частицы. Закон сохранения четырехмерного вектора энергии-импульса. - 3 часа.

2. Механика колебаний и волн

Общие представления о колебательных и волновых процессах. Единый подход к описанию колебаний и волн различной физической природы.

2.1. Кинематика гармонических колебаний

Амплитуда, круговая частота и фаза гармонических колебаний. Комплексная форма представления гармонических колебаний. Скорость, ускорение гармонических колебаний. Сложения скалярных и векторных колебаний. Векторные диаграммы. Биения. Фигуры Лиссажу. - 1 час.

2.2. Гармонический осциллятор

Движение системы вблизи устойчивого положения равновесия. Модель гармонического осциллятора. Примеры гармонических осцилляторов: математический, физический маятники, груз на пружине. Энергия гармонического осциллятора. Свободные затухающие колебания. Коэффициент затухания. Логарифмический декремент. Добротность. Вынужденные механические колебания. Амплитуда и фаза вынужденных колебаний. Резонанс. Резонансные кривые. Параметрический резонанс. - 3 часа.

2.3. Волновые процессы

Волны в упругой среде. Продольные и поперечные волны. Уравнение плоской волны. Длина волны, волновой вектор, фазовая скорость. Принцип суперпозиции волн. Групповая скорость. Интерференция волн. Стоячие волны. Энергетические характеристики упругих волн. Вектор Умова. Эффект Допплера.

- 2 часа.

3. Статистическая физика и термодинамика

Динамические и статистические закономерности в физике. Термодинамический и статистический методы. Термодинамические параметры. Равновесные состояния и процессы.

3.1. Элементы молекулярно-кинетической теории

Макроскопическое состояние. Физические величины и состояния физических систем. Макроскопические параметры как средние значения. Тепловое равновесие. Модель идеального газа. Уравнение состояния идеального газа. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории. Понятие о температуре. - 1 час.

3.2. Функции распределения в классической физике

Микроскопические параметры. Вероятность и флуктуации. Распределение Максвелла. Скорости теплового движения молекул. Средняя кинетическая энергия молекул. Распределение Больцмана. Классическая теория теплоемкости газов и ее недостатки. - 2 часа.

3.3. Явления переноса

Понятие о физической кинетике. Время релаксации. Средняя длина свободного пробега молекул, среднее число столкновений. Диффузия. Коэффициент диффузии. Теплопроводность. Коэффициент теплопроводности. Вязкость. Коэффициент вязкости.

- 2 часа.

3.4. Элементы термодинамики

Внутренняя энергия. Закон равнораспределения энергии по степеням свободы молекулы. Работа газа при изменении его объема. Количество теплоты. Первое начало термодинамики. Применение первого начала термодинамики к изопроцессам. Адиабатический процесс. Обратимые и необратимые процессы. Циклические процессы. Цикл Карно. Коэффициент полезного действия тепловых машин. Энтропия и ее статистический смысл. Энтропия как количественная мера хаотичности. Переход от порядка к беспорядку в состоянии теплового равновесия. Второй закон термодинамики. Теорема Нернста. - 4 часа.

3.5. Реальные газы, жидкости и кристаллы

Силы межмолекулярного взаимодействия. Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Переход из газообразного состояния в жидкое. Критические параметры. Представления о структуре жидкостей, ближнем порядке, радиальной функции распределения. Твердые тела. Ближний и дальний порядок в расположении атомов. Кристаллические решетки. Фазовые переходы между агрегатными состояниями вещества. Фазовые переходы 1 и 2 рода. - 4 часа.

2 семестр.

  1. Электричество и магнетизм

Предмет классической электродинамики. Границы применимости классической электродинамики.

4.1. Электростатическое поле в вакууме

Электрический заряд и его свойства. Закон сохранения заряда. Закон Кулона. Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции. Электрический диполь. Поток вектора напряженности. Теорема Гаусса. Применение теоремы Гаусса. Работа электрического поля. Циркуляция вектора напряженности. Потенциал. Разность потенциалов. Связь потенциала с напряженностью поля. - 4 часа.

4.2. Электростатическое поле в веществе

Типы диэлектриков. Виды поляризации. Поляризованность. Плоский конденсатор с диэлектриком. Свободные и связанные заряды. Диэлектрическая проницаемость среды. Электрическое смещение. Теорема Гаусса для электрического поля в диэлектрике. Граничные условия на поверхности раздела двух диэлектриков.

Проводник в электростатическом поле. Распределение зарядов на проводнике. Электрическое поле внутри и вне проводника. Электростатическая защита. Электрическая емкость. Конденсаторы. Энергия электрического поля. Энергия электростатического поля. - 5 часов.

4.3. Постоянный электрический ток

Условия существования тока. Сторонние силы. Электродвижущая сила. Источники Э.Д.С. Законы Ома и Джоуля-Ленца в локальной форме. Закон Ома для замкнутой цепи и участка цепи, содержащего источник Э.Д.С. Закон сохранения энергии для замкнутой цепи. Правила Кирхгофа.

Работа выхода электронов из металла. Термоэлектронная эмиссия. Ток в газах. Понятие о плазме. - 3 часа.

4.4. Магнитное поле в вакууме

Магнитное поле тока. Вектор магнитной индукции. Закон Ампера. Магнитное взаимодействие токов. Определение силы тока – ампера. Сила Лоренца. Закон Био-Савара-Лапласа. Принцип суперпозиции. Магнитное поле прямолинейного и кругового тока (циркуляция вектора магнитной индукции). Магнитное поле длинного соленоида. Магнитный поток. Теорема Гаусса для магнитного поля. Контур с током в магнитном поле. Момент сил, действующих на виток с током в магнитном поле. Работа перемещения проводника с током в магнитном поле. - 6 часов.

4.5. Магнитное поле в веществе

Магнетики. Молекулярные токи. Магнитные моменты атомов. Намагниченность. Напряженность магнитного поля. Магнитная проницаемость. Диа-, пара- и ферромагнетики. Граничные условия на поверхности раздела двух магнетиков. - 4 часа.

4.6. Явление электромагнитной индукции

Электромагнитная индукция. Закон Фарадея. Правило Ленца. Индуктивность. Самоиндукция. Магнитная энергия тока. Взаимоиндукция. Плотность энергии магнитного поля. - 2 часа.

4.7. Электромагнитные колебания

Колебательный контур. Свободные затухающие колебания. Коэффициент затухания, логарифмический декремент, добротность контура. Вынужденные колебания в электрических цепях. - 1,5 часа.

4.8. Переменный электрический ток

Переходные процессы в цепях с емкостью и индуктивностью. Условия квазистационарности. Закон Ома для цепей переменного тока с омическим сопротивлением, емкостью и индуктивностью. Реактивное сопротивление. Мощность переменного тока. - 1,5 часа.

4.9. Уравнения Максвелла. Электромагнитные волны

Фарадеевская и Максвелловская трактовки явления электромагнитной индукции. Вихревое электрическое поле. Ток смещения. Система уравнений Максвелла в интегральной и дифференциальной формах. Плотность энергии электромагнитного поля. Инвариантность уравнений Максвелла относительно преобразований Лоренца.

Электромагнитные волны и их свойства. Скорость распространения электромагнитных волн. Волновое уравнение. Уравнение плоской электромагнитной волны. Энергетические характеристики электромагнитных волн. Вектор Пойнтинга. Излучение диполя. - 3 часа.

3 семестр

  1. Волновая оптика

Развитие представлений о природе света. Шкала электромагнитных волн.

5.1. Интерференция света

Понятие о когерентности. Расчет интерференционной картины от двух источников света. Пространственная и временная когерентность. Способы наблюдения интерференции. Интерференция в тонких пленках. Полосы равной толщины и равного наклона. Применение интерференции. - 3 часа.

5.2. Дифракция света

Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Дифракция Френеля на простейших преградах. Дифракция Френеля на щели. Расчет распределения интенсивности. Дифракционная решетка. Спектральное разложение. Дисперсия и разрешающая способность дифракционной решетки. Дифракция рентгеновских лучей. Принцип голографии. - 4 часа.

5.3. Взаимодействие электромагнитных волн с веществом

Дисперсия света. Электронная теория дисперсии. Нормальная и аномальная дисперсии. Поглощение света. Закон Бугера-Ламберта. - 2 часа.

Поляризация света. Естественный и поляризованный свет. Закон Малюса. Поляризация света при отражении и преломлении на границе раздела двух диэлектрических сред. Закон Брюстера. Двойное лучепреломление в анизотропных средах. Искусственная анизотропия. Метод фотоупругости. Вращение плоскости поляризации.

Элементы нелинейной оптики. - 3 часа.

  1. Квантовая физика

6.1. Тепловое излучение

Спектральные характеристики теплового излучения. Закон Кирхгофа. Законы излучения абсолютно черного тела. Противоречия классической физики. Квантовая гипотеза Планка.

3 часа

6.2. Фотоэлектрический эффект. Фотоны

Внешний фотоэффект и его законы. Уравнение Эйнштейна. Энергия и импульс световых фотонов. Эффект Комптона. Давление света. - 2 часа.

6.3. Корпускулярно-волновой дуализм

Гипотеза де-Бройля. Дифракция электронов и нейтронов. Соотношение неопределенностей. - 2 часа.

6.4. Квантовые состояния. Уравнение Шредингера

Состояние микрочастицы. Волновая функция и ее статистический смысл. Суперпозиция состояний. Амплитуда вероятностей. Временное уравнение Шредингера. Стационарное уравнение Шредингера. Частица в одномерной потенциальной яме. Прохождение частицы через потенциальный барьер. Гармонический осциллятор в квантовой механике. - 4 часа.

6.5. Атом

Модель атома Резерфорда и ее недостатки. Закономерности в спектре излучения атома водорода. Постулаты Бора. Теория Бора для водородоподобных систем.

Водородоподобные системы в квантовой механике. Квантовые числа, их физический смысл. Энергетичные уровни. Спектр излучения. Пространственное распределение плотности вероятности для электрона в атоме водорода. - 3 часа.

6.6. Многоэлектронные атомы

Спин электрона. Спиновое квантовое число. Неразличимость тождественных частиц в квантовой механике. Бозоны и фермионы. Принцип Паули. Распределение электронов в атоме по состояниям. Периодическая система элементов Д.И. Менделеева. Рентгеновские спектры. Природа сплошного и характеристического рентгеновских спектров. - 2 часа.

6.6.Элементы квантовой электроники

Спонтанное и вынужденное излучения фотонов. Вероятность переходов. Принцип работы квантового генератора. Особенности лазерного излучения. Применение лазеров. - 2 часа.

6.7.Элементы квантовой статистики и физики твердого тела

Акустические и оптические колебания кристаллической решетки. Понятие о фотонах. Теплоемкость кристаллической решетки. Внутренняя энергия и теплоемкость электронного газа в металлах.

Элементы зонной теории кристаллов. Энергетические зоны в кристаллах. Валентная зона и зона проводимости. Заполнение зон: металлы, диэлектрики, полупроводники.

Понятие о квантовых статистиках Бозе-Эйнштейна и Ферми-Дирака. Функции распределения. Уровень Ферми. Электропроводность металлов. Носители тока в металлах. Недостаточность классической электронной теории. Электронный ферми-газ в металле. Основы квантовой теории электропроводности металлов. Явление сверхпроводимости.

Куперовское спаривание электронов. Туннельный контакт. Эффект Джозефсона и его применение.

Собственная проводимость полупроводников. Примесная проводимость полупроводников. P-n переход и его свойства. - 8 часов.

6.8. Атомное ядро. Элементарные частицы

Строение атомных ядер. Модели ядер. Энергия связи. Взаимодействие нуклонов в ядре, свойства и природа ядерных сил.

Естественная и искусственная радиоактивности. Закон радиоактивного распада. Правила смещения. α- β- распады, γ-излучения.

Ядерные реакции. Реакция деления. Цепная реакция. Ядерный реактор. Термоядерный синтез. Энергия звезд. Управляемый термоядерный синтез.

Элементарные частицы. Систематика элементарных частиц. Типы взаимодействия. Космические лучи. - 6 часов.

3. АУДИТОРНЫЕ И ВНЕАУДИТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ

3.1.Распределение часов по видам занятий

Вид занятий и отчетности

Часы

I семестр

  1. Лекции

  2. Практические занятия

  3. Лабораторные занятия

  4. Всего аудиторных

  5. Экзамен

32

16

24

72

II семестр

  1. Лекции

  2. Практические занятия

  3. Лабораторные занятия

  4. Всего аудиторных

  5. Экзамен

30

14

20

64

III семестр

  1. Лекции

  2. Практические занятия

  3. Лабораторные занятия

  4. Всего аудиторных

  5. Экзамен

44

14

24

82

3.2.Распределение часов по видам аудиторных занятий и СРС

1.Направления подготовки бакалавров: 552800. Направления подготовки специалистов: 654600, 654700, 657500.

Разделы дисциплины

Аудиторные занятия

СРС

Всего

Лекции

Практ.

Лабор

I семестр

  1. Физические основы механики

  2. Механика колебаний и волн

  3. Статистическая физика и термодинамика

Итого за семестр

13

6

13

32

10

2

4

16

8

4

12

24

20

10

30

60

51

22

59

132

II семестр

  1. Электричество

  2. Магнетизм

Итого за семестр

12

18

30

6

8

14

10

10

20

22

30

52

50

66

116

III семестр

  1. Волновая оптика

  2. Квантовая физика ядра, атома, молекулы и твердого тела

Итого за семестр

12

32

44

6

8

14

8

16

24

24

46

70

50

102

152

Итого

106

44

68

182

400

2. Направление подготовки дипломированных специалистов: 654400.

Разделы дисциплины

Аудиторные занятия

СРС

Всего

Лекции

Практ.

Лабор

I семестр

1. Физические основы механики

2. Механика колебаний и волн

3. Статистическая физика и термодинамика

Итого за семестр

13

6

13

32

10

2

4

16

8

4

12

24

34

16

32

82

65

28

61

154

II семестр

1. Электричество

2. Магнетизм

Итого за семестр

12

18

30

6

8

14

10

10

20

34

42

76

62

78

140

III семестр

1. Волновая оптика

2. Квантовая физика ядра, атома, молекулы и твердого тела

Итого за семестр

12

32

44

6

8

14

8

16

24

30

62

92

56

118

174

Итого

106

44

68

250

468

1. Физические основы полупроводников и диэлектриков.

52

115

167



Скачать документ

Похожие документы:

  1. Методические рекомендации по преподаванию «Физической культуры»

    Методические рекомендации
    Введение третьего урока физической культуры обосновано многими факторами, в том числе значительным повышением уровня заболеваемости сердечно - сосудистой, дыхательной, нервной и пищеварительной систем, нарушениями опорно-двигательного
  2. Методические рекомендации по преподаванию учебных предметов с учетом примерного учебного плана

    Методические рекомендации
    Государственное образовательное учреждение дополнительного образования профессионального образования (повышения квалификации) специалистовСанкт-Петербургская академия постдипломного
  3. Методические рекомендации по изучению дисциплины «Отечественная история» для студентов Iкурса дневной формы обучения на основе модульного подхода

    Методические рекомендации
    Модульный подход в организации обучения студентов по дисциплине «Отечественная история»: Методическая разработка для студентов дневного факультета. – СПб.
  4. Методические рекомендации по изучению дисциплины и задания для контрольной работы студентам 2 курса по специальности 080502 «Экономика и управление на предприятии апк»

    Методические рекомендации
    Важнейшая задача товаропроизводителей сельскохозяйственной продукции - сохранение её качества в послеуборочный период. Если соблюдаются правила послеуборочной обработки и необходимые режимы хранения, то продукция не теряет потребительские
  5. Программа курса и методические рекомендации по изучению дисциплины для студентов технических специальностей Москва 2005

    Программа курса
    Преподавание обще-гуманитарной дисциплины «Правоведение» ведётся на курсе обучения в течение 1 семестра и необходимо для получения начальных знаний по основным отраслям права.

Другие похожие документы..