13

Учреждение образования «Белорусский государственный университет транспорта»

УТВЕРЖДАЮ

Ректор учреждения образования

«Белорусский государственный университет транспорта»

________________________В. И. Сенько

« 02 »_03___2009 г.

Регистрационный № УД – Е.05.13 / баз.

ФИЗИКА

Учебная программа для специальности

1 – 37 02 04 Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте.

2009 г.

СОСТАВИТЕЛИ

М. В. Буй, доцент кафедры «Физика» учреждения образования «Белорусский государственный университет транспорта», к. ф-м. н., доцент.

РЕЦЕНЗЕНТЫ

П. А. Хило, заведующий кафедрой «Физика» учреждения образования Гомельский государственный технический университет имени П. О. Сухого, д. ф-м. н., профессор

О. В. Холодилов, заведующий кафедрой «Неразрушающий контроль и техническая диагностика» учреждения образования «Белорусский государственный университет транспорта», д.т.н., профессор.

РЕКОМЕНДОВАНА К УТВЕРЖДЕНИЮ

Кафедрой «Физика» учреждения образования «Белорусский государственный университет транспорта»

(протокол № 5 от « 09 » января 2009 г.)

Научно-методическим советом учреждения образования «Белорусский государственный университет транспорта»

(протокол № _3___ от « 24 » __02__2009 г.)

Ответственный за выпуск: М. В. Буй

Пояснительная записка

Программа предназначена для подготовки инженеров по специальностям технического профиля. Программа отражает современное состояние физической науки. Разделы программы построены по признаку максимальной общности физических свойств рассматриваемых систем, явлений или процессов. Это, с одной стороны, дает возможность изучать свойства объектов и явлений в наиболее общем виде и, с другой стороны, позволяет представить различные физические законы в их единстве. Такой подход, в свою очередь, допускает применение в одном разделе классических, квантовых, статистических и других методов исследования. Основными акцентами программы являются: организация учебного процесса и изучение материала в тесной связи с современными техническими применениями, развитие навыков и умений в проведении экспериментальных исследований, анализе и изложении полученной технической информации.

Цели изучения курса физики состоят в следующем:

• значительно расширить на основе преемственности между средней и высшей школой объем новых конкретных знаний студентов по важнейшим разделам физики, развить навыки применения этих знаний на практике, ознакомить с методологией физической науки, привить навыки общенаучного и “физического” мышления и оказать максимальное содействие студентам в получении фундаментального образования;

• приблизить курс физики к особенностям и содержанию инженерной деятельности и показать место физики в современной технике и технологии;

• создать принципиально важные предпосылки для дальнейшего развития личности студентов при получении профессионального инженерно-технического образования.

В результате изучения дисциплины будущий специалист должен:

знать и уметь использовать:

• фундаментальные законы и постулаты физики;

• основные понятия, законы и физические модели механики, физики колебаний и волн, статистической физики и термодинамики, электричества и магнетизма, квантовой физики;

• методы теоретического и экспериментального исследования в физике;

• методы численной оценки порядка величин, характерных для различных прикладных разделов физики;

иметь навыки:

• использования условных обозначений и размерностей единиц физических величин;

• применения основных законов физики для решения прикладных задач;

• использования основных измерительных приборов;

• выполнения физического эксперимента и обработки результатов.

Программа рассчитана на 260 часов, в том числе аудиторных занятий – 234 часа.

Примерное распределение аудиторных часов по видам занятий:

лекционных занятий – 132 часа, практических занятий – 54 часа, лабораторных занятий 48 часов.

Характеристики рекомендуемых методов и технологий обучения.

Изучение курса физики включает проведение теоретических лекционных, практических и лабораторных аудиторных занятий, которые должны дополняться управляемой самостоятельной работой студентов.

На современном этапе обучения важнейшим требованием к методам и технологиям обучения является широкое использование в учебном процессе, на всех его этапах, компьютерной техники и достижений информатики. При проведении занятий рекомендуется широко использовать информационные технологии, методические пособия, наглядные материалы, макеты, компьютерные лабораторные работы.

При изложении материала необходимо соблюдать строгое единство понятий, методов, терминологий и обозначений, использование единой системы измерений СИ.

Рекомендуется использование элементов проблемного обучения. Особое место должна занимать пропаганда роли современной физики в развитии научно- технического прогресса, решении общенародных экономических, экологических и социальных проблем.

Характеристика структуры и содержания программы.

Программа содержит 6 разделов, введение и список рекомендуемой литературы. В начале каждого раздела обобщенно определяется предмет физического исследования. Затем подробно дается содержание раздела. Разделы объединены по семестрам.

• “Введение” имеет панорамный характер и является вводной частью курса физики.

• Раздел “Физические основы механики” по своему содержанию охватывает, главным образом, классическую механику частиц, твердого тела и сплошной среды. Этот раздел содержит физические основы исходных положений теории относительности и квантовой механики. Квантовая и релятивистская механика в этом разделе затрагиваются, преимущественно, для физического обоснования границ применимости классической механики, а также являются вводной частью для других разделов, где фундаментальные и прикладные вопросы рассматриваются на релятивистской и квантовой основе.

• Раздел “Статистическая физика и термодинамика” содержит элементы статистической физики. Вещество и излучение здесь рассматриваются как макроскопические системы, состоящие из большого числа частиц, поведение которых имеет вероятностный характер. Здесь рассматриваются статистические законы классических систем, и вводится понятие о квантовых статистических системах. В этом разделе рассматриваются также основы термодинамики равновесных и неравновесных процессов. Эти вопросы имеют самостоятельное значение в инженерной практике. В разделе рассматриваются также свойства жидкости, кристаллических твердых тел, а также фазовые равновесия и превращения.

• Раздел “Электричество и магнетизм” охватывает основные вопросы классической электродинамики. В этом разделе рассматривается электростатическое поле в вакууме и веществе, постоянный электрический ток, магнитное поле постоянного тока, магнитное поле в веществе, а также явление электромагнитной индукции. Этот раздел содержит уравнения Максвелла электромагнитного поля. В нем изучаются электромагнитные колебания и волны. Раздел также охватывает широкий круг вопросов, связанных с механизмами протекания электрического тока в различных средах, системах тел. Этот раздел обеспечивает физическое обоснование принципам действия электронных приборов, прежде всего, имеющих важные практические применения в инженерной практике. Поэтому физическое содержание раздела связано с классической механикой, классической электродинамикой, с квантовой механикой и квантовой статистикой. Это имеет важное обобщающее значение, поскольку здесь представлено единство различных физических теорий в природе и инженерной деятельности.

• Раздел «Колебания и волны». В этом разделе также рассматриваются механические и электрические колебательные системы и волновые процессы и дается их развернутое физическое содержание. Здесь подчеркивается особая важность рассматриваемых вопросов в инженерной деятельности, поскольку колебательные и волновые процессы реализуются практически во всех технических системах.

• Раздел “Оптика» содержит сведения о волновой и геометрической оптике, естественной и искусственной анизотропии и оптической активности вещества. Большое внимание уделяется прикладным вопросам физической оптики, в том числе использования ее в высоких технологиях. Здесь даются сведения о

• Раздел “Физика атома и ядра” содержит сведения о строении атомов и молекул, их энергетических спектрах, механизмах электромагнитного излучения, спектрах испускания и поглощения. Раздел также содержит сведения о принципе действия лазеров и их применении. посвящен структуре и свойствам атомных ядер и ядерным превращениям. Рассматриваются принципы действия ядерных реакторов, а также механизмы термоядерного синтеза и перспективы его использования.