- •Центральный филиал
- •Введение
- •Объем предмета и виды учебной работы
- •Тематический план
- •Программа курса Введение в дисциплину «Естествознание»
- •Тема 1. Введение в дисциплину «Естествознание». Значение естествознания для профессиональной подготовки
- •Тема 2. Основы естественнонаучного познания
- •Тема 3. Естественнонаучные законы природы
- •Раздел I. Физика – наука о движении и взаимодействии тел
- •Тема 4. Механическое движение. Законы Ньютона.
- •Тема 5. Закон всемирного тяготения. Закон сохранения механической энергии
- •Тема 6. Основы термодинамики
- •Тема 7. Основы электродинамики
- •Тема 8. Основы электромагнетизма
- •Тема 9. Основы оптики
- •Раздел II. Химия – наука о веществах
- •Тема 10. Значение химии. Введение в химию
- •Тема 11. Химические реакции неорганических веществ
- •Тема 12. Химические особенности кислорода и водорода. Их значение для человека
- •Тема 13. Растворение твердых веществ и газов
- •Тема 14. Теоретические основы органической химии
- •Тема 15. Предельные и непредельные углеводороды
- •Тема 16. Ароматические углеводороды, спирты и карбоновые кислоты
- •Тема 17. Основные жизненно-необходимые вещества в организме человека
- •Раздел III. Биология – наука о жизни (живой природе)
- •Тема 18. Общие представления о жизни (живой природе)
- •Тема 19. Уровни организации живой природы. Эволюция живого
- •Тема 20. Клетка – единица строения и жизнедеятельности организма
- •Тема 21. Системы органов человека и их функционирование
- •Тема 22. Индивидуальное развитие организма
- •Тема 23. Предупреждение заболеваний органов человека
- •Раздел IV. Основы экологических знаний
- •Тема 24. Основы экологических знаний. Значение и проблемы загрязнения воды
- •Тема 25. Значение атмосферы и проблемы ее загрязнения
- •Тема 26. Экология питания человека
- •Планы уроков Введение в Естествознание
- •Тема 1. Введение в дисциплину «Естествознание». Значение естествознания для профессиональной подготовки.
- •1. Введение в дисциплину «Естествознание».
- •2. Основные науки о природе (физика, химия, биология, экология), их сходство и отличия.
- •3. Значение естествознания для профессиональной подготовки.
- •Тема 2. Основы естественнонаучного познания.
- •1. Основы научной деятельности.
- •2. Структура научного познания.
- •3. Основные методы научного исследования.
- •Тема 3. Естественнонаучные законы природы.
- •1. Объективные законы природы – основа естествознания.
- •2. Дискретная (атомно-молекулярная) основа движения и взаимодействия тел и веществ.
- •Раздел I. Физика – наука о движении и взаимодействии тел.
- •Тема 4. Механическое движение. Законы Ньютона.
- •1. Физика и ее научный предмет.
- •2. Механика. Механическое движение.
- •3. Законы динамики Ньютона.
- •Тема 5. Закон всемирного тяготения. Закон сохранения механической энергии.
- •1. Закон всемирного тяготения. Силы в природе: упругость, трение, сила тяжести.
- •2. Закон сохранения импульса. Реактивное движение.
- •3. Закон сохранения механической энергии. Потенциальная и кинетическая энергия.
- •4. Работа и мощность.
- •5. Механические волны, звук.
- •Тема 6. Основы термодинамики.
- •1. Агрегатные состояния физических тел.
- •2. Тепловые процессы.
- •3. Закон сохранения энергии в тепловых процессах. Законы термодинамики.
- •4. Тепловые машины, их применение.
- •Тема 7. Основы электродинамики.
- •1. Электричество. История открытия.
- •2. Основы электродинамики.
- •3. Постоянный электрический ток.
- •Тема 8. Основы электромагнетизма.
- •1. Основы электромагнетизма.
- •2. Переменный электрический ток.
- •3. Электромагнитные волны.
- •Тема 9. Основы оптики
- •1. Развитие представлений о природе света.
- •2. Законы прямолинейного распространения света.
- •3. Дисперсия света. Цвет и свет.
- •4. Волновые свойства света.
- •5. Свет как поток частиц.
- •Раздел II. Химия – наука о веществах.
- •Тема 10. Значение химии. Введение в химию.
- •1. Общие теоретические основы химии.
- •2. Развитие химии, как науки. Исторический экскурс.
- •3. Химия наука о веществах.
- •Тема 11. Химические реакции неорганических веществ.
- •1. Химические особенности неорганических веществ.
- •2. Разновидности химических реакций.
- •Тема 12. Химические особенности кислорода и водорода. Их значение для человека.
- •1. Кислород и его химические свойства.
- •2. Применение кислорода.
- •3. Водород и его химические свойства.
- •4. Применение водорода.
- •Тема 13. Растворение твердых веществ и газов.
- •1. Растворение и растворы.
- •2. Понятие растворимости вещества.
- •3. Концентрация раствора.
- •4. Поведение веществ в растворах.
- •Тема 14. Теоретические основы органической химии.
- •1. Органические соединения и их значение.
- •2. Основы теории строения органических соединений.
- •Тема 15. Предельные и непредельные углеводороды.
- •1. Предельные углеводороды.
- •2. Непредельные углеводороды.
- •Тема 16. Ароматические углеводороды, спирты и карбоновые кислоты.
- •1. Ароматические углеводороды.
- •2. Спирты и карбоновые кислоты.
- •Тема 17. Основные жизненно-необходимые вещества в организме человека.
- •1. Органические вещества в организме (белки) и их значение.
- •2. Органические вещества в организме (жиры и углеводы) и их значение.
- •Раздел III. Биология – наука о жизни (живой природе).
- •Тема 18. Общие представления о жизни (живой природе).
- •1. Биология – естественная наука.
- •2. Понятие жизни и организма.
- •Тема 19. Уровни организации живой природы. Эволюция живого.
- •1. Уровни организации живой природы.
- •2. Биосфера – глобальная экосистема Земли, источник жизни.
- •3. Эволюция живого. Движущие силы эволюции.
- •Тема 20. Клетка – единица строения и жизнедеятельности организма.
- •1. Определение клетки. История открытия.
- •2. Строение клетки. Обмен веществ и энергетическая функция.
- •3. Молекула днк – носитель наследственной информации.
- •Тема 21. Системы органов человека и их функционирование.
- •Тема 22. Индивидуальное развитие организма.
- •1. Онтогенез человека – индивидуальное развитие.
- •2. Этапы развития человека в онтогенезе.
- •3. Половое созревание. Продолжение жизни.
- •Тема 23. Предупреждение заболеваний органов человека.
- •1. Предупреждение пищевых отравлений.
- •3. Болезни органов дыхания и их профилактика.
- •4. Причины нарушения осанки и развития плоскостопия.
- •5. Влияние наркогенных веществ на развитие и здоровье человека.
- •Раздел IV. Основы экологических знаний.
- •Тема 24. Основы экологических знаний. Значение и проблемы загрязнения воды.
- •1. Экология как наука.
- •2. Вода и ее свойства.
- •Тема 25. Значение атмосферы и проблемы ее загрязнения.
- •1. Понятие воздуха и атмосферы.
- •2. Воздействие атмосферы Земли на организм человека.
- •3. Понятие и типы климата. Климатические пояса Земли.
- •4. Экология атмосферы.
- •Тема 26. Экология питания человека.
- •1. Экология питания человека.
- •2. Значение витаминов для организма.
- •3. Пищевые добавки и генетически модифицированные организмы.
- •Методические рекомендации по изучению учебного предмета и организации самостоятельной работы студентов
- •Целями выполнения письменных домашних заданий в 1 семестре является:
- •Порядок и правила выполнения и оформления письменных домашних заданий по естествознанию в 1-м семестре.
- •Обязательные правила оформления письменных домашних заданий.
- •Структура ответов при решении задач письменных домашних заданий
- •Критерии оценки письменных домашних заданий в 1 семестре.
- •Примерные варианты письменных домашних заданий в первом семестре: Письменное домашнее задание №1
- •Письменное домашнее задание №2
- •Письменное домашнее задание №3.
- •Порядок и правила выполнения и оформления письменных домашних заданий по естествознанию во 2-м семестре.
- •Критерии оценки письменных домашних заданий во 2 семестре.
- •Примерные направления исследований для выполнения письменных домашних заданий по естествознанию во втором семестре.
- •Глава 1 с выводами (пдз №5 и №6)
- •Глава 2 с выводами – третья (практическая) задача решается в процессе выполнения пдз№7.
- •Вопросы для подготовки к дифференцированному зачету
- •Литература
Тема 8. Основы электромагнетизма.
Учебные вопросы
1. Основы электромагнетизма.
2. Переменный электрический ток.
3. Электромагнитные волны.
1. Основы электромагнетизма.
Магнитное поле тока. Магнитное поле – силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды и на тела, обладающие магнитным моментом, независимо от состояния их движения; магнитная составляющая электромагнитного поля. Магнитное поле было открыто в 1820 г. датским ученым Эрстедом.
Основная силовая характеристика магнитного поля. Основной силовой характеристикой магнитного поля является вектор магнитной индукции В (вектор индукции магнитного поля).
Демонстрация силовых линий магнитного поля.
Значение магнитного поля для жизни на Земле. Магнитное поле для Земли имеет жизненно-важное значение. Демонстрация защиты Земли магнитным полем от солнечной радиации. Намагниченная стрелка под проводником без тока ориентирована на маг-нитные полюса Земли. Демонстрация опыта Ханса Эрстеда.
Закон взаимодействия электрических токов - Закон Ампера. Андре - Мари Ампер, исследуя магнетизм, сформулировал закон взаимодействия электрических токов - Закон Ампера: Параллельные проводники с электрическими токами, текущими в одном направлении, притягиваются, в противоположных – отталкиваются.
Демонстрация опытов с магнитным полем Анри Ампера.
Электродвигатель. Опыты Ампера привели к идее использования электричества и магнетизма для нужд человека. Появилась идея электродвигателя. Демонстрация устройства и работы электродвигателя.
2. Переменный электрический ток.
Явление электромагнитной индукции. Явлением электромагнитной индукции называется явление возникновения электрического тока в проводнике под действием переменного магнитного поля.
Открытие Фарадеем электромагнитной индукции. Явлением электромагнитной индукции обнаружил Майкл Фарадей. В результате его опытов было зафиксировано наличие электрического тока в цепи в результате изменения магнитного потока, который проходит сквозь катушку. Демонстрация опыта Фарадея переменным магнитным полем.
Выводы Фарадея о существовании индукционного электрического тока. 1. Изменяющееся магнитное поле создает электрический ток; 2. Направление электрического тока зависит от того, какой полюс магнита проходит в данный момент через катушку, в каком направлении движется магнит; 3. На значение электрического тока влияет количество витков в катушке. Чем больше витков, тем и значение тока будет больше.
Индукционный электрический ток. Индукционный электрический ток появляется в замкнутой цепи только тогда, когда существует переменное магнитное поле. Причем это магнитное поле должно изменяться. Демонстрация опыта Фарадея с индукционным током.
Теоретические выводы М. Фарадея об электромагнитной индукции. Фарадей обосновал явление электромагнитной индукции и сделал следующие выводы: 1. Если изменения магнитного поля не происходит, то не будет никакого электрического тока; 2. Первый вывод справедлив, даже в том случае, когда магнитное поле существует; 3. Сила индукционного электрического тока прямо пропорциональна числу витков и скорости магнитного поля, с которой изменяется это магнитное поле относительно витков катушки.
Электромагнитная индукция. Электромагнитная индукция - явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через него.
Генератор переменного электрического тока. Если закрепить магнит и относительно него двигать катушку с большим числом витков (или наоборот, двигать магнит относительно неподвижной катушки) будет создаваться индукционный электрический ток и получится простейший генератор переменного электрического тока. Демонстрация устройства и работы генератора Фарадея.
Электрогенератор. Определение и основные элементы. Большинство существующих генераторов переменного тока – это т.н. электромеханические генераторы. В них за счет механического движения подвижной части и создается переменный электрический ток.
Использование электрогенераторов в промышленных целях. Для промышленного производства электроэнергии необходимо объединить законы теплопроводности и электромагнитной индукции. Если паровую турбину соединить с генератором, получится электростанция.
Передача электроэнергии на дальние расстояния. Передача переменного электрического тока на большие расстояния связана с электромагнитной индукцией. Чтобы передать переменный электрический ток, используются приборы, которые называются трансформаторами.
Трансформатор. Определение и история создания. Трансформатор – прибор для преобразования электрического тока и напряжения. Первая индукционная катушка - прообраз трансформатора была изобретена в 1848 г. французским механиком Г. Румкорфом. В 1876 г. Павел Яблочков (создатель дуговой лампочки) разработал первый трансформатор с разомкнутым магнитным сердечником. Трансформаторы с замкнутыми сердечниками были созданы в Англии в 1884 году братьями Джоном и Эдуардом Гопкинсонами.
Демонстрация устройства и работы трансформатора.
Демонстрация кипячения воды трансформатором.