1 Общая характеристика дисциплины «Физика»

Обучение физике в вузе обеспечивает подготовку разносторонне развитой личности, способной ориентироваться в современной системе научных знаний, способной к активной социальной адаптации в обществе и самостоятельному жизненному выбору.

Изучение физики направлено на достижение следующих целей:

• освоение знаний о методах научного познания природы, о современной физической картине мира: свойствах вещества и поля, пространственно-временных закономерностях, динамических и статистических законах природы; знакомство с основами фундаментальных физических теорий;

• овладение умениями проводить наблюдения, планировать и выполнять эксперименты, обрабатывать результаты измерений, выдвигать гипотезы и строить модели;

• применение знания по физике для объяснения явлений природы, свойств вещества, принципов работы технических устройств, решения физических задач;

• обучение самостоятельного приобретения новых знаний;

• умение критически оценивать новую информацию физического содержания;

• использование современных информационных технологий для поиска

и переработки учебной и научно-популярной информации по физике;

• использование математических методов и логического обоснования выводов при изучении физических явлений и решении физических задач;

• развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей в процессе решения физических задач, выполнения экспериментальных исследований, подготовки докладов и рефератов;

• воспитание духа сотрудничества в процессе совместного выполнения задач, уважительного отношения к мнению оппонента при обсуждении проблем физического содержания, стремления к достоверности предъявляемой информации и обоснованности высказываемой позиции;

• приобретение компетентности в решении практических, жизненных задач, связанных с использованием физических знаний и умений для рационального природопользования и защиты окружающей среды, обеспечения безопасности жизнедеятельности человека и общества;

• приобретение основы для познания и освоения общетехнических дисциплин: технической механики, сопротивления материалов, электротехники, метрологии, а также специальных технических дисциплин.

В результате изучения курса физики студент должен

Иметь представление:

об объектах окружающего мира; о сущности изученных физических явлений;

об условиях возникновения явлений и их взаимосвязи с другими явлениями;

о роли математики и логики в изучении физики.

Понимать:

смысл физических понятий: физическое явление, физическая величина, модель, гипотеза, принцип, постулат, теория, пространство, время, инерциальная система отсчета, материальная точка, абсолютно твердое тело, идеальный газ, работа, теплота, свободные и вынужденные колебания резонанс, электрическое поле, магнитное поле, электромагнитные колебания, электромагнитное поле, электромагнитная волна, атом, квант, фотон, атомное ядро;

смысл физических величин: скорость, ускорение, масса, сила, давление, импульс, работа, мощность, механическая энергия, момент силы, момент импульса, момент инерции, период, частота, амплитуда колебаний, длина волны, внутренняя энергия, абсолютная температура, количество теплоты, удельная теплоемкость, удельная теплота парообразования, удельная теплота плавления, удельная теплота сгорания, энтропия, термодинамические потенциалы, электрический заряд, напряженность электрического поля, разность потенциалов, электроемкость, энергия электрического поля, сила электрического тока, электрическое напряжение, электрическое сопротивление, электродвижущая сила, магнитная индукция и напряженность магнитного поля, магнитный поток, индуктивность, энергия магнитного поля, магнитная проницаемость вещества, показатель преломления, оптическая сила линзы, амплитуда и фаза волны, оптическое расстояние;

смысл физических законов (формулировка, границы применимости)-

законы кинематики и динамики материальной точки и абсолютно твердого тела, законы сохранения, законы кинетической теории газов, законы термодинамики и электродинамики, законы геометрической и волновой оптики, постулаты теории относительности и квантовой механики; вклад российских и зарубежных ученых, оказавших наибольшее влияние на развитие физики.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен

Знать:

-основные физические явления и законы механики, электродинамики, оптики, атомной и ядерной физики и их математическое описание.

Уметь:

-выявлять физическую сущность явлений процессов в устройствах различной физической природы и выполнять применительно к ним простые технические расчеты.

Владеть:

-инструментарием для решения физических задач в своей предметной области, методами анализа физических явлений в технических устройствах и системах.

В результате освоения дисциплины у обучающегося должны быть сформированы следующие компетенции:

ОК-1: знание базовых ценностей мировой культуры и готовность опираться на них в своем личностном и общекультурном развитии; владение культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения.

Знать:

уровень 1 – историю мировой культуры и ее базовые ценности;

уровень 2 - взаимосвязь различных элементов культуры (наука, искусство и религия);

уровень 3 – взаимовлияние различных времен и народов.

Уметь:

уровень 1 – анализировать культурные ценности и нормы;

уровень 2-анализировать основные экономические категории и экономическую терминологию;

уровень 3 – анализировать современные социально значимые процессы и явления.

Владеть:

уровень 1 – навыками уважительного и бережного отношения к историческому наследию и культурным традициям;

уровень 2 - навыками толерантного восприятия социальных и культурных различий;

уровень 3 – навыками культуры мышления, способностью к восприятию информации, обобщению и анализу.

ПК-1: способность применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования

Знать:

уровень 1 – методы дифференциального и интегрального исчисления, теорию вероятности и математическую статистику для использования в лабораторном практикуме и при решении практических задач.

уровень 2 - методы дифференциального и интегрального исчисления, теорию вероятности и математическую статистику, методы дискретной математики (численное) для использования в лабораторном практикуме и при решении практических задач.

уровень 3 – методы дифференциального и интегрального исчисления, теорию вероятности и математическую статистику, методы дискретной математики (численное) и применение компьютерных методов (работа в пакетах Mathlab, MathCad, FlexPDE, Comsol и др.) для использования в лабораторном практикуме и при решении практических задач.

Уметь:

уровень 1 – выбирать методы математического анализа, применяемые к моделированию физических закономерностей для решения практических задач;

уровень 2 - оценивать ограничения методов математического анализа и моделирования физических закономерностей для решения практических задач;

уровень 3 – сравнивать между собой различные методы математического анализа и моделирования физических закономерностей для выбора оптимального способа решения практических задач.

Владеть:

уровень 1 – методами математического анализа физических явлений и процессов для решения практических задач (расчета технических устройств), связанных с одной физической закономерностью;

уровень 2 - методами математического анализа физических явлений и процессов для решения практических задач (расчета технических устройств), ограниченных одним разделом физики;

уровень 3 – методами математического анализа физических явлений и процессов для решения практических задач (расчета технических устройств), относящихся к нескольким разделам физики.

ПК-2: способность использования знания о современной физической картине мира и эволюции Вселенной, пространственно-временных закономерностях, строении вещества для понимания окружающего мира и явлений.

Знать:

уровень 1 – фундаментальные понятия и законы классической физики: физические основы механики, электричества и магнетизма, физики колебаний и волн, статистической физики и термодинамики;

уровень 2 - фундаментальные понятия и законы классической и современной физики: физические основы механики, электричества и магнетизма, физики колебаний и волн, статистической физики и термодинамики, квантовой физики, атомной и ядерной физики;

уровень 3 – фундаментальные понятия и законы классической и современной физики: физические основы механики, электричества и магнетизма, физики колебаний и волн, статистической физики и термодинамики, квантовой физики, атомной и ядерной физики и иметь представление о перспективах их развития.

Уметь:

уровень 1 - составлять и анализировать уравнения описывающие закономерности механических свойств физических объектов окружающего нас мира;

уровень 2 - составлять и анализировать уравнения описывающие закономерности механических и тепловых свойств физических объектов окружающего нас мира;

уровень 3 - составлять и анализировать уравнения описывающие закономерности механических, тепловых и электрических свойств физических объектов окружающего нас мира.

Владеть:

уровень 1 – классическими математическими методами решения физических задач в своей предметной области, методами анализа физических явлений в технических устройствах и системах;

уровень 2 – современными математическими методами решения физических задач в своей предметной области, методами анализа физических явлений в технических устройствах и системах;

уровень 3 – классическими и современными методами решения физических задач, а также методами компьютерного моделирования в своей предметной области, методами анализа физических явлений в технических устройствах и системах.

ПК-3: способность приобретать новые математические и естественнонаучные знания, используя современные образовательные и информационные технологии.

Знать:

уровень 1 – классические способы представления естественнонаучных знаний в современном мире (книги, журналы и т.п.);

уровень 2 – современные способы представления естественнонаучных знаний (кино - , радио - и видеопродукция и т.п.);

уровень 3 – способы представления естественнонаучных знаний в компьютеризированном виде и сети Интернет.

Уметь:

уровень 1 - находить источники печатной естественнонаучной литературы;

уровень 2 - находить источники видео- и аудиопродукции по естественнонаучной тематике;

уровень 3 - находить компьютерные базы естественнонаучных данных и знаний в сети интернет.

Владеть:

уровень 1 – приёмами и способами выделения необходимых естественнонаучных знаний из полученного объёма печатной информации;

уровень 2 – приёмами и способами выделения необходимых естественнонаучных знаний из полученного объёма видео- и аудиоинформации;

уровень 3 – приёмами и способами выделения необходимых естественнонаучных знаний из полученного объёма информации в сети интернет.

Основная литература по разделу «Оптика и квантовая физика»:

Л1.1 Савельев И.В., Савельев В.И. Курс общей физики: в 4-х т.- Москва: Кнорус, 2009

Дополнительная литература

Д1 Савельев И.В. Сборник вопросов и задач по общей физике: учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по направлениям 510000 «Естественные науки и математика», 540000 «Педагогические науки», 550000 «Технические науки». – СПб.: Лань, 2007.

Электронные ресурсы

Э1. http://i-exam.ru

Э2. http://www.fcior.ru

Э3. http://www.edu.ru

Э4. http://window.edu.ru

Э5. http://physics/nad.ru