ФИЗИКА

Методическое пособие для студентов заочного отделения специальностей и направлений:

072100, 100100, 100500, 120100, 170600, 240500, 240600, 561100, 290300, 290700

Варнавских С.М., Есюкова Е.Е., Лазарева Н.И., Тельных Т.И., Шпилевая Л.Г.

Содержание.

Введение. 3

1. Общие методические указания. 3

   1. Методические указания по выполнению контрольных работ. 3

2. Методические материалы по разделам курса. 6

   1. Физические основы механики. Электричество и магнетизм. 6

      1. Основные формулы. 8

      2. Примеры решений задач. 17

      3. Контрольная работа №1 (Список задач). 31

   2. Физика колебаний и волн. Волновая оптика. 36

      1. Основные формулы. 37

      2. Примеры решения задач. 40

      3. Контрольная работа №2 (Список задач). 45

   3. Квантовая природа излучения. Элементы атомной и ядерной физики. 52

      1. Основные формулы. 52

      2. Примеры решения задач. 55

      3. Контрольная работа №3 (Список задач). 64

   4. Молекулярная физика и термодинамика. Элементы физики твердого тела. 68

      1. Основные формулы. 69

      2. Примеры решения задач. 73

      3. Контрольная работа №4 (Список задач). 80

3. Приложения. 86

   1. Справочные данные. 86

   2. Список учебной литературы по курсу. 91

   3. Учебная программа. 92

Введение.

Физика принадлежит к числу фундаментальных наук, составляющих основу теоретической подготовки буду­щих выпускников технического университета и играющих роль той базы, без которой немыслима успешная деятельность в любой отрасли современной техники.

Цели, задачи и содержание дисциплины «физика» определены в примерной программе Министерства образо­вания Российской Федерации «Москва 2000г.», а также в требованиях к обязательному минимуму содержания и уровню подготовки, обусловленным спецификой соответствующих государственных образовательных стан­дартов.

Основные задачи курса физики в техническом университете:

1. Формирование и развитие научного мышления через панораму наиболее универсальных законов, принципов, методов и моделей современной физики.

2. Формирование основ теоретической подготовки, позволяющей будущим специалистам ориентироваться в потоке научно-технической информации и использовать её в требуемых областях техники.

3. Усвоение основных физических законов, принципов, понятий классической и современной физики, а также методов физического исследования.

4. Ознакомление с методиками физического эксперимента и обработкой экспериментальных данных.

5. Выработка приёмов и навыков решения задач из разных областей физики, помогающих в дальнейшем решать конкретные инженерные задачи.

Данное учебно-методическое пособие разработано для студентов-заочников технических специальностей КГТУ.

1. Общие методические указания.

В соответствии с учебным планом студенты заочного отделения изучают курс физики во втором, третьем, четвёртом и пятом семестрах.

Виды аудиторных учебных занятий: установочные лекции, обзорные лекции, практические занятия, лабораторный практикум, консультации.

Занятия начинаются со второго семестра, в котором читается только установочная лекция, позволяющая начать самостоятельную работу по курсу физики.

Основной формой обучения студента-заочника является самостоятельная работа над учебным материалом, которая состоит в следующем:

• работа над учебниками и учебными пособиями;

• проработка установочных и обзорных лекций;

• выполнение контрольных работ;

• выполнение лабораторного практикума;

• участие в семинарских занятиях.

Контроль знаний осуществляется при защите лабораторных работ, выполненных во время сессии, при защите контрольных работ, решённых самостоятельно, а также при защите итоговой курсовой работы, если таковая имеется в учебном плане специальности. Кроме того, контроль знаний проводится в виде экзаменов и зачётов.

Успешное изучение курса физики возможно только при условии систематической самостоятельной работы. При этом целесообразно пользоваться одним учебником по разным разделам во избежание путаницы в обозначениях и утраты логической связи между отдельными темами.

1.1. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТОРОЛЬНАЫХ РАБОТ.

В процессе третьего, четвёртого и пятого семестров студент-заочник обязан выполнить четыре контрольные работы, содержащие задачи по основным разделам курса физики. Перед выполнением контрольной работы необходимо внимательно ознакомится с законами, уравнениями и формулами по теме данной контрольной работы, а также с примерами решения задач по данной тематике. Следует познакомится со справочными материалами, помещенными в конце данного методического пособия. Каждому студенту предстоит решить свой вариант задач, подобранный так, чтобы студент мог уяснить сущность основных физических законов, принципов, понятий. Контрольные работы позволяют закрепить теоретический материал курса.

Для инженерно-технических и технологических специальностей, учебными планами которых предусмотрено выполнение четырех контрольных работ по курсу физики, контрольные работы подразделяются следующим образом:

• в первую контрольную работу включаются разделы – физические основы механики, электричество и магнетизм;

• во вторую – физика колебаний и волн и волн, волновая оптика;

• в третью – квантовая природа излучения, элементы атомной и ядерной физики;

• в четвертую – молекулярная физика и термодинамика, элементы физики твёрдого тела.

Каждый вариант контрольных работы содержит по десять задач. Вариант задания контрольной работы определяется в соответствии с последней цифрой шифра по таблице контрольных работ. Если, например, последняя цифра 7, то студент в первой контрольной работе решает задачи 1.7, 1.17, 1.27, 1.37 и т.д. по строчке.

Выполнение контрольной работы и её оформление должно соответствовать общим требованиям, предъявляемым к выполнению контрольных работ в техническом университете:

1. на титульном листе необходимо указать номер контрольной работы, наименование дисциплины, наименование специальности, шифр, фамилию и инициалы студента, домашний адрес;

2. каждую задачу своего варианта переписывать полностью, а заданные физические величины выписывать отдельно, переводя их в систему единиц СИ.

3. решение задачи сопровождать пояснениями, при этом необходимо указывать основные законы и формулы, на которых оно базируется, а также выполнить чертёж, где это требуется;

4. при получении расчетной формулы для решения конкретной задачи приводить её вывод;

5. решать задачу сначала следует в общем виде, поясняя соответствующие буквенные выражения;

6. вычисления следует проводить подстановкой в расчётную формулу числовых величин ( в системе СИ );

7. правильность физического результата подтвердить подстановкой в расчётную формулу размерностей входящей в неё величин;

8. использовать справочные таблицы для нахождения констант;

9. для расчётов использовать микрокалькулятор, точность расчёта определять числом значащих цифр исходных данных;

10. в конце контрольной работы указать учебники и учебные пособия, использованные при решении;

11. выполнять контрольную работу аккуратно, делая записи разборчивым подчерком, оставляя поля для замечаний рецензиста.

Контрольные работы, оформленные без соблюдения указанных правил, а также работы, выполненные не по своему варианту возвращаются. При подаче работы на повторное рецензирование обязательно представлять её с первой рецензией.

ТАБЛИЦЫ ВАРИАНТОВ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ.

Контрольная работа №1 Тематика: Физические основы механики. Электричество и магнетизм

Вариант	Номера задач
1	1.1	1.11	1.21	1.31	1.41	1.51	1.61	1.71	1.81	1.91
2	1.2	1.12	1.22	1.32	1.42	1.52	1.62	1.72	1.82	1.92
3	1.3	1.13	1.23	1.33	1.43	1.53	1.63	1.73	1.83	1.93
4	1.4	1.14	1.24	1.34	1.44	1.54	1.64	1.74	1.84	1.94
5	1.5	1.15	1.25	1.35	1.45	1.55	1.65	1.75	1.85	1.95
6	1.6	1.16	1.26	1.36	1.46	1.56	1.66	1.76	1.86	1.96
7	1.7	1.17	1.27	1.37	1.47	1.57	1.67	1.77	1.87	1.97
8	1.8	1.18	1.28	1.38	1.48	1.58	1.68	1.78	1.88	1.98
9	1.9	1.19	1.29	1.39	1.49	1.59	1.69	1.79	1.89	1.99
10	1.10	1.20	1.30	1.40	1.50	1.60	1.70	1.80	1.90	1.100

Контрольная работа №2

Тематика: Физика колебаний и волн. Волновая оптика

Вариант	Номера задач
1	2.1	2.11	2.21	2.31	2.41	2.51	2.61	2.71	2.81	2.91
2	2.2	2.12	2.22	2.32	2.42	2.52	2.62	2.72	2.82	2.92
3	2.3	2.13	2.23	2.33	2.43	2.53	2.63	2.73	2.83	2.93
4	2.4	2.14	2.24	2.34	2.44	2.54	2.64	2.74	2.84	2.94
5	2.5	2.15	2.25	2.35	2.45	2.55	2.65	2.75	2.85	2.95
6	2.6	2.16	2.26	2.36	2.46	2.56	2.66	2.76	2.86	2.96
7	2.7	2.17	2.27	2.37	2.47	2.57	2.67	2.77	2.87	2.97
8	2.8	2.18	2.28	2.38	2.48	2.58	2.68	2.78	2.88	2.98
9	2.9	2.19	2.29	2.39	2.49	2.59	2.69	2.79	2.89	2.99
10	2.10	2.20	2.30	2.40	2.50	2.60	2.70	2.80	2.90	2.100