Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ
«МИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ВЫСШИЙ АВИАЦИОННЫЙ КОЛЛЕДЖ»
УТВЕРЖДАЮ
Начальник
УО «Минский государственный
высший авиационный колледж» ____________________А. И. Науменко «_____» _________________2009 г.
Регистрационный № УД-ЕНД- з/р.
ФИЗИКА
І «Техника и технологии»
Учебная программа (рабочий вариант) для специальности:
1-37 04 02 «Техническая эксплуатация авиационного оборудования»
направление специальности
1 – 37 04 02 – 01 «Техническая эксплуатация авиационного оборудования (приборное и электросветотехническое оборудование)»
Факультет гражданской авиации
Кафедра естественнонаучных дисциплин
Курсы - 3
Семестры - 5, 6
Лекции - 18 Экзамены - 6 семестры
Практические
занятия - 16 Зачет - 5 семестр
Лабораторные
занятия - 16 Курсовая работа - 6 семестр
Всего аудиторных - 50
Составил А.И.Кириленко, кандидат физико-математических наук, доцент
2008 г.
Учебная программа (рабочий вариант) составлена на основе типовой учебной программы «Физика», утвержденной 02.12.2002, регистрационный номер ТД-251/тип.
Рассмотрена и рекомендована к утверждению на заседании кафедры естественнонаучных дисциплин
01.06 2008 г., протокол № 9
Заведующий кафедрой ЕНД
_________________
А. И. Кириленко
Одобрена и рекомендована к утверждению Научно-методическим советом учреждения образования «Минский государственный высший авиационный колледж»
28.06.2008 г., протокол № 10
Председатель
_________________ А. А. Лапцевич
I. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Учебная программа (рабочий вариант) «Физика» разработана в соответствии с Образовательным стандартом высшего образования по специальности 1-37 04 02 «Техническая эксплуатация авиационного оборудования» для направления специальности 1 – 37 04 02 – 01 «Техническая эксплуатация авиационного оборудования (приборное и электросветотехническое оборудование)».
Физика как фундаментальная наука о природе обеспечивает изучение дисциплин общепрофессионального и специального технического цикла, общеобразовательных и социально-гуманитарных дисциплин.
Цели преподавания физики:
§ создать целостное представление о природных явлениях и процессах;
§ раскрыть сущность фундаментальных физических законов;
§ показать возможности современных методов познания природы;
§ создать прочную базу для изучения общепрофессиональных и специальных дисциплин.
Задачи изучения физики:
В соответствии с Образовательным стандартом
выпускник должен знать:
§ основные понятия, законы и модели механики;
§ основные понятия, законы и модели электричества и магнетизма;
§ основные понятия, законы и модели колебательных и волновых явлений;
§ основные понятия, законы и модели квантовой физики;
§ основные понятия, законы и модели статистической физики и термодинамики;
§ методы теоретических и экспериментальных исследований в физике;
§ размерности и названия физических величин.
должен уметь:
§ оценивать численные порядки величин, характерных для различных разделов физики;
§ оценивать степень достоверности результатов, полученных из экспериментальных фактов;
§ ориентироваться в потоке научно-технической информации;
§ анализировать теоретические соотношения;
§ понимать процесс познания;
§ иметь представление о целостной физической картине мира;
§ применять полученные знания при решении конкретных задач, прежде всего из авиационной практики;
Дисциплина «Физика» базируется на изучении следующих дисциплин: «Высшая математика», «Начертательная геометрия. Инженерная графика», «Химия» и обеспечивает изучение таких дисциплин как: «Теоретические основы электротехники», «Электроника», «Материаловедение», «Моделирование систем и процессов», «Электрорадиоизмерения».
Учебная программа «Физика» предусматривает использование технологии проблемно-модульного обучения в качестве основного метода обучения. В то же время не исключается возможность использования элементов коммуникативной технологии (проведение семинаров, защита учебных рефератов, сообщения о новинках науки и техники и проч.).
В процессе преподавания дисциплины используются групповые и индивидуальные формы обучения и воспитания. Конкретными формами обучения являются: лекция, практическое занятие, лабораторное занятие, групповые и индивидуальные консультации, а так же в основном самостоятельная работа студентов.
С учетом специальности и условий работы колледжа самостоятельная работа студентов по данной дисциплине организуется в виде индивидуального изучения, используя указанные в списке литературы источники, а также глобальную информационную сеть Интернет. Кроме того, самостоятельно могут выполняться лабораторные работы и расчетно-графические работы. По результатам изучения программных вопросов дисциплины выполняется две письменные контрольные работы и курсовая работа.
Письменная контрольная работа выполняется в соответствии с методическими указаниями, разрабатываемыми на кафедре. Предусмотрена одна контрольная работа на семестр, состоящая из пяти задач по темам, ориентированным на специальность учащегося.
В соответствии с учебным планом учебная программа дисциплины «Физика» рассчитана на 406 часов, Распределение занятий по семестрам следующее:
|
Семестр |
Всего ауд. часов |
Лекции |
Лаб. занятия |
Практич. занятия |
Курс. работа |
Контролир. самост. раб. |
|
1-ий |
26 |
10 |
8 |
8 |
||
|
2-ой |
24 |
8 |
8 |
8 |
Имеется |
|
|
Всего |
50 |
18 |
16 |
16 |
II. СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА
РАЗДЕЛ 1. Физические основы механики.
ТЕМА 1. 1. Кинематика и динамика материальной точки.
Материальная точка. Инерциальные системы отсчета. Путь и перемещение, скорость и ускорение при поступательном и вращательном движении. Тангенциальное и нормальное ускорение. Равномерное движение по окружности.
Первый закон Ньютона. Масса и импульс. Второй закон Ньютона. Третий закон Ньютона. Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции. Основной закон динамики в неинерциальной системе отсчета. Маятник Фуко.
Закон сохранения импульса. Центр масс (центр инерции) системы материальных точек. Работа. Кинетическая и потенциальная энергии. Потенциальные поля и консервативные силы. Закон сохранения энергии. Устойчивое и неустойчивое равновесие. Связь между потенциальной энергией и силой. Закон сохранения полной механической энергии.
ТЕМА 1. 2. Силы тяготения, упругости, трения.
Сила как характеристика взаимодействия. Законы Кеплера. Закон всемирного тяготения. Сила тяжести и вес. Невесомость. Поле тяготения (гравитационное поле) как форма существования материи. Напряженность гравитационного поля. Работа в поле тяготения. Консервативность сил тяготения. Потенциал поля тяготения. Космические скорости.
Упругая и остаточная (пластическая) деформации твердого тела. Различные виды деформаций. Механическое напряжение и модуль Юнга. Закон Гука и коэффициент упругости (жесткости) для пружины. Пределы пропорциональности, упругости, текучести, прочности. Потенциальная энергия упруго деформированного тела. Абсолютно упругий и абсолютно неупругий удар. Частично упругий удар. Законы сохранения энергии и импульса при ударае.
Силы трения. Трение покоя и трение скольжения. Явление застоя. Трение качения. Жидкое трение. Зависимости сил трения (сопротивления) от скорости.
ТЕМА 1. 3. Кинематика и динамика движения твердого тела.
Поступательное и вращательное движение абсолютно твердого тела. Уравнение движения центра масс. Момент инерции. Теорема Штейнера. Моменты инерции пластинки относительно взаимно перпендикулярных осей. Кинетическая энергия вращения. Момент импульса и момент силы относительно точки и относительно оси. Основной закон динамики вращательного движения твердого тела. Закон сохранения момента импульса. Закон сохранения полной механической энергии абсолютно твердого тела. Свободные оси. Гироскоп. Гироскопический эффект. Гироскопические силы как частный случай кориолисовой силы инерции. Деформации твердого тела.
ТЕМА 1. 4. Элементы аэрогидромеханики.
Статика жидкостей и газов. Давление. Распределение давления в покоящихся жидкостях и газах. Формула Торричелли. Выталкивающая сила. Кинематика жидкости и газа. Методы Лагранжа и Эйлера описания движения. Линия и трубка тока. Циркуляция скорости и вихревая линия. Поток жидкости. Уравнение неразрывности. Уравнение Бернулли и следствия из него. Измерение давления в текущей жидкости. Вязкость (внутреннее трение). Течение вязкой жидкости в горизонтальной трубе. Формула Пуазейля. Ламинарные и турбулентные течения. Методы определения вязкости. Движение тел в жидкостях и газах. Лобовое сопротивление и подъемная сила. Угол атаки и качество крыла. Основные явления, связанные с движением тел в воздухе. Аэродинамическая труба.
ТЕМА 1. 5. Движение с релятивистскими скоростями (элементы специальной теории относительности).
Постулаты Эйнштейна. Преобразования Лоренца. Относительность понятия одновременности. Длительность событий и длин тел в разных системах отсчета. Релятивистский закон сложения скоростей. Интервал между событиями. Основной закон релятивистской динамики материальной точки. Полная энергия покоящейся частицы. Взаимосвязь полной энергия частицы и ее импульса.
РАЗДЕЛ 2. Электричество и магнетизм.
ТЕМА 2. 1. Электростатика и электрические свойства веществ.
Закон сохранения заряда. Закон Кулона. Крутильные весы. Электроскоп и измерения электропроводности воздуха по высоте подъема. Пробный заряд. Графическое описание электростатического поля и его источники. Напряженность поля. Принцип суперпозиции полей. Поле диполя. Теорема Гаусса и ее применение к расчету полей. Теорема о циркуляции вектора напряженности электростатического поля. Потенциал. Связь потенциала и напряженности поля. Электростатическая защита. Клетка Фарадея. Разрядники. Электрические свойства веществ. Проводники. Поляризация диэлектриков. Поляризованность. Напряженность поля в диэлектрике. Электрическое смещение (вектор электрической индукции). Условия на границе раздела двух диэлектриков. Сегнетоэлектрики.
ТЕМА 2. 2. Конденсаторы.
Электрическая емкость уединенного проводника. Различные типы конденсаторов. Конденсаторы как источники энергии. Параллельное и последовательное соединение конденсаторов. Энергия системы неподвижных точечных зарядов. Энергия заряженного уединенного проводника. Энергия заряженного конденсатора. Механическая (пондеромоторная) сила притяжения пластин конденсатора. Энергия электростатического поля.
ТЕМА 2. 3. Постоянный электрический ток.
Ток проводимости и конвекционный ток. Вектор и плотности тока. Основное уравнение для плотности тока и сила тока как поток этого вектора. Уравнение непрерывности. Электродвижущая сила и падение напряжения. Сопротивление проводников. Удельная электропроводность. Закон Ома в дифференциальной форме. Сверхпроводимость. Термисторы. Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме. Практическое применение теплового действия тока. Закон сохранения и превращения энергии в электрических цепях. Правила Кирхгофа. Расчет цепей постоянного тока.
ТЕМА 2. 4. Электрические токи в веществе.
Вывод основных законов электрического тока в классической теории электропроводности металлов (закон Ома, закон Джоуля-Ленца, закон Видемана-Франца). Оценки средней тепловой и дрейфовой скоростей электронов. Пределы применимости классической теории электропроводности. Работа выхода электронов из металла. Контактная разность потенциалов. Эмиссионные явления и их применения. Электролиты. Газовые разряды. Плазма и ее свойства. Электрические явления в атмосфере.
ТЕМА 2. 5. Магнитное поле и его характеристики.
Элемент тока. Закон Ампера. Магнитная индукция. Закон Био-Савара-Лапласа. Напряженность магнитного поля. Расчет полей и сил. Теорема о циркуляции напряженности магнитного поля вдоль замкнутого контура (теорема о магнитном напряжении). Дипольный магнитный момент контура с током. Контур с током в магнитном поле. Механическая работа и магнитный поток в магнитном поле. Теорема Гаусса для магнитного поля. Движение заряда в электромагнитном поле. Сила Лоренца.
ТЕМА 2. 6. Электромагнитная индукция.
Закон электромагнитной индукции Фарадея. Электродвигатели и генераторы. Вихревые токи (токи Фуко) и их использование в технике. Скин-эффект. Явление самоиндукции. Индуктивность контура. Экстратоки самоиндукции при размыкании и замыкании цепи. Взаимная индукция. Трансформаторы. Энергия магнитного поля.
ТЕМА 2. 7. Магнитные свойства веществ.
Магнитные моменты электронов и атомов. Гиромагнитное отношение. Магнитомеханические эффекты. Опыты Эйнштейна - де Хааса и Барнетта. Намагниченность. Магнитное поле в веществе. Диамагнитный эффект. Парамагнитный эффект. Ферромагнетики и их свойства. Гистерезис. Точка Кюри. Магнитострикция. Объяснение ферромагнетизма. Антиферромагнетики. Ферриты.
ТЕМА 2. 8. Основы теории Максвелла для электромагнитного поля.
Закон Фарадея для неподвижного контура в переменном магнитном поле. Вихревое электрическое поле и его циркуляция по замкнутому контуру. Ток смещения. Уравнения Максвелла для электромагнитного поля. Значение представлений Максвелла об электромагнитном поле для единого описания электрических, магнитных и оптических явлений.
РАЗДЕЛ 3. Колебания и волны.
ТЕМА 3. 1. Гармонические колебания.
Гармоническое колебание и его характеристики. Дифференциальное уравнение гармонических колебаний. Гармонический осциллятор (колебательная система). Свободные гармонические колебания. Смещение, скорость и ускорение гармонического осциллятора. Потенциальная и кинетическая энергия гармонического осциллятора. Фазовая траектория и фазовый портрет колебаний. Математический, пружинный и физический маятники и их характеристики. Параллельное и последовательное соединение пружинных маятников. Использование свойств оборотного маятника для определения ускорения свободного падения. Маятник Максвелла.
ТЕМА 3. 2. Методы описания колебаний.
Второй закон Ньютона и закон сохранения энергии применительно к описанию колебаний. Представление гармонических колебаний в комплексном виде. Энергетический подход к нахождению периода колебаний. Фазовые траектории. Обобщения гармонического колебания. Изменяющиеся во времени амплитуда и фаза. Модуляция колебаний. Смысл и значение рядов Фурье. Понятие об интеграле Фурье и его свойствах.
ТЕМА 3. 3. Принцип суперпозиции в теории колебаний.
Метод векторных диаграмм. Метод вспомогательного угла для сложения колебаний с разными частотами. Биения. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний. Фигуры Лиссажу. Колебания, совершаемые в плоскости.
ТЕМА 3. 4. Ангармонические колебания.
Колебания при больших отклонениях от положения равновесия. Решение уравнения колебаний методом разложения по малому параметру. Представление сложных колебаний в виде набора гармоник.
ТЕМА 3. 5. Затухающие колебания.
Дифференциальное уравнение свободных затухающих колебаний и его решение. Декремент затухания и добротность колебательной системы. Фазовая диаграмма затухающего колебания. Апериодические (релаксационные) колебания. Колебания при сухом трении. Определение сухого трения. Дифференциальное уравнение колебаний при сухом трении и его решение. Фазовая траектория при наличии сухого трения. Добротность колебаний.
ТЕМА 3. 6. Вынужденные колебания.
Дифференциальное уравнение вынужденных колебаний. Общее и частное решение уравнения вынужденных колебаний. Амплитуда и фаза вынужденного колебания. Резонанс смещения, скорости и ускорения. Определение резонансных частот. Резонансные кривые (амплитудно-частотные и фазово-частотные) и добротность. Воспроизводимость модуляции
ТЕМА 3. 7. Автоколебания и параметрические колебания.
Определение автоколебательных процессов. Отличие автоколебаний от вынужденных и затухающих колебаний. Линеаризованное дифференциальное уравнение автоколебаний и его решение. Фазовый портрет автоколебательного процесса. Нарастание колебаний при периодическом изменении параметра колебательной системы. Параметрический резонанс, его отличие от вынужденных и автоколебаний. Фазовый портрет процесса.
ТЕМА 3. 8. Электромагнитные колебания.
Электромагнитный колебательный контур. Вывод уравнения колебаний. Аналогия с механическими колебаниями. Затухающие и вынужденные электромагнитные колебания. Резонанс напряжений и резонанс токов. Добротность электромагнитного контура. Переменный ток. Мощность, выделяемая в цепи переменного тока.
ТЕМА 3. 9. Волновое движение.
Характеристики волнового движения. Волновое уравнение и его решение. Фазовая и групповая скорость. Плотность потока энергии. Стоячие волны. Эффект Доплера в акустике. Ультразвук и его применение. Электромагнитные волны (ЭМВ). Плоская и сферическая электромагнитные волны. Образование стоячих электромагнитных волн. Закон сохранения энергии для электромагнитного поля. Вектор Пойнтинга. Интенсивность бегущей и стоячей ЭМВ. Фазовая и групповая скорости ЭМВ. Формула Рэлея. Свойства ЭМВ. Диполь – элементарный излучатель ЭМВ. Энергия, излучаемая диполем. Эффект Доплера для ЭМВ.. Плазменные колебания.
ТЕМА 3.10. Курсовая работа.
Фазовое пространство. Физический смысл фазовой траектории. Фазовый портрет гармонического осциллятора. Особые точки и линии фазового портрета. Представление гармонических колебаний в комплексном виде. Формулы Эйлера. Решение уравнения колебаний в виде показательной функции. Сложение колебаний. Спектральный анализ колебаний. Фазовый портрет автоколебаний и параметрических колебаний.
РАЗДЕЛ 4. Оптика.
ТЕМА 4. 1. Элементы геометрической и электронной оптики.
Принцип Ферма. Основные законы геометрической оптики. Параксиальная оптика. Относительный и абсолютный показатели преломления. Явление полного отражения и его использование в технике, рефрактометрах. Градиентные волноводах. Сферические зеркала. Тонкая линза и ее характерные оси и плоскости. Формула тонкой линзы. Оптическая сила линзы. Линейное и угловое увеличение оптической системы. Аберрации (погрешности) оптических систем. СВЧ – оптика. Электронные и магнитные линзы. Электронный микроскоп. Электроннооптический преобразователь. Основные фотометрические величины.
ТЕМА 4. 2. Интерференция света.
Явление интерференции света. Опыт Юнга. Временная когерентность и степень монохроматичности световой волны. Пространственная когерентность и угловой размер источника световой волны. Принципиальная схема интерференции. Условия интерференционных максимумов и минимумов. Многолучевая интерференция. Применение интерференции света в спектроскопии, в оптических приборах для «просветления оптики», для создания отражающих и поглощающих покрытий. Звездный интерферометр Майкельсона. Интерферометры Майкельсона и Фабри-Перо. Интерференционные рефрактометры.
ТЕМА 4. 3. Дифракция Френеля.
Принцип Гюйгенса-Френеля. Интенсивность при сложении колебаний. Применение построения Гюйгенса для объяснения отражения, рефракции, двулучепреломления. Зонные пластинки. Критерий, определяющий вид дифракции.
ТЕМА 4. 4. Дифракция Фраунгофера.
Дифракция Фраунгофера от круглого отверстия, от щели, от прямого края полуплоскости. Спираль Корню. Дифракционная решетка. Понятие о голографии. Пространственная решетка. Дифракция рентгеновских лучей. Рентгеноструктурный анализ. Применение дифракционных явлений.
ТЕМА 4. 5. Взаимодействие электромагнитных волн с веществом.
Нормальная и аномальная дисперсии света. Электронная теория дисперсии света (теория Друде). Металлооптика. Поглощение (абсорбция) света. Закон Бугера. Линейчатый и сплошной спектры поглощения. Окрашенность поглощающих сред. Рассеяние света в мутных средах. Молекулярное рассеяние. Излучение Вавилова-Черенкова.
ТЕМА 4. 6. Поляризация света.
Естественный и поляризованный свет. Степень поляризации. Закон Малюса. Поляризация света при отражении и преломлении. Угол Брюстера. Формулы Френеля. Поляризация при двойном лучепреломлении. Суперпозиция и интерференция поляризованных волн. Искусственное двойное лучепреломление. Электрооптические и магнитооптические эффекты.
РАЗДЕЛ 5. Молекулярная и атомная физика.
ТЕМА 5. 1. Термодинамическое описание макросистемы.
Три составные части молекулярной физики. Определение термодинамической системы и ее характеристики. Тепловое равновесие. Температура. Идеальный газ. Молекулярно-кинетическая теория идеальных газов. Равновесные и неравновесные системы. Политропические процессы. Обратимые и необратимые процессы. Три начала термодинамики. Тепловые явления, связанные с движением тел в атмосфере.
ТЕМА 5. 2. Реальные газы, жидкости и твердые тела.
Силы и потенциальная энергия межмолекулярного взаимодействия. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Изотермы Ван-дер-Ваальса и их анализ. Внутренняя энергия реальных газов. Эффект Джоуля-Томсона. Сжижение газов. Свойства жидкостей. Поверхностное натяжение. Смачивание. Давление под искривленной поверхностью жидкости. Капиллярные явления. Жидкое состояние. Кристаллическое состояние. Фазовые превращения. Тройная точка.
ТЕМА 5. 3. Элементы статистической физики.
Статистический ансамбль. Вероятность события. Уравнение Больцмана – основное уравнение статистической физики. Распределение Максвелла – Больцмана. Функция распределения и определение характеристик теплового (хаотического) движения частиц. Закон равнораспределения энергии по степеням свободы. Макро- и микросостояния системы. Статистический вес. Энтропия как термодинамическая вероятность состояния.
ТЕМА 5. 4. Явления переноса.
Явления переноса с точки зрения молекулярно-кинетической теории. Термодинамические силы и термодинамические потоки. Закон Фурье (перенос энергии) и уравнение теплопроводности. Закон Фика (перенос массы) и уравнение диффузии. Закон Ньютона и уравнение переноса импульса. Методы решения уравнений переноса.
ТЕМА 5. 5. Экспериментальные основы квантовой механики.
Тепловое излучение и его характеристики. Абсолютно черное тело. Закон Стефана-Больцмана. Закон смещения Вина. Закон Кирхгофа. Формула Рэлея-Джинса и формула Вина для спектральной плотности энергетической светимости черного тела. «Ультрафиолетовая катастрофа». Квантовая гипотеза Планка. Тепловизор. Тормозное излучение. Фотоэффект. Законы внешнего фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Экспериментальное подтверждение квантовых свойств света (опыт Боте). Масса и импульс фотона. Давление света. Эффект Комптона и его элементарная теория. Опыты Франка и Герца и теория атома водорода Бора.
ТЕМА 5. 6. Элементы квантовой механики.
Гипотеза де Бройля об универсальности корпускулярно-волнового дуализма. Свойства волн де Бройля. Соотношение неопределенностей Гейзенберга. Волновая функция и ее статистический смысл. Общее уравнение Шредингера. Уравнение Шредингера для стационарных состояний. Движение свободной частицы. Частица в одномерной прямоугольной «потенциальной яме» с бесконечно высокими стенками. Прохождение частицы сквозь потенциальный барьер. Туннельный эффект. Пространственное квантование.
ТЕМА 5. 7. Атомы и молекулы в квантовой физике.
Атом водорода в квантовой механике. Спин электрона. Принцип неразличимости тождественных частиц. Фермионы и бозоны. Принцип Паули. Распределение электронов в атоме по состояниям. Функция распределения. Понятие о квантовой статистике Бозе - Эйнштейна и Ферми - Дирака. Вырожденный электронный газ в металлах. Уровень Ферми. Молекулы: химические связи, понятие об энергетических уровнях. Рентгеновские спектры. Закон Мозли. Молекулярные спектры. Спонтанное и вынужденное поглощение. Люминесценция. Оптические квантовые генераторы (лазеры)и их применение. Понятие о квантовой теории теплоемкости и электропроводности. Фононы. Сверхпроводимость. Эффект Джозефсона. Оптические явления, связанные с движением тел в атмосфере.
ТЕМА 5. 8. Элементы физики твердого тела.
Понятие о зонной теории твердых тел. Металлы, диэлектрики и полупроводники по зонной теории. Собственная проводимость полупроводников. Примесная проводимость полупроводников. Фотопроводимость полупроводников. Электролюминесценция тел. Светодиоды. Контакт двух металлов по зонной теории. Термоэлектрические явления (явление Зеебека, явление Пельтье, явление Томсона) и их применение. Выпрямление на контакте металл - полупроводник. Контакт электронного и дырочного полупроводников (p-n переход).
РАЗДЕЛ 6. Элементы физики атомного ядра и элементарных частиц.
ТЕМА 6.1. Модели ядра и ядерные силы.
Размер, состав и заряд атомного ядра. Изотопы и изобары. Радиус ядра. Капельная, оболочечная и обобщенная модели ядра. Формула Вейцзеккера. Дефект массы и энергия связи ядра. Спин ядра и его магнитный момент. Ядерный магнитный резонанс. Ядерные силы и их свойства.
ТЕМА 6. 2. Радиоактивные излучения. Космические лучи.
Естественная и искусственная радиоактивность. Основные космические лучи. Закон радиоактивного распада. Период полураспада, активность и время жизни нуклида. Закономерности a-распада и b- -распада. Гамма-излучение. Применение радиоизотопов.
ТЕМА 6. 3. Ядерные реакции.
Две стадии протекания ядерных реакций. Классификация ядерных взаимодействий. Позитрон и β+ -распад. Аннигиляция. Электронный захват. Открытие нейтрона. Реакция деления ядра. Цепные реакции. Термоядерные реакции.
ТЕМА 6. 4. Физика элементарных частиц и космогония.
Первичное и вторичное космическое излучение. Типы взаимодействий элементарных частиц. Частицы и античастицы. Элементарные и фундаментальные частицы. Стандартная модель элементарных частиц. Вещество в экстремальных условиях (белые карлики, нейтронные звезды, черные дыры, квазары, темная материя). Расширяющаяся Вселенная по Ламметру-Фридману (стандартная модель Большого взрыва). Инфляционная модель
В III семестре выполняется курсовая работа по разделу «Колебания и волны» с целью углубленного изучения тех разделов физики, которые наиболее важны для практического использования в авиационной технике. При выполнении курсовой работы курсанты закрепляют знания основ физики колебательных процессов; приобретают практические навыки расчетов и оформления технической документации, проведения и обработки результатов измерений для выполнения расчетной и графической работы.
Примеры выполнения курсовой работы по физике находится в методических указаниях по ее выполнению: «Физика колебательных процессов. Ч.1, 2», «Методические указания по выполнению курсовых работ с вычислениями в табличном процессоре EXCEL»
Примерные темы курсовых работ:
1. Релаксационные (апериодические) колебания. Влияние начальных условий на их вид.
2. Нахождение частоты собственных колебаний по известным величинам ускорения в заданный момент времени, амплитуде смещения, начальной фазе и коэффициенту затухания.
3. Энергетические соотношения при затухающих и релаксационных (апериодических) колебаниях.
4. Резонанс смещений, скоростей, ускорений.
5. Добротность осциллятора и процессы, которые она характеризует.
6. Представление колебаний в виде набора гармоник (теорема Фурье).
7. Свободные колебания при сухом трении.
8. Ангармонические колебания. Решение уравнения колебаний методом разложения по малому параметру.
9. Графический метод построения интегральной кривой уравнения
10. Резонанс токов и резонанс напряжений.
11. Связанные осцилляторы. Динамическое демпфирование колебаний.
12. Разложение вынужденных колебаний на синфазную и смещенную по фазе компоненту. Работа внешней силы по поддержанию вынужденных колебаний и работа сил трения.
13. Сложение одночастотных колебаний. Векторные диаграммы. Сложение разночастотных колебаний.
14. Сложение колебаний, совершаемых в плоскости.
15. Фазовые траектории, их свойства и применение для анализа колебаний.
16. Маятник Фруда и подвес Жуковского.
17. Генератор (ламповый) электрических колебаний.
18. Усиление колебаний. Связь между затуханием осциллятора и воспроизводимостью модуляции усиливаемого сигнала.
19. Вибрационный насос. Вибрационная техника.
20. Сложные (комбинированные) осцилляторы.
21. Определение периода колебаний осциллятора по заданной потенциальной функции: ; ;
; - константы.
22. Реакция осциллятора на сложное (периодическое) воздействие.
23. Осциллятор под воздействием сил различной природы (комбинированный маятник).
24. Крутильные колебания.
25. Маятник Максвелла.
26. Оборотный маятник и определение ускорения свободного падения.
27. Маятник Шулера и вопросы навигации.
28. Автоколебания. Их описание на фазовой плоскости.
29. Акустические колебания и акустический резонатор.
30. Колебания электрического диполя.
31. Колебания связанных осцилляторов.
32. Колебания тел в жидкостях. Внутренние волны.
33. Параметрический резонанс и его применение.
34. Биения. Чистые биения. Представление биений на векторной диаграмме.
35. Устойчивость режима автоколебаний.
36. Вынужденные колебания и их представление на векторной диаграмме.
37. Универсальный вид резонансных кривых смещения, скорости, ускорения.
38. Колебания в электрических цепях. Трансформаторы и другие устройства, работающие на переменном токе.
39. Колебания тел в магнитном поле.
40. Колебания магнитного диполя (витка с током).
41. Изучение движений маятника Обербека.
42. Свободная тема, связанная с вопросами эксплуатации авиационной техники в плане воздействия вибраций, колебаний и проч.
43. Качательные колебания..
44. Гироскопические маятники. Маятник Пешехонова.
IV. ИНФОРМАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
4.1. ЛИТЕРАТУРА
ОСНОВНАЯ:
1. Савельев И.В. Курс физики. т.1. Механика. Молекулярная физика. М. : Наука, 1989. - 352 стр.
2. Савельев И.В. Курс физики. т.2. Электричество. Колебания и волны. Волновая оптика. - М: Наука, 1989. - 464 с
3. Савельев И.В. Курс физики. т.3. Квантовая оптика. Атомная физика. Физика твердого тела. Физика атомного ядра и элементарных частиц. - М.: Наука, 1989. - 303 4. Трофимова Т.И. Курс физики. – М.: Высшая школа, 2003. – 541 с.
5. Физика. Задания к практическим занятиям. Учебное пособие для вузов. Под общей редакцией Ж.П. Лагутиной. - Мн.: Вышэйшая школа, 1989.- 236 с.
6. Иродов И.Е. Задачи по общей физике: - М.: Наука, 1985. - 367 с.
7. Трофимова Т.И. Сборник задач по курсу физики для ВТУЗов. – М.: «ОНИКС 21 век», «Мир и Образование», 2003. – 384 с.
Дополнительная:
1. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике: - М.: Наука, 1985. - 512 с
2. Кириленко А.И. Методическое пособие по физике. Ч.1,2,3. - Мн.: МГВАК, 2003.
3. Панасенко Л.Н. Электромагнитные поля. Метод. пособие. – Мн.: МГВАК, 2007.
4. Смирнов Б.М. Введение в физику плазмы. – М.: Наука, 1975.
5. Шпольский Э.В. Атомная физика. Ч.1, 2. -М.: Физ.-мат. литература, 1983.
6. Фундаментальные постоянные. Справ. Под ред.
7. Франк-Каменецкий Д. А. Лекции по физике плазмы. – М.: Атомиздат, 1968.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ПО КУРСОВОЙ РАБОТЕ (электронная версия):
Иродов И.Е. Механика. – М.-С-П.,Физматлит, 2000
Иродов И.Е. Основные законы электромагнетизма. – М.-С-П.,Физматлит, 2000
Иродов И.Е. Волновые процессы. – М.-С-П.,Физматлит, 2001
Иродов И.Е. Квантовая физика. Основные законы. – М.-С-П.,Физматлит, 2001
Сивухин Д.В. Общий курс физики. – М.: Наука, 1977 – 1990, т. 1 – 5.
Андронов А.А., Витт А.А., Хайкин С.Э. Теория колебаний.
Тимошенко С.П., Янг Д.Х., Уивер У. Колебания в инженерном деле.
Мандельштам Л.И. Лекции по колебаниям. Полное собрание трудов, т. 4, изд. АН СССР, 1955.
Алешкевич В.А., Деденко Л.Г., Караваев В.А. Колебания и волны. Физфак МГУ,2001.
4.2. ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ
Определение абсолютных, относительных, косвенных ошибок и доверительного интервала измерения.
Определение массы тела по линейным измерениям. Точное взвешивание.
Определение коэффициента восстановления и времени соударения упругих шаров.
Определение момента инерции махового колеса и момента силы трения в опоре.
Изучение движений маятника Обербека.
Определение момента инерции методом трифилярного маятника.
7.Изучение электризации тел и диэлектрических свойств веществ.
Изучение цепи постоянного тока.
Изучение электропроводности слабых электролитов.
Изучение сил, действующих на проводник с током в магнитном поле.
Определение ускорения свободного падения оборотным маятником.
Изучение движения маятника Максвелла.
Изучение движения маятника Фруда.
Колебание тел в магнитном поле.
Резонанс токов и резонанс напряжений.
Определение мощности, выделяемой в цепи переменного тока.
Изучение законов фотометрии.
Изучение законов зеркального и диффузного отражения и пропускания.
Изучение простой линзы.
Изучение дифракционных явлений.
Естественное вращение плоскости поляризации света.
Анализ состояния поляризации лазерного излучения.
Изучение процесса фазовых превращений.
Определение коэффициента поверхностного натяжения и вязкости.
Изучение теплоизоляционных свойств материалов.
Определение относительной концентрации растворенного вещества оптическим методом.
Определение коэффициента теплопроводности (сравнительный метод).
Определение коэффициента динамической вязкости жидкостей методом Стокса.
Определение коэффициента линейного расширения проводника.
Изучение зависимости сопротивления металлов от температуры.
Изучение процесса лучевого отжига.
Исследование фотолюминесценции различных веществ.
Определение относительного коэффициента пропускания светофильтра.
Изучение работы солнечной батареи.
Градуировка спектроскопа и изучение спектров испускания.
Определение теплоёмкости твёрдых тел. Проверка закона Дюлонга и Пти.
Изучение рефракции света.
Изучение зависимости электропроводности электролитов от температуры.
Изучение температурной зависимости свойств ферромагнетиков.
Изучение работы полупроводниковых выпрямителей.
Изучение характеристик термо- и фоторезисторов.
Определение дисперсии стеклянной призмы.
Градуировка термопары и определение ее чувствительности.
Изучение прибора для измерения ионизирующих излучений РКСБ-104.
4.3. ПЕРЕЧЕНЬ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ
Энергетические характеристики движения.
Движения тела с переменной массой. Уравнение Циолковского.
Виды равновесия. Устойчивость движения.
Основные характеристики плоского движения абсолютно твердого тела.
Расчет электростатических полей с помощью теорем электростатики.
Условия на границе двух диэлектриков.
Расчет емкостей различных конденсаторов.
Использование правил Кирхгофа для расчета электрических цепей.
Уравнения Максвелла в интегральном и дифференциальном виде.
Использование уравнений Максвелла для расчета плазмотрона.
Математический, пружинный и физический маятники.
Определение периода колебаний по заданной потенциальной функции.
Сложение взаимно перпендикулярных колебаний
Ангармонические колебания
Модулированные колебания.
Колебания при сухом трении.
Параметрические колебания.
Интенсивность бегущей и стоячей ЭМВ
Определение кардинальных точек и плоскостей линзы.
Интерференция в тонких пленках.
Дифракционная решетка.
Модель и законы идеального газа.
Силы и потенциальная энергия межмолекулярного взаимодействия.
Применение гипотезы Планка для объяснения экспериментальных спектров излучения.
Волновые свойства частиц.
Распределение электронов в атоме.
Дефект массы и энергия связи ядра
4.4. ПРИМЕРНАЯ ТЕМАТИКА РЕФЕРАТИВНЫХ РАБОТ
Измерение давления в текущей жидкости.
Преобразования Лоренца и следствия из них.
Газовые разряды.
Движение заряда в электрическом и магнитном полях.
Определение резонансных частот для скорости и ускорения колебательного движения.
Распространение ЭМВ в плазме.
Фотометрия.
Применение интерференции света в спектроскопии, в оптических приборах.
Дифракция рентгеновских лучей.
Создание материалов с заданными свойствами.
Фазовые равновесия и фазовые превращения.
Излучение атомов и молекул. Лазеры.
Стандартная модель Вселенной.
4.5. ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ
1. Механика
2. Газодинамика.
3. Квантовая природа излучения.
4. Атомная физика.
4.6. СПИСОК КОМПЬЮТЕРНЫХ ПРОГРАММ
1. Microsoft Excel
2. Mathcad 2001 (2005) Professional
3. Microsoft Word
4. Adobe Reader 6.0
5. Экзаменатор 2.06 Demo
4.7. ПЕРЕЧЕНЬ НАГЛЯДНЫХ ПОСОБИЙ И ОБОРУДОВАНИЯ.
Плакаты по темам «Дифракция Фраунгофера», «Дифракционная решетка», «Голография»
Фолии с таблицами и формулами по всем разделам физики
Голографическая картина
Измерительные инструменты для измерения механических величин.
Мультимеры для измерения электрических величин.
Калькуляторы для обработки результатов измерений.
Набор линз, призм, зеркал. Лазер. Объектив. Фотоувеличитель.
Двигатели. Трансформаторы. Источники света. Люксметр.
Таблицы физических величин и справочные материалы.
4.8. Демонстрационный эксперимент
1. Закон сохранения импульса
2. Сухое трение
3. Маятник Обербека
4. Связанные маятники
5. Электромагнитная индукция
6. Интерференция лазерного излучения
V. ПРОТОКОЛ СОГЛАСОВАНИЯ УЧЕБНОЙ ПРОГРАММЫ ПО ФИЗИКЕ
С ДРУГИМИ ДИСЦИПЛИНАМИ СПЕЦИАЛЬНОСТИ
|
Название дисциплины, с которой требуется согласование |
Название кафедры |
Предложения об изменениях в содержании учебной программы по физике |
Решение, принятое кафедрой, разработавшей учебную программу (с указанием даты и номера протокола)* |
|
1. |
|||
*Примечание: при наличии предложений об изменениях в содержании учебной программы по физике.
VІ. ДОПОЛНЕНИЯ И ИЗМЕНЕНИЯ К УЧЕБНОЙ ПРОГРАММЕ
ПО ФИЗИКЕ
на ________/________ учебный год
|
№№ пп |
Дополнения и изменения |
Основание |
Учебная программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры
протокол от _________2000_ г. № ____
Заведующий кафедрой
_____________________ __________________ _________________________
( степень, звание) (подпись) ( И.О. Фамилия)
УТВЕРЖДАЮ
Декан факультета
_____________________ __________________ _________________________
( степень, звание) (подпись) ( И.О. Фамилия)
УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ
«МИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ВЫСШИЙ АВИАЦИОННЫЙ КОЛЛЕДЖ»
УТВЕРЖДАЮ
Начальник
УО «Минский государственный
высший авиационный колледж» ____________________А. И. Науменко «_____» _________________2009 г.
Регистрационный № УД-ЕНД- з/р.
ФИЗИКА
І «Техника и технологии»
Учебная программа (рабочий вариант) для специальности:
1-37 04 02 «Техническая эксплуатация авиационного оборудования»
направление специальности
1 – 37 04 02 – 02 «Техническая эксплуатация авиационного оборудования (радиоэлектронное оборудование)»
Факультет гражданской авиации
Кафедра естественнонаучных дисциплин
Курсы - 3
Семестры - 5, 6
Лекции - 18 Экзамены - 6 семестры
Практические
занятия - 16 Зачет - 5 семестр
Лабораторные
занятия - 16 Курсовая работа - 6 семестр
Всего аудиторных - 50
Составил А.И.Кириленко, кандидат физико-математических наук, доцент
2008 г.
Учебная программа (рабочий вариант) составлена на основе типовой учебной программы «Физика», утвержденной 02.12.2002, регистрационный номер ТД-251/тип.
Рассмотрена и рекомендована к утверждению на заседании кафедры естественнонаучных дисциплин
01.06 2008 г., протокол № 9
Заведующий кафедрой ЕНД
_________________
А. И. Кириленко
Одобрена и рекомендована к утверждению Научно-методическим советом учреждения образования «Минский государственный высший авиационный колледж»
28.06.2008 г., протокол № 10
Председатель
_________________ А. А. Лапцевич
I. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Учебная программа (рабочий вариант) «Физика» разработана в соответствии с Образовательным стандартом высшего образования по специальности 1-37 04 02 «Техническая эксплуатация авиационного оборудования» для направления специальности 1 – 37 04 02 – 01 «Техническая эксплуатация авиационного оборудования (приборное и электросветотехническое оборудование)».
Физика как фундаментальная наука о природе обеспечивает изучение дисциплин общепрофессионального и специального технического цикла, общеобразовательных и социально-гуманитарных дисциплин.
Цели преподавания физики:
§ создать целостное представление о природных явлениях и процессах;
§ раскрыть сущность фундаментальных физических законов;
§ показать возможности современных методов познания природы;
§ создать прочную базу для изучения общепрофессиональных и специальных дисциплин.
Задачи изучения физики:
В соответствии с Образовательным стандартом
выпускник должен знать:
§ основные понятия, законы и модели механики;
§ основные понятия, законы и модели электричества и магнетизма;
§ основные понятия, законы и модели колебательных и волновых явлений;
§ основные понятия, законы и модели квантовой физики;
§ основные понятия, законы и модели статистической физики и термодинамики;
§ методы теоретических и экспериментальных исследований в физике;
§ размерности и названия физических величин.
должен уметь:
§ оценивать численные порядки величин, характерных для различных разделов физики;
§ оценивать степень достоверности результатов, полученных из экспериментальных фактов;
§ ориентироваться в потоке научно-технической информации;
§ анализировать теоретические соотношения;
§ понимать процесс познания;
§ иметь представление о целостной физической картине мира;
§ применять полученные знания при решении конкретных задач, прежде всего из авиационной практики;
Дисциплина «Физика» базируется на изучении следующих дисциплин: «Высшая математика», «Начертательная геометрия. Инженерная графика», «Химия», и обеспечивает изучение таких дисциплин как: «Основы технической механики», «Моделирование систем и процессов», «Электрические машины и устройства», «Радиотехнические цепи и сигналы», «Электроника».
Учебная программа «Физика» предусматривает использование технологии проблемно-модульного обучения в качестве основного метода обучения. В то же время не исключается возможность использования элементов коммуникативной технологии (проведение семинаров, защита учебных рефератов, сообщения о новинках науки и техники и проч.).
В процессе преподавания дисциплины используются групповые и индивидуальные формы обучения и воспитания. Конкретными формами обучения являются: лекция, практическое занятие, лабораторное занятие, групповые и индивидуальные консультации, а так же в основном самостоятельная работа студентов.
С учетом специальности и условий работы колледжа самостоятельная работа студентов по данной дисциплине организуется в виде индивидуального изучения, используя указанные в списке литературы источники, а также глобальную информационную сеть Интернет. Кроме того, самостоятельно могут выполняться лабораторные работы и расчетно-графические работы. По результатам изучения программных вопросов дисциплины выполняется две письменные контрольные работы и курсовая работа.
Письменная контрольная работа выполняется в соответствии с методическими указаниями, разрабатываемыми на кафедре. Предусмотрена одна контрольная работа на семестр, состоящая из пяти задач по темам, ориентированным на специальность учащегося.
В соответствии с учебным планом учебная программа дисциплины «Физика» рассчитана на 406 часов, Распределение занятий по семестрам следующее:
|
Семестр |
Всего ауд. часов |
Лекции |
Лаб. занятия |
Практич. занятия |
Курс. работа |
Контролир. самост. раб. |
|
1-ий |
26 |
10 |
8 |
8 |
||
|
2-ой |
24 |
8 |
8 |
8 |
Имеется |
|
|
Всего |
50 |
18 |
16 |
16 |
II. СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА
РАЗДЕЛ 1. Физические основы механики.
ТЕМА 1. 1. Кинематика и динамика материальной точки.
Материальная точка. Инерциальные системы отсчета. Путь и перемещение, скорость и ускорение при поступательном и вращательном движении. Тангенциальное и нормальное ускорение. Равномерное движение по окружности.
Первый закон Ньютона. Масса и импульс. Второй закон Ньютона. Третий закон Ньютона. Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции. Основной закон динамики в неинерциальной системе отсчета. Маятник Фуко.
Закон сохранения импульса. Центр масс (центр инерции) системы материальных точек. Работа. Кинетическая и потенциальная энергии. Потенциальные поля и консервативные силы. Закон сохранения энергии. Устойчивое и неустойчивое равновесие. Связь между потенциальной энергией и силой. Закон сохранения полной механической энергии.
ТЕМА 1. 2. Силы тяготения, упругости, трения.
Сила как характеристика взаимодействия. Законы Кеплера. Закон всемирного тяготения. Сила тяжести и вес. Невесомость. Поле тяготения (гравитационное поле) как форма существования материи. Напряженность гравитационного поля. Работа в поле тяготения. Консервативность сил тяготения. Потенциал поля тяготения. Космические скорости.
Упругая и остаточная (пластическая) деформации твердого тела. Различные виды деформаций. Напряжение и модуль Юнга. Закон Гука и коэффициент упругости (жесткости для пружины). Пределы пропорциональности, упругости, текучести, прочности. Потенциальная энергия упругодеформированного тела. Абсолютно упругий и абсолютно неупругий удар. Законы сохранения энергии и импульса при ударах.
Силы трения. Внешнее, внутреннее, гидродинамическое и граничное трение. Зависимости сил трения от скорости.
ТЕМА 1. 3. Кинематика и динамика движения твердого тела.
Поступательное и вращательное движение абсолютно твердого тела. Уравнение движения центра масс. Момент инерции. Теорема Штейнера. Кинетическая энергия вращения. Момент импульса и момент силы относительно точки и относительно оси. Основной закон динамики вращательного движения твердого тела. Закон сохранения момента импульса. Закон сохранения полной механической энергии абсолютно твердого тела. Свободные оси. Гироскоп. Гироскопический эффект. Гироскопические силы как частный случай кориолисовой силы инерции. Деформации твердого тела.
ТЕМА 1. 4. Элементы аэрогидромеханики.
Статика жидкостей и газов. Давление. Распределение давления в покоящихся жидкостях и газах. Формула Торричелли. Выталкивающая сила. Кинематика жидкости и газа. Методы Лагранжа и Эйлера описания движения. Линия и трубка тока. Циркуляция скорости и вихревая линия. Поток жидкости. Уравнение неразрывности. Уравнение Бернулли и следствия из него. Измерение давления в текущей жидкости. Вязкость (внутреннее трение). Течение вязкой жидкости в горизонтальной трубе. Формула Пуазейля. Ламинарные и турбулентные течения. Методы определения вязкости. Движение тел в жидкостях и газах. Лобовое сопротивление и подъемная сила. Угол атаки и качество крыла. Основные явления, связанные с движением тел в воздухе. Аэродинамическая труба.
ТЕМА 1. 5. Движение с релятивистскими скоростями (элементы специальной теории относительности).
Постулаты Эйнштейна. Преобразования Лоренца. Относительность понятия одновременности. Длительность событий и длин тел в разных системах отсчета. Релятивистский закон сложения скоростей. Интервал между событиями. Основной закон релятивистской динамики материальной точки. Закон взаимосвязи массы и энергии. Закон сохранения энергии в релятивистской механике.
РАЗДЕЛ 2. Электричество и магнетизм.
ТЕМА 2. 1. Электростатика и электрические свойства веществ.
Закон сохранения заряда. Закон Кулона. Крутильные весы. Электроскоп и измерения электропроводности воздуха. Пробный заряд. Графическое описание электростатического поля и его источники. Напряженность поля. Поле диполя. Теорема Гаусса и ее применение к расчету полей. Теорема о циркуляции вектора напряженности электростатического поля. Потенциал. Связь потенциала и напряженности поля. Электростатическая защита. Клетка Фарадея. Разрядники. Электрические свойства веществ. Проводники. Поляризация диэлектриков. Поляризованность. Напряженность поля в диэлектрике. Электрическое смещение (вектор электрической индукции). Условия на границе раздела двух диэлектриков. Сегнетоэлектрики.
ТЕМА 2. 2. Конденсаторы.
Электрическая емкость уединенного проводника. Различные типы конденсаторов. Конденсаторы как источники энергии. Параллельное и последовательное соединение конденсаторов. Энергия системы неподвижных точечных зарядов. Энергия заряженного уединенного проводника. Энергия заряженного конденсатора. Механическая (пондеромоторная) сила притяжения пластин конденсатора. Энергия электростатического поля.
ТЕМА 2. 3. Постоянный электрический ток.
Ток проводимости и конвекционный ток. Вектор и плотности тока. Основное уравнение для плотности тока и сила тока как моток этого вектора. Уравнение непрерывности. Электродвижущая сила и напряжение. Сопротивление проводников. Удельная электропроводность. Закон Ома в дифференциальной форме. Сверхпроводимость. Термисторы. Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме. Практическое применение теплового действия тока. Расчет цепей постоянного тока. Правила Кирхгофа.
ТЕМА 2. 4. Электрические токи в веществе.
Вывод основных законов электрического тока в классической теории электропроводности металлов (закон Ома, закон Джоуля-Ленца, закон Видемана-Франца). Оценки средней тепловой и дрейфовой скоростей электронов. Пределы применимости классической теории электропроводности. Работа выхода электронов из металла. Контактная разность потенциалов. Эмиссионные явления и их применения. Электролиты. Газовые разряды. Плазма и ее свойства. Электрические явления в атмосфере.
ТЕМА 2. 5. Магнитное поле и его характеристики.
Элемент тока. Закон Ампера. Магнитная индукция. Закон Био-Савара-Лапласа. Напряженность магнитного поля. Расчет полей и сил. Теорема о циркуляции напряженности магнитного поля вдоль замкнутого контура (теорема о магнитном напряжении). Дипольный магнитный момент контура с током. Контур с током в магнитном поле. Механическая работа и магнитный поток в магнитном поле. Теорема Гаусса для магнитного поля. Движение заряда в электромагнитном поле. Сила Лоренца.
ТЕМА 2. 6. Электромагнитная индукция.
Вихревые токи (токи Фуко) и их использование в технике. Скин-эффект. Явление самоиндукции. Индуктивность контура. Экстратоки самоиндукции при размыкании и замыкании цепи. Взаимная индукция. Трансформаторы. Энергия магнитного поля.
ТЕМА 2. 7. Магнитные свойства веществ.
Магнитные моменты электронов и атомов. Гиромагнитное отношение. Магнитомеханические эффекты. Опыты Эйнштейна де Хааса и Барнетта. Намагниченность. Магнитное поле в веществе. Диамагнитный эффект. Парамагнитный эффект. Ферромагнетики и их свойства. Гистерезис. Точка Кюри. Магнитострикция. Объяснение ферромагнетизма. Антиферромагнетики. Ферриты.
ТЕМА 2. 8. Основы теории Максвелла для электромагнитного поля.
Закон Фарадея для неподвижного контура в переменном магнитном поле. Вихревое электрическое поле и его циркуляция по замкнутому контуру. Ток смещения. Уравнения Максвелла для электромагнитного поля. Значение представлений Максвелла об электромагнитном поле для единого описания электрических, магнитных и оптических явлений.
РАЗДЕЛ 3. Колебания и волны.
ТЕМА 3. 1. Гармонические колебания.
Гармоническое колебание и его характеристики. Дифференциальное уравнение гармонических колебаний. Гармонический осциллятор (колебательная система). Свободные гармонические колебания. Смещение, скорость и ускорение гармонического осциллятора. Потенциальная и кинетическая энергия гармонического осциллятора. Фазовая траектория и фазовый портрет колебаний. Математический, пружинный и физический маятники и их характеристики. Параллельное и последовательное соединение пружинных маятников. Использование свойств оборотного маятника для определения ускорения свободного падения. Маятник Максвелла.
ТЕМА 3. 2. Методы описания колебаний.
Второй закон Ньютона и закон сохранения энергии применительно к описанию колебаний. Представление гармонических колебаний в комплексном виде. Энергетический подход к нахождению периода колебаний. Фазовые траектории. Обобщения гармонического колебания. Изменяющиеся во времени амплитуда и фаза. Модуляция колебаний. Смысл и значение рядов Фурье. Понятие об интеграле Фурье и его свойствах.
ТЕМА 3. 3. Принцип суперпозиции в теории колебаний.
Метод векторных диаграмм. Метод вспомогательного угла для сложения колебаний с разными частотами. Биения. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний. Фигуры Лиссажу. Колебания, совершаемые в плоскости.
ТЕМА 3. 4. Ангармонические колебания.
Колебания при больших отклонениях от положения равновесия. Решение уравнения колебаний методом разложения по малому параметру. Представление сложных колебаний в виде набора гармоник.
ТЕМА 3. 5. Затухающие колебания.
Дифференциальное уравнение свободных затухающих колебаний и его решение. Декремент затухания и добротность колебательной системы. Фазовая диаграмма затухающего колебания. Апериодические (релаксационные) колебания. Колебания при сухом трении. Определение сухого трения. Дифференциальное уравнение колебаний при сухом трении и его решение. Фазовая траектория при наличии сухого трения. Добротность колебаний.
ТЕМА 3. 6. Вынужденные колебания.
Дифференциальное уравнение вынужденных колебаний. Общее и частное решение уравнения вынужденных колебаний. Амплитуда и фаза вынужденного колебания. Резонанс смещения, скорости и ускорения. Определение резонансных частот. Резонансные кривые (амплитудно-частотные и фазово-частотные) и добротность. Воспроизводимость модуляции
ТЕМА 3. 7. Автоколебания и параметрические колебания.
Определение автоколебательных процессов. Отличие автоколебаний от вынужденных и затухающих колебаний. Линеаризованное дифференциальное уравнение автоколебаний и его решение. Фазовый портрет автоколебательного процесса. Нарастание колебаний при периодическом изменении параметра колебательной системы. Параметрический резонанс, его отличие от вынужденных и автоколебаний. Фазовый портрет процесса.
ТЕМА 3. 8. Электромагнитные колебания.
Электромагнитный колебательный контур. Вывод уравнения колебаний. Аналогия с механическими колебаниями. Затухающие и вынужденные электромагнитные колебания. Резонанс напряжений и резонанс токов. Добротность электромагнитного контура. Переменный ток. Мощность, выделяемая в цепи переменного тока.
ТЕМА 3. 9. Волновое движение.
Характеристики волнового движения. Волновое уравнение и его решение. Фазовая и групповая скорость. Плотность потока энергии. Стоячие волны. Эффект Доплера в акустике. Ультразвук и его применение. Электромагнитные волны (ЭМВ). Плоская и сферическая электромагнитные волны. Образование стоячих электромагнитных волн. Закон сохранения энергии для электромагнитного поля. Вектор Пойнтинга. Интенсивность бегущей и стоячей ЭМВ. Фазовая и групповая скорости ЭМВ. Формула Рэлея. Свойства ЭМВ. Диполь – элементарный излучатель ЭМВ. Энергия, излучаемая диполем. Эффект Доплера для ЭМВ. Распространение ЭМВ в плазме. Плазменные колебания. Передача энергии на расстояние.
ТЕМА 3.10. Курсовая работа.
Фазовое пространство. Физический смысл фазовой траектории. Фазовый портрет гармонического осциллятора. Особые точки и линии фазового портрета. Представление гармонических колебаний в комплексном виде. Формулы Эйлера. Решение уравнения колебаний в виде показательной функции. Сложение колебаний. Спектральный анализ колебаний. Фазовый портрет автоколебаний и параметрических колебаний.
РАЗДЕЛ 4. Оптика.
ТЕМА 4. 1. Элементы геометрической и электронной оптики.
Принцип Ферма. Основные законы геометрической оптики. Параксиальная оптика. Относительный и абсолютный показатели преломления. Явление полного отражения и его использование в технике. Рефракция. Градиентные волноводы.. Сферические зеркала. Тонкая линза и ее характерные оси и плоскости. Формула тонкой линзы. Оптическая сила линзы. Линейное и угловое увеличение оптической системы. Аберрации (погрешности) оптических систем. СВЧ – оптика. Электронные и магнитные линзы. Электронный микроскоп. Электроннооптический преобразователь. Основные фотометрические величины.
ТЕМА 4. 2. Интерференция света.
Явление интерференции света. Опыт Юнга. Временная когерентность и степень монохроматичности световой волны. Пространственная когерентность и угловой размер источника световой волны. Принципиальная схема интерференции. Условия интерференционных максимумов и минимумов. Многолучевая интерференция. Применение интерференции света в спектроскопии, в оптических приборах для «просветления оптики», для создания отражающих и поглощающих покрытий. Звездный интерферометр Майкельсона. Интерферометры Майкельсона и Фабри-Перо.
ТЕМА 4. 3. Дифракция Френеля.
Принцип Гюйгенса-Френеля. Интенсивность при сложении колебаний. Применение построения Гюйгенса для объяснения отражения, рефракции, двулучепреломления. Зонные пластинки. Критерий, определяющий вид дифракции.
ТЕМА 4. 4. Дифракция Фраунгофера.
Дифракция Фраунгофера от круглого отверстия, от щели, от прямого края полуплоскости. Спираль Корню. Дифракционная решетка. Понятие о голографии. Пространственная решетка. Дифракция рентгеновских лучей. Рентгеноструктурный анализ. Применение дифракционных явлений.
ТЕМА 4. 5. Взаимодействие электромагнитных волн с веществом.
Нормальная и аномальная дисперсии света. Электронная теория дисперсии света (теория Друде). Металлооптика. Поглощение (абсорбция) света. Закон Бугера. Линейчатый и сплошной спектры поглощения. Окрашенность поглощающих сред. Рассеяние света в мутных средах. Молекулярное рассеяние. Излучение Вавилова-Черенкова.
ТЕМА 4. 6. Поляризация света.
Естественный и поляризованный свет. Степень поляризации. Закон Малюса. Поляризация света при отражении и преломлении. Угол Брюстера. Формулы Френеля. Поляризация при двойном лучепреломлении. Суперпозиция и интерференция поляризованных волн. Искусственное двойное лучепреломление. Электрооптические и магнитооптические эффекты.
РАЗДЕЛ 5. Молекулярная и атомная физика.
ТЕМА 5. 1. Термодинамическое описание макросистемы.
Три составные части молекулярной физики. Определение термодинамической системы и ее характеристики. Тепловое равновесие. Температура. Идеальный газ. Молекулярно-кинетическая теория идеальных газов. Равновесные и неравновесные системы. Политропические процессы. Обратимые и необратимые процессы. Три начала термодинамики. Тепловые явления, связанные с движением тел в атмосфере.
ТЕМА 5. 2. Реальные газы, жидкости и твердые тела.
Силы и потенциальная энергия межмолекулярного взаимодействия. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Изотермы Ван-дер-Ваальса и их анализ. Внутренняя энергия реальных газов. Эффект Джоуля-Томсона. Сжижение газов. Свойства жидкостей. Поверхностное натяжение. Смачивание. Давление под искривленной поверхностью жидкости. Капиллярные явления. Жидкое состояние. Кристаллическое состояние. Фазовые превращения. Тройная точка.
ТЕМА 5. 3. Элементы статистической физики.
Статистический ансамбль. Вероятность события. Уравнение Больцмана – основное уравнение статистической физики. Распределение Максвелла – Больцмана. Функция распределения и определение характеристик теплового (хаотического) движения частиц. Закон равнораспределения энергии по степеням свободы. Макро- и микросостояния системы. Статистический вес. Энтропия как термодинамическая вероятность состояния.
ТЕМА 5. 4. Явления переноса.
Явления переноса с точки зрения молекулярно-кинетической теории. Термодинамические силы и термодинамические потоки. Закон Фурье (перенос энергии) и уравнение теплопроводности. Закон Фика (перенос массы) и уравнение диффузии. Закон Ньютона и уравнение переноса импульса. Методы решения уравнений переноса.
ТЕМА 5. 5. Экспериментальные основы квантовой механики.
Тепловое излучение и его характеристики. Абсолютно черное тело. Закон Стефана-Больцмана. Закон смещения Вина. Закон Кирхгофа. Формула Рэлея-Джинса и формула Вина для спектральной плотности энергетической светимости черного тела. «Ультрафиолетовая катастрофа». Квантовая гипотеза Планка. Тепловизор. Тормозное излучение. Фотоэффект. Законы внешнего фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Экспериментальное подтверждение квантовых свойств света (опыт Боте). Масса и импульс фотона. Давление света. Эффект Комптона и его элементарная теория. Опыты Франка и Герца и теория атома водорода Бора.
ТЕМА 5. 6. Элементы квантовой механики.
Гипотеза де Бройля об универсальности корпускулярно-волнового дуализма. Свойства волн де Бройля. Соотношение неопределенностей Гейзенберга. Волновая функция и ее статистический смысл. Общее уравнение Шредингера. Уравнение Шредингера для стационарных состояний. Движение свободной частицы. Частица в одномерной прямоугольной «потенциальной яме» с бесконечно высокими стенками. Прохождение частицы сквозь потенциальный барьер. Туннельный эффект. Пространственное квантование.
ТЕМА 5. 7. Атомы и молекулы в квантовой физике.
Атом водорода в квантовой механике. Спин электрона. Принцип неразличимости тождественных частиц. Фермионы и бозоны. Принцип Паули. Распределение электронов в атоме по состояниям. Функция распределения. Понятие о квантовой статистике Бозе - Эйнштейна и Ферми - Дирака. Вырожденный электронный газ в металлах. Уровень Ферми. Молекулы: химические связи, понятие об энергетических уровнях. Рентгеновские спектры. Закон Мозли. Молекулярные спектры. Спонтанное и вынужденное поглощение. Люминесценция. Оптические квантовые генераторы (лазеры)и их применение. Понятие о квантовой теории теплоемкости и электропроводности. Фононы. Сверхпроводимость. Эффект Джозефсона. Оптические явления, связанные с движением тел в атмосфере.
ТЕМА 5. 8. Элементы физики твердого тела.
Понятие о зонной теории твердых тел. Металлы, диэлектрики и полупроводники по зонной теории. Собственная проводимость полупроводников. Примесная проводимость полупроводников. Фотопроводимость полупроводников. Электролюминесценция тел. Светодиоды. Контакт двух металлов по зонной теории. Термоэлектрические явления (явление Зеебека, явление Пельтье, явление Томсона) и их применение. Выпрямление на контакте металл - полупроводник. Контакт электронного и дырочного полупроводников (p-n переход).
РАЗДЕЛ 6. Элементы физики атомного ядра и элементарных частиц.
ТЕМА 6.1. Модели ядра и ядерные силы.
Размер, состав и заряд атомного ядра. Изотопы и изобары. Радиус ядра. Капельная, оболочечная и обобщенная модели ядра. Формула Вейцзеккера. Дефект массы и энергия связи ядра. Спин ядра и его магнитный момент. Ядерный магнитный резонанс. Ядерные силы и их свойства.
ТЕМА 6. 2. Радиоактивные излучения. Космические лучи.
Естественная и искусственная радиоактивность. Основные космические лучи. Закон радиоактивного распада. Период полураспада, активность и время жизни нуклида. Закономерности a-распада и b- -распада. Гамма-излучение. Применение радиоизотопов.
ТЕМА 6. 3. Ядерные реакции.
Две стадии протекания ядерных реакций. Классификация ядерных взаимодействий. Позитрон и β+ -распад. Аннигиляция. Электронный захват. Открытие нейтрона. Реакция деления ядра. Цепные реакции. Термоядерные реакции.
ТЕМА 6. 4. Физика элементарных частиц и космогония.
Первичное и вторичное космическое излучение. Типы взаимодействий элементарных частиц. Частицы и античастицы. Элементарные и фундаментальные частицы. Стандартная модель элементарных частиц. Вещество в экстремальных условиях (белые карлики, нейтронные звезды, черные дыры, квазары, темная материя). Расширяющаяся Вселенная по Ламметру-Фридману (стандартная модель Большого взрыва). Инфляционная модель
В III семестре выполняется курсовая работа по разделу «Колебания и волны» с целью углубленного изучения тех разделов физики, которые наиболее важны для практического использования в авиационной технике. При выполнении курсовой работы курсанты закрепляют знания основ физики колебательных процессов; приобретают практические навыки расчетов и оформления технической документации, проведения и обработки результатов измерений для выполнения расчетной и графической работы.
Примеры выполнения курсовой работы по физике находится в методических указаниях по ее выполнению: «Физика колебательных процессов. Ч.1, 2», «Методические указания по выполнению курсовых работ с вычислениями в табличном процессоре EXCEL»
Примерные темы курсовых работ:
1. Релаксационные (апериодические) колебания. Влияние начальных условий на их вид.
2. Нахождение частоты собственных колебаний по известным величинам ускорения в заданный момент времени, амплитуде смещения, начальной фазе и коэффициенту затухания.
3. Энергетические соотношения при затухающих и релаксационных (апериодических) колебаниях.
4. Резонанс смещений, скоростей, ускорений.
5. Добротность осциллятора и процессы, которые она характеризует.
6. Представление колебаний в виде набора гармоник (теорема Фурье).
7. Свободные колебания при сухом трении.
8. Ангармонические колебания. Решение уравнения колебаний методом разложения по малому параметру.
9. Графический метод построения интегральной кривой уравнения
10. Резонанс токов и резонанс напряжений.
11. Связанные осцилляторы. Динамическое демпфирование колебаний.
12. Разложение вынужденных колебаний на синфазную и смещенную по фазе компоненту. Работа внешней силы по поддержанию вынужденных колебаний и работа сил трения.
13. Сложение одночастотных колебаний. Векторные диаграммы. Сложение разночастотных колебаний.
14. Сложение колебаний, совершаемых в плоскости.
15. Фазовые траектории, их свойства и применение для анализа колебаний.
16. Маятник Фруда и подвес Жуковского.
17. Генератор (ламповый) электрических колебаний.
18. Усиление колебаний. Связь между затуханием осциллятора и воспроизводимостью модуляции усиливаемого сигнала.
19. Вибрационный насос. Вибрационная техника.
20. Сложные (комбинированные) осцилляторы.
21. Определение периода колебаний осциллятора по заданной потенциальной функции ; ;
; - константы.
22. Реакция осциллятора на сложное (периодическое) воздействие.
23. Осциллятор под воздействием сил различной природы (комбинированный маятник).
24. Крутильные колебания.
25. Маятник Максвелла.
26. Оборотный маятник и определение ускорения свободного падения.
27. Маятник Шулера и вопросы навигации.
28. Автоколебания. Их описание на фазовой плоскости.
29. Акустические колебания и акустический резонатор.
30. Колебания электрического диполя.
31. Колебания связанных осцилляторов.
32. Колебания тел в жидкостях. Внутренние волны.
33. Параметрический резонанс и его применение.
34. Биения. Чистые биения. Представление биений на векторной диаграмме.
35. Устойчивость режима автоколебаний.
36. Вынужденные колебания и их представление на векторной диаграмме.
37. Универсальный вид резонансных кривых смещения, скорости, ускорения.
38. Колебания в электрических цепях. Трансформаторы и другие устройства, работающие на переменном токе.
39. Колебания тел в магнитном поле.
40. Колебания магнитного диполя (витка с током).
41. Изучение движений маятника Обербека.
42. Свободная тема, связанная с вопросами эксплуатации авиационной техники в плане воздействия вибраций, колебаний и проч.
43. Качательные колебания..
44. Гироскопические маятники. Маятник Пешехонова.
IV. ИНФОРМАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
4.1. ЛИТЕРАТУРА
ОСНОВНАЯ:
1. Савельев И.В. Курс физики. т.1. Механика. Молекулярная физика. М. : Наука, 1989. - 352 стр.
2. Савельев И.В. Курс физики. т.2. Электричество. Колебания и волны. Волновая оптика. - М: Наука, 1989. - 464 с
3. Савельев И.В. Курс физики. т.3. Квантовая оптика. Атомная физика. Физика твердого тела. Физика атомного ядра и элементарных частиц. - М.: Наука, 1989. - 303 4. Трофимова Т.И. Курс физики. – М.: Высшая школа, 2003. – 541 с.
5. Физика. Задания к практическим занятиям. Учебное пособие для вузов. Под общей редакцией Ж.П. Лагутиной. - Мн.: Вышэйшая школа, 1989.- 236 с.
6. Иродов И.Е. Задачи по общей физике: - М.: Наука, 1985. - 367 с.
7. Трофимова Т.И. Сборник задач по курсу физики для ВТУЗов. – М.: «ОНИКС 21 век», «Мир и Образование», 2003. – 384 с.
Дополнительная:
1. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике: - М.: Наука, 1985. - 512 с
2. Кириленко А.И. Методическое пособие по физике. Ч.1,2,3. - Мн.: МГВАК, 2003.
3. Панасенко Л.Н. Электромагнитные поля. Метод. пособие. – Мн.: МГВАК, 2007.
4. Смирнов Б.М. Введение в физику плазмы. – М.: Наука, 1975.
5. Шпольский Э.В. Атомная физика. Ч.1, 2. -М.: Физ.-мат. литература, 1983.
6. Фундаментальные постоянные. Справ. Под ред.
7. Франк-Каменецкий Д. А. Лекции по физике плазмы. – М.: Атомиздат, 1968.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ПО КУРСОВОЙ РАБОТЕ (электронная версия):
Иродов И.Е. Механика. – М.-С-П.,Физматлит, 2000
Иродов И.Е. Основные законы электромагнетизма. – М.-С-П.,Физматлит, 2000
Иродов И.Е. Волновые процессы. – М.-С-П.,Физматлит, 2001
Иродов И.Е. Квантовая физика. Основные законы. – М.-С-П.,Физматлит, 2001
Сивухин Д.В. Общий курс физики. – М.: Наука, 1977 – 1990, т. 1 – 5.
Андронов А.А., Витт А.А., Хайкин С.Э. Теория колебаний.
Тимошенко С.П., Янг Д.Х., Уивер У. Колебания в инженерном деле.
Мандельштам Л.И. Лекции по колебаниям. Полное собрание трудов, т. 4, изд. АН СССР, 1955.
Алешкевич В.А., Деденко Л.Г., Караваев В.А. Колебания и волны. Физфак МГУ,2001.
4.2. ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ
Определение абсолютных, относительных, косвенных ошибок и доверительного интервала измерения.
Определение массы тела по линейным измерениям. Точное взвешивание.
Определение коэффициента восстановления и времени соударения упругих шаров.
Определение момента инерции махового колеса и момента силы трения в опоре.
Изучение движений маятника Обербека.
Определение момента инерции методом трифилярного маятника.
7.Изучение электризации тел и диэлектрических свойств веществ.
Изучение цепи постоянного тока.
Изучение электропроводности слабых электролитов.
Изучение сил, действующих на проводник с током в магнитном поле.
Определение ускорения свободного падения оборотным маятником.
Изучение движения маятника Максвелла.
Изучение движения маятника Фруда.
Колебание тел в магнитном поле.
Резонанс токов и резонанс напряжений.
Определение мощности, выделяемой в цепи переменного тока.
Изучение законов фотометрии.
Изучение законов зеркального и диффузного отражения и пропускания.
Изучение простой линзы.
Изучение дифракционных явлений.
Естественное вращение плоскости поляризации света.
Анализ состояния поляризации лазерного излучения.
Изучение процесса фазовых превращений.
Определение коэффициента поверхностного натяжения и вязкости.
Изучение теплоизоляционных свойств материалов.
Определение относительной концентрации растворенного вещества оптическим методом.
Определение коэффициента теплопроводности (сравнительный метод).
Определение коэффициента динамической вязкости жидкостей методом Стокса.
Определение коэффициента линейного расширения проводника.
Изучение зависимости сопротивления металлов от температуры.
Изучение процесса лучевого отжига.
Исследование фотолюминесценции различных веществ.
Определение относительного коэффициента пропускания светофильтра.
Изучение работы солнечной батареи.
Градуировка спектроскопа и изучение спектров испускания.
Определение теплоёмкости твёрдых тел. Проверка закона Дюлонга и Пти.
Изучение рефракции света.
Изучение зависимости электропроводности электролитов от температуры.
Изучение температурной зависимости свойств ферромагнетиков.
Изучение работы полупроводниковых выпрямителей.
Изучение характеристик термо- и фоторезисторов.
Определение дисперсии стеклянной призмы.
Градуировка термопары и определение ее чувствительности.
Изучение прибора для измерения ионизирующих излучений РКСБ-104.
4.3. ПЕРЕЧЕНЬ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ
Энергетические характеристики движения.
Движения тела с переменной массой. Уравнение Циолковского.
Виды равновесия. Устойчивость движения.
Основные характеристики плоского движения абсолютно твердого тела.
Расчет электростатических полей с помощью теорем электростатики.
Условия на границе двух диэлектриков.
Расчет емкостей различных конденсаторов.
Использование правил Кирхгофа для расчета электрических цепей.
Уравнения Максвелла в интегральном и дифференциальном виде.
Использование уравнений Максвелла для расчета плазмотрона.
Математический, пружинный и физический маятники.
Определение периода колебаний по заданной потенциальной функции.
Сложение взаимно перпендикулярных колебаний
Ангармонические колебания
Модулированные колебания.
Колебания при сухом трении.
Параметрические колебания.
Интенсивность бегущей и стоячей ЭМВ
Определение кардинальных точек и плоскостей линзы.
Интерференция в тонких пленках.
Дифракционная решетка.
Модель и законы идеального газа.
Силы и потенциальная энергия межмолекулярного взаимодействия.
Применение гипотезы Планка для объяснения экспериментальных спектров излучения.
Волновые свойства частиц.
Распределение электронов в атоме.
Дефект массы и энергия связи ядра
4.4. ПРИМЕРНАЯ ТЕМАТИКА РЕФЕРАТИВНЫХ РАБОТ
Измерение давления в текущей жидкости.
Преобразования Лоренца и следствия из них.
Газовые разряды.
Движение заряда в электрическом и магнитном полях.
Определение резонансных частот для скорости и ускорения колебательного движения.
Распространение ЭМВ в плазме.
Фотометрия.
Применение интерференции света в спектроскопии, в оптических приборах.
Дифракция рентгеновских лучей.
Создание материалов с заданными свойствами.
Фазовые равновесия и фазовые превращения.
Излучение атомов и молекул. Лазеры.
Стандартная модель Вселенной.
4.5. ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ
1. Механика
2. Газодинамика.
3. Квантовая природа излучения.
4. Атомная физика.
4.6. СПИСОК КОМПЬЮТЕРНЫХ ПРОГРАММ
1. Microsoft Excel
2. Mathcad 2001 (2005) Professional
3. Microsoft Word
4. Adobe Reader 6.0
5. Экзаменатор 2.06 Demo
4.7. ПЕРЕЧЕНЬ НАГЛЯДНЫХ ПОСОБИЙ И ОБОРУДОВАНИЯ.
Плакаты по темам «Дифракция Фраунгофера», «Дифракционная решетка», «Голография»
Фолии с таблицами и формулами по всем разделам физики
Голографическая картина
Измерительные инструменты для измерения механических величин.
Мультимеры для измерения электрических величин.
Калькуляторы для обработки результатов измерений.
Набор линз, призм, зеркал. Лазер. Объектив. Фотоувеличитель.
Двигатели. Трансформаторы. Источники света. Люксметр.
Таблицы физических величин и справочные материалы.
4.8. Демонстрационный эксперимент
1. Закон сохранения импульса
2. Сухое трение
3. Маятник Обербека
4. Связанные маятники
5. Электромагнитная индукция
6. Интерференция лазерного излучения
V. ПРОТОКОЛ СОГЛАСОВАНИЯ УЧЕБНОЙ ПРОГРАММЫ ПО ФИЗИКЕ
С ДРУГИМИ ДИСЦИПЛИНАМИ СПЕЦИАЛЬНОСТИ
|
Название дисциплины, с которой требуется согласование |
Название кафедры |
Предложения об изменениях в содержании учебной программы по физике |
Решение, принятое кафедрой, разработавшей учебную программу (с указанием даты и номера протокола)* |
|
1. |
|||
*Примечание: при наличии предложений об изменениях в содержании учебной программы по физике.
VІ. ДОПОЛНЕНИЯ И ИЗМЕНЕНИЯ К УЧЕБНОЙ ПРОГРАММЕ
ПО ФИЗИКЕ
на ________/________ учебный год
|
№№ пп |
Дополнения и изменения |
Основание |
Учебная программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры
протокол от _________2000_ г. № ____
Заведующий кафедрой
_____________________ __________________ _________________________
( степень, звание) (подпись) ( И.О. Фамилия)
УТВЕРЖДАЮ
Декан факультета
_____________________ __________________ _________________________
( степень, звание) (подпись) ( И.О. Фамилия)