- •Рабочая программа
- •1. Цели и задачи учебной дисциплины «физика»
- •1.1. Цель преподавания дисциплины.
- •1.2. Задачи изучения дисциплины.
- •1.3. Взаимосвязь учебных дисциплин.
- •2. Содержание учебной дисциплины и вырабатываемые компетенции
- •3. Учебно-методические материалы дисциплины
- •3.1. Лабораторные занятия
- •3.2. Самостоятельная работа студентов
- •3.3. Основная и дополнительная литература
- •3.4. Перечень методических указаний (Му).
- •1. Физические основы механики
- •2. Статистическая физика и термодинамика
- •3. Электричество и магнетизм
- •4. Физика колебаний и волн
- •5. Квантовая физика
- •6. Физика твердого тела
- •4. Протокол согласования рабочей программы
- •5. Лист изменений и дополнений, внесЁнных в данную программу
2. Содержание учебной дисциплины и вырабатываемые компетенции
Таблица 2.1
Номер мо-дуля или темы |
Наименование модуля, темы и вопросов, изучаемых на лекциях и в ходе организуемой самостоятельной работы студентов (ОргСРС) |
Кол-во часов, отводимых на лекции по теме |
Лабораторные работы* |
Практические (семинар.) занятия |
Учебно-методическая литерат.** |
Форма кон-троля*** |
Компетенции |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
1 курс, 1 семестр |
|
|
|
|
|
|
1.
|
Элементы кинематики и динамики. Кинематическое описание движения. Прямолинейное движение точки. Движение точки по окружности. Угловая скорость и угловое ускорение. Криволинейное движение. Нормальное и касательное ускорения. Связь между линейными и угловыми характеристиками движения точки. Инерциальные системы. Законы Ньютона. Преобразования Галилея и механический принцип относительности. Неинерциальные системы. Силы инерции. Элементы кинематики твердого тела. Динамика вращательного движения. Теорема Штейнера. Уравнения движения твердого тела. Компетенции: Знать основные законы и уравнения кинематики и динамики. Уметь решать соответствующие задачи и проводить простейшие кинематические измерения. (ПСК-1.1). ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ. Законы сохранения импульса и момента импульса. Работа и мощность. Кинетическая энергия и ее связь с работой внешних и внутренних сил. Поле центральных сил. Потенциальная энергия. Закон сохранения механической энергии. Соударения тел. Компетенции: Знать законы сохранения в механике, уметь решать соответствующие задачи и проводить простейшие динамические измерения. (ПСК-1.2). |
2
|
1
|
|
Му 1–9, 26-31, 21-25, 34, 36-37
|
Кр С(лр) Эк.
|
ОК-6 ОК-7 ОК-8 ОК-10 ПК-3 ПК-5 ПК-18 ПСК-1.1 ПСК-1.2 ПСК-1.3 |
|
МЕХАНИЧЕСКИЕ колебаНИЯ. Свободные гармонические колебания. Уравнение колебаний. Затухающие колебания. Уравнение затухающих колебаний. Коэффициент затухания, логарифмический декремент, добротность. Апериодический процесс. Вынужденные колебания. Амплитудно-частотная характеристика. Резонанс. Компетенции: Знать уравнения свободных незатухающих и затухающих колебаний и методы их решения. Знать основные параметры затухающих колебаний. Уметь проводить измерения этих параметров. (ПСК-1.3). |
|
|
|
|
|
|
2.
|
ОСНОВЫ МОЛЕКУЛЯРНОЙ Физики. Статистический и термодинамический методы. Понятия и определения. Молекулярно-кинетическая теория. Идеальный газ. Молекулярно-кинетический смысл температуры. Уравнение состояния идеального газа. Внутренняя энергия идеального газа. Изопроцессы в идеальном газе. Скорости теплового движения молекул газа. Барометрическая формула. Компетенции: Знать основные положения молекулярно-кинетической теории, понятие и свойства идеального газа. Уметь решать задачи на изопроцессы в идеальном газе. (ПСК-1.4). ОСНОВЫ ТеРМОдинАМИКИ. Обратимые и необратимые процессы, Первый закон термодинамики, Теплоемкость. Формула Майера. Применение первого закона термодинамики к изопроцессам. Круговые процессы. Цикл Карно и его КПД. Энтропия. Второй закон термодинамики. Принцип возрастания энтропии. Компетенции: Знать формулировки первого и второго законов термодинамики. Уметь проводить простейшие измерения термодинамических величин. (ПСК-1.5). |
2
|
|
|
Му−10-13
|
Кр С(лр) Эк.
|
ОК-6 ОК-7 ОК-8 ОК-10 ПК-3 ПК-5 ПК-18
ПСК-1.4 ПСК-1.5 |
|
Итого:
|
4 |
|
|
|
|
|
|
1 курс, 2 семестр |
|
|
|
|
|
|
3.
|
Электростатика. Электрический заряд и электрическое поле. Закон Кулона. Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции. Электрический диполь. Применение теоремы Гаусса к расчету электрических полей. Работа поля. Потенциал. Связь между напряженностью и потенциалом. Эквипотенциальные поверхности. Электрическое поле в веществе. Проводники и диэлектрики. Поляризация. Основные уравнения электростатики. Условия на границе двух диэлектриков. Проводникив электрическом поле. Электроемкость. Конденсаторы. Емкость конденсаторов различной конфигурации. Энергия заряженного конденсатора. Энергия электрического поля, плотность энергии. Компетенции: Знать основные понятия электростатики: поля, потенциала, ёмкости и др. Уметь решать простейшие задачи электростатики. (ПСК-2.1). постоянный электрический ток. Электрический ток. Законы Ома и Джоуля-Ленца. Разветвление электрической цепи. Правила Кирхгофа. Классическая электронная теория металлов. Компетенции: Знать понятие тока и основные законы постоянного тока. Уметь решать задачи на расчёт электрических цепей и проводить простейшие измерения в цепях постоянного тока. (ПСК-2.2). |
2
|
1
|
|
Му−14-20
|
Кр Сем. з.1 С(лр) Эк.
|
ОК-6 ОК-7 ОК-8 ОК-10 ПК-3 ПК-5 ПК-18 ПСК-2.1 ПСК-2.2 |
4.
|
МАГНИТНОЕ ПОЛЕ Определение магнитного поля. Магнитный поток. Теорема Гаусса и теорема о циркуляции магнитного поля. Закон Био-Савара и его применение к расчетам магнитных полей (поле прямого тока, поле кругового тока). Применение теоремы о циркуляции для расчета магнитных полей. Закон Ампера. Взаимодействие параллельных токов. Контур с током в магнитном поле. Энергия контура с током в магнитном поле. Сила Лоренца. Намагниченность. Основные уравнения магнитостатики. Условия на границе двух магнетиков. Элементы теории ферромагнетизма. Классификация магнетиков. Компетенции: Знать определение магнитного поля и основные уравнения магнитостатики. Уметь рассчитывать магнитные полей простейших систем. (ПСК-2.3). ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ. Опыты Фарадея, Закон Фарадея для электромагнитной индукции. Правило Ленца. Коэффициент взаимной индукции. Самоиндукция. Индуктивность длинного соленоида. Установление и исчезновение тока в цепи с индуктивностью. Магнитная энергия тока. Плотность энергии магнитного поля. Компетенции: Знать основной закон электромагнитной индукции, понятия самоиндукции, индуктивности, магнитного потока. Уметь проводить простейшие измерения магнитных величин. (ПСК-2.4). УРАВНЕНия Максвелла. Фарадеевская и максвелловская трактовка явления электромагнитной индукции. Ток смещения. Система уравнений максвелла, материальные уравнения. Энергия и поток энергии. Вектор Пойтинга. Компетенции: Знать уравнения Максвелла и иметь понятие о потоке электромагнитной энергии. (ПСК-2.5). |
2
|
2
|
|
Му-21, 25, 32-33
|
Кр С(лр) Эк.
|
ОК-6 ОК-7 ОК-8 ОК-10 ПК-3 ПК-5 ПК-18 ПСК-2.3 ПСК-2.4 ПСК-2.5 ПСК-2.6 |
|
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ. Свободные колебания в контуре. Уравнение колебаний. Уравнение затухающих колебаний. Коэффициент затухания, логарифмический декремент, добротность. Вынужденные колебания. Контур с параллельным включением ЭДС. Резонанс токов и напряжений. Переменный ток. Мощность, выделяемая в цепи переменного тока. Компетенции: Знать уравнения колебательных электрических процессов, характеристики затухающих колебаний. Уметь решать соответствующие задачи и проводить простейшие измерения параметров колебательных процессов в контурах. (ПСК-2.6). |
|
3, 4 |
|
|
|
|
5. |
ОСНОВЫ РЕЛЯТИВИСТСКОЙ МЕХАНИКИ. Постулаты специальной теории относительности. Преобразования Лоренца и следствия из них. Интервал и его инвариантность. Релятивистская динамика. Компетенции: Знать основы релятивистский механики. (ПСК-2.7). |
2 |
|
|
|
Кр Эк.
|
ПСК-2.7 |
|
Итого:
|
6 |
|
|
|
|
|
|
2 курс, 1 семестр |
|
|
|
|
|
|
6.
|
КВАНТОВЫЕ СВОЙСТВА ИЗЛУЧЕНИЯ. Тепловое равновесное излучение. Элементарная квантовая теория излучения. Фотоэффект. Законы и квантовая теория внешнего фотоэффекта. Энергия и импульс фотона. Эффект Комптона. Корпускулярно-волновая двойственность свойств света. Компетенции: Иметь понятие о квантовых свойствах излучения. Знать основные законы и уметь решать простейшие типовые задачи. (ПСК-3.1). Элементы квантовой Физики. Постулаты Бора. Линейчатые спектры атомов. Гипотеза де Бройля. Волновые свойства микрочастиц и соотношения неопределенностей. Стационарное уравнение Шредингера, стационарные состояния. Частица в потенциальной яме. Потенциальные барьеры. Туннельный эффект. Водородоподобные атомы, их энергетические уровни. Спектры водородоподобных атомов. Статистическое описание квантовой системы. Квантовые идеальные газы: распределение Бозе-Эйнштейна и Ферми. Структура электронных уровней в сложных атомах. Типы связи электронов в атомах. Принцип Паули, периодическая система элементов Д. И. Менделеева. Строение ядер. Ядерные реакции. Компетенции: Знать основные понятия и соотношение квантовой физики. (ПСК-3.2). |
2
|
1, 2
|
|
Му−38-48 |
Кр С(лр) Эк.
|
ОК-6 ОК-7 ОК-8 ОК-10 ПК-3 ПК-5 ПК-18 ПСК-3.1 ПСК-3.2 ПСК-3.3 ПСК-3.4
|
|
КОНДЕнСИРОВаноЕ СОСТОЯНИЕ Электропроводность металлов. Зонная структура энергетического спектра электронов. Уровень Ферми. Заполнение зон в металлах, диэлектриках и полупроводниках. Понятие дырочной проводимости. Собственные и примесные полупроводники. Электронно-дырочный переход. Полупроводниковый диод и триод. Термоэлектрические явления. Компетенции: Иметь представление о структуре и свойствах кристаллов, в частности, о свойствах полупроводников. (ПСК-3.3). Современная физическая картина мира Вещество и поле. Атомно-молекулярное строение вещества. Кварки. Элементарные частицы; лептоны, адроны. Взаимопревращения частиц. Сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное взаимодействия. О единых теориях материи. Компетенции: Иметь понятие о современной физической картине мира. (ПСК-3.4). |
|
|
|
|
|
|
|
Итого: |
4 |
|
|
|
|
|
Примечания:
* - приводятся номера лабораторных работ из табл. 3.1.1;
** - приводятся номера учебных пособий и методических указаний из перечня 3.4;
*** - указывается форма контроля:
С(лр) – собеседование при сдаче лабораторной работы,
Кр – контрольная работа,
Эк – экзамен.
.