Физика. РПД Физика. Рабочая программа дисциплины физика Направление подготовки (специальность) 27. 03. 04 Управление в технических системах
 Скачать 140.24 Kb.
|
|
Раздел 1. Физические основы классической механики. Основы молекулярной физики и термодинамики 1. Кинематика материальной точки: скорость, ускорение. Нормальное и тангенциальное ускорения. Радиус кривизны траектории. 2. Кинематика вращательного движения твёрдого тела. Угловая скорость и ускорение, их связь с линейными. 3. Динамика материальной точки и поступательного движения твёрдого тела. Закон инерции. Масса, сила, импульс. Второй закон Ньютона. Закон сохранения импульса. Третий закон Ньютона. Центр масс механической системы и закон его движения. 4. Энергия и работа силы. Кинетическая энергия. Силовое поле. Потенциальная энергия, её связь с силой. Закон сохранения энергии (упругий и неупругий удар). 5. Динамика вращательного движения. Моменты силы и импульса относительно центра и оси. Уравнение динамики вращения. Кинетическая энергия вращения, момент инерции. Закон сохранения момента импульса. 6. Постулаты специальной теории относительности. Преобразование Лоренца. Относительность длин и промежутка времени. Понятие о релятивистской динамике. Закон взаимосвязи массы и энергии. 7. Малые колебания. Гармонический осциллятор. Уравнение гармонических колебаний. Пружинный, физический и математический маятники. 8. Преобразование Галилея. Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции. 9.Молекулярно-кинетическая теория (МКТ). Давление идеального газа в МКТ. Уравнение Кла-пейрона- Менделеева. Закон Дальтона. 10. Первое начало термодинамики. Внутренняя энергия идеального газа. Работа газа при изменении объема. Теплота и теплоемкость. Закон равнораспределения энергии по степеням свободы. 11. Изопроцессы и адиабатический процесс в идеальных газах. Работа и теплоемкость в этих про-цессах. Уравнение Майера. Молекулярно-кинетическая теория теплоемкости. 12. Классическая статистика. Распределение Максвелла и Больцмана для молекул идеального газа. Барометрическая формула. 13. Явления переноса. Диффузия, теплопроводность, внутреннее трение. Число столкновений и средняя длина свободного пробега молекул. Опытные законы явлений переноса и их молекулярно- кинетическая теория. 14. Обратимые и необратимые процессы, циклы. Цикл Карно и его КПД. Второе начало термоди-намики. Энтропия. Энтропия идеального газа. Статистический смысл второго начала термодинамики. Теорема Нернста. 15. Поверхностное натяжение. 16. Смачивание и капиллярные явления. Раздел 2. Электричество и магнетизм 1. Напряжённость поля, принцип суперпозиции, силовые линии. Поток напряжённости, теорема Гаусса. Применение ее для расчета электростатических полей. 2. Работа поля по перемещению заряда. Потенциал электрического поля, его связь с напряжённо-стью. Энергия системы зарядов. Проводники в электростатическом поле. Распределение зарядов и поля в проводнике. 3. Электрическое поле в диэлектриках. Полярные и неполярные молекулы, поляризованность. Теорема Гаусса для неё. Электрическое смещение, относительная диэлектрическая проницаемость, поле в диэлектрике. 4. Электроёмкость. Конденсаторы. Энергия заряжённого проводника и конденсатора. Объёмная плотность энергии электрического поля. 5. Электрический диполь. Поле диполя. 6. Электрический ток, его характеристика и условия существования. Обобщённый закон Ома. Разность потенциалов, электродвижущая сила, напряжение. Закон Джоуля – Ленца. Правила Кирхгофа. 7. Магнитное поле и его индукция. Закон Ампера. Закон Био-Савара-Лапласа. Магнитное поле прямого проводника с током и кругового тока. Магнитный момент витка с током. 8. Циркуляция вектора магнитной индукции в вакууме. Поле соленоида и тороида. Магнитный поток, теорема Гаусса для магнитного поля. 9. Сила Лоренца. Движение заряжённых частиц в электрическом и магнитном полях. Контур с током в магнитном поле. Работа перемещения проводника и контура с током в магнитном поле. 10. Явление и закон электромагнитной индукции .Самоиндукция и индуктивность. Взаимная индукция. Объёмная плотность энергии магнитного поля. 11. Магнитное поле в веществе. Намагниченность. Напряжённость магнитного поля, её циркуляция. Магнитная проницаемость среды. Ферромагнетики. 12. Колебательный контур, свободные незатухающие и затухающие колебания, апериодический процесс. Вынужденные электромагнитные колебания, резонанс. Раздел 3. Оптика и атомная физика 1. Когерентность и интерференция световых волн. Расчёт интерференционной картины от двух источников. Интерференция света в тонких плёнках, полосы равной толщины и равного наклона. 2. Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля: расчёт дифракции света на круглом отверстии и одной щели. Дифракция света на решётке. Пространственная дифракционная решетка. 3. Естественный и поляризованный свет. Закон Брюстера. Двойное лучепреломление. Закон Малюса. Поляроиды и поляризационные призмы. Искусственная оптическая анизотропия. Оптически активные вещества. Эффекты Керра и Фарадея. 4. Тепловые излучения. Абсолютно чёрное тело. Законы Кирхгофа и Стефана-Больцмана и Вина. Квантовая гипотеза и формула Планка. Пирометрия. 5. Фотоэффект, уравнение Эйнштейна для него. Экспериментальное подтверждение квантовых свойств света. Фотоны, их масса и импульс. Давление света. Оптическая пирометрия. 6. Эффект Комптона. 7. Опытное обоснование корпускулярно-волнового дуализма вещества. Формула Луи де Бройля. Соотношение неопределённостей Гейзенберга. 8. Волновая функция и её статический смысл. Уравнение Шредингера. Стационарные состояния. Свободная частица. Частица в одномерной прямоугольной потенциальной яме. 9. Модель атома Томсона и Резерфорда. 10. Атом водорода по Бору. 11. Заряд, размер и масса атомного ядра, энергия связи ядра и дефект массы. Ядерные силы, модели ядра. Радиоактивный распад ядер. Лабораторная работа. Перечень вопросов (задач, заданий, тем, комплекта тестовых заданий): Адрес нахождения электронного учебного издания http://bibl.rusoil.net/base_docs/UGNTU/Sterlitamak/Shulaev19.pdf Механика : учебно-методическое пособие к выполнению лабораторных работ http://bibl.rusoil.net/base_docs/UGNTU/Sterlitamak/Shulaev17.pdf Молекулярная физика : учебно-методическое пособие к выполнению лабораторных работ http://bibl.rusoil.net/base_docs/UGNTU/Sterlitamak/Shulaev21.pdf Электричество и магнетизм : учебно-методическое пособие к выполнению лабораторных работ http://bibl.rusoil.net/base_docs/UGNTU/Sterlitamak/Shulaev20.pdf Оптика и атомная физика : учебно-методическое пособие к выполнению лабораторных работ Включенные в методические пособия лабораторные работы соответствуют основному содержанию указанного раздела физики. Методические указания к каждой лабораторной работе имеют тот минимум теоретического материала, который необходим студенту для самостоятельного изучения и понимания сущности физических явлений, закономерностей и процессов, моделируемых в лаборатории. Более глубокое изучение, поставленных в лабораторных работах, вопросов возможно при использовании рекомендованной литературы. Методические указания к каждой лабораторной работе составлены по следующей схеме: 1. Название работы. 2. Цель работы. 3. Краткие теоретические сведения. 4. Описание экспериментальной установки. 5. Порядок выполнения работы. 6. Обработка результатов измерений. 7. Контрольные вопросы. Контрольные вопросы к лабораторным работам Раздел 1. Физические основы классической механики. Основы молекулярной физики и термодинамики 1.Закон инерции. Масса, сила, импульс. Второй закон Ньютона. Закон сохранения импульса. Третий закон Ньютона. Центр масс механической системы и закон его движения. 2.Энергия. Кинетическая энергия. Потенциальная энергия, её связь с силой. Закон сохранения энергии (упругий и неупругий удар). 3. Динамика вращательного движения. Моменты силы и импульса относительно центра и оси. Уравнение динамики вращения. Кинетическая энергия вращения, момент инерции. Закон сохранения момента импульса. 4.Молекулярно-кинетическая теория (МКТ). Давление идеального газа в МКТ. Уравнение Кла-пейрона- Менделеева. Закон Дальтона. 5. Первое начало термодинамики. Внутренняя энергия идеального газа. Работа газа при изменении объема. Теплота и теплоемкость. Закон равнораспределения энергии по степеням свободы. 6. Изопроцессы и адиабатический процесс в идеальных газах. Работа и теплоемкость в этих про-цессах. Уравнение Майера. Молекулярно-кинетическая теория теплоемкости. 7. Явления переноса. Диффузия, теплопроводность, внутреннее трение. Число столкновений и средняя длина свободного пробега молекул. Опытные законы явлений переноса и их молекулярно- кинетическая теория. 8. Обратимые и необратимые процессы, циклы. Цикл Карно и его КПД. Второе начало термоди-намики. Энтропия. Энтропия идеального газа. Статистический смысл второго начала термодинамики. Теорема Нернста. Раздел 2. Электричество и магнетизм 1. Электрический заряд и поле. Напряжённость поля, принцип суперпозиции, силовые линии. Поток напряжённости, теорема Гаусса.. 2. Работа поля по перемещению заряда. Потенциал электрического поля, его связь с напряжённо-стью. Энергия системы зарядов. 3. Электроёмкость. Конденсаторы. Энергия заряжённого проводника и конденсатора. Объёмная плотность энергии электрического поля.. 4. Электрический ток, его характеристика и условия существования. Обобщённый закон Ома. Разность потенциалов, электродвижущая сила, напряжение. Закон Джоуля – Ленца. Правила Кирхгофа. Классическая электронная теория электропроводности металлов. Её опытные обоснования. Границы применимости закона Ома. 5. Магнитное поле и его индукция. Закон Ампера. Закон Био-Савара-Лапласа. Магнитное поле прямого проводника с током и кругового тока. Магнитный момент витка с током. 6. Явление и закон электромагнитной индукции – его выводы на основе закона сохранения энергии и электронной теории. Самоиндукция и индуктивность. Взаимная индукция. Объёмная плотность энергии магнитного поля. Раздел 3. Оптика и атомная физика 1. Когерентность и интерференция световых волн. Расчёт интерференционной картины от двух источников. Интерференция света в тонких плёнках, полосы равной толщины и равного наклона. Просветление оптики. 2. Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля: расчёт дифракции света на круглом отверстии и одной щели. Дифракция света на решётке. Пространственная дифракционная решетка. 3. Естественный и поляризованный свет. Закон Брюстера. Двойное лучепреломление. Закон Малюса. Поляроиды и поляризационные призмы. Искусственная оптическая анизотропия. Оптически активные вещества. Эффекты Керра и Фарадея. 4. Электронная теория дисперсии света. 5. Тепловые излучения. Абсолютно чёрное тело. Законы Кирхгофа и Стефана-Больцмана и Вина. Квантовая гипотеза и формула Планка. Оптическая пирометрия. 6. Фотоэффект, уравнение Эйнштейна для него. Экспериментальное подтверждение квантовых свойств света, применение фотоэффекта. Фотоны, их масса и импульс. Давление света. 7. Контакт электронного и дырочного полупроводника. Контактная разность потенциалов. Термоэлектрические явления Зеебека, Пельтье. Компьютерное тестирование. Перечень вопросов (задач, заданий, тем, комплекта тестовых заданий): Время испытания составляет 60 минут, тест проходят на сайте http://testirov.rusoil.net. Результаты тестирования доводятся до обучающихся по окончании времени тестирования. Примеры вариантов тестовых заданий для текущего контроля успеваемости обучающихся по дисциплине «Физика» приведены в разделе Файлы Примеры тестов: Номер: 2.755.7.43.3 Задание: Газ расширяется адиабатически, причем объем его увеличивается вдвое, а термодинамическая температура падает в 1,32 раза. Какое число степеней свободы i имеют молекулы этого газа? Ответы: 1). 3 2). 4 3). 5 4). 6 5). 1,5 Номер: 3.755.12.1.1 Задание: Сила тока равна… Ответы: 1). Заряду, проходящему в единицу времени через сечение проводника 2). Энергии, выделяющейся в единице объема проводника за единицу времени 3). Работе, совершенной суммарным полем кулоновских и сторонних сил на участке цепи при перемещении единичного положительного заряда 4). Силе, действующей на заряд со стороны электрического поля 5). Алгебраической сумме зарядов, охватываемых этой поверхностью Номер: 3.755.11.1.2 Задание: Какие заряды можно считать точечными? Ответы: 1). Размеры которых совпадают с размерами элементарного заряда 2). Размеры которых малы по сравнению с расстоянием между ними 3). Размеры которых не превышают 10-3м 4). Одноименные шаровые 5). Разноименные шаровые Номер: 3.755.13.1.4 Задание: Найти напряжённость Н магнитного поля в центре кругового проволочного витка радиусом R = 1 см, по которому течёт ток I = 1 А. Ответы: 1). 64 А/м 2). 25 А/м 3). 41 А/м 4). 50 А/м 5). 38 А/м Номер: 2.755.16.2.5 Задание: С помощью линзы на экране получено действительное изображение электрической лампочки. Как изменится изображение, если закрыть левую половину линзы? Ответы: 1). Исчезнет правая сторона изображения 2). Исчезнет левая сторона изображения 3). Изображение сместится влево 4). Изображение сместится вправо 5). Изображение останется на том же месте, но будет менее ярким Аннотация к рабочей программе дисциплины Физика Направление подготовки (специальность): 27.03.04 Управление в технических системах Направленность: профиль«Системы и средства автоматизации технологических процессов» Уровень высшего образования: бакалавриат Форма обучения: очная;заочная; Кафедра, обеспечивающая преподавание дисциплины: Информатика, математика и физика (ИМФ);
Разработчик(и):
СОГЛАСОВАНО Заведующий кафедрой АТИС______________Е.А. Муравьева |