Учебно-методический комплекс по дисциплине физика специальность 230101. 65 Вычислительные машины, комплексы, системы и сети - davaiknam.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Учебно-методический комплекс по дисциплине численные методы специальность... 1 188.46kb.
Учебно методический комплекс дисциплины экономическая социология 3 416.92kb.
Учебно-методический комплекс учебной дисциплины отечественная история 10 2328.35kb.
Рабочая программа по дисциплине «Технологии программирования» для... 1 197.38kb.
Учебный план по специальности 230101. 65 «Вычислительные машины,... 4 509.18kb.
Методические указания по изучению дисциплины Для студентов специальности... 1 77.78kb.
Методические указания по выполнению лабораторных работ для студентов... 4 459.11kb.
Программа дисциплины «Системное программное обеспечение» 1 246.8kb.
Специальность 1-400201 Вычислительные машины, системы и сети 1 109.87kb.
«Система автоматизации деятельности службы технической поддержки» 1 16.72kb.
Учебно-методический комплекс по дисциплине вычислительная математика... 1 192.84kb.
Приложение №2 Вклад в науку Леонарда Эйлера 1 41.39kb.
Направления изучения представлений о справедливости 1 202.17kb.

Учебно-методический комплекс по дисциплине физика специальность 230101. 65 Вычислительные - страница №1/1

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Алтайский государственный университет»

Рубцовский институт (филиал)

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ПО ДИСЦИПЛИНЕ


ФИЗИКА

Специальность – 230101.65 Вычислительные машины, комплексы, системы и сети

Форма обучения – очная

Кафедра – Математики и прикладной информатики



Рубцовск - 2011

c:\users\pushkova\appdata\local\microsoft\windows\temporary internet files\content.word\рисунок (23).jpg

c:\users\pushkova\appdata\local\microsoft\windows\temporary internet files\content.word\анисимов,анисимова.jpeg

СОДЕРЖАНИЕ


1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА 4

2. ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН 5





1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Физика является важнейшим источником знаний об окружающем мире, основой научно-технического прогресса и важнейшим компонентом человеческой культуры. Курс общей физики совместно с математикой занимает в подготовке студентов специальности «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети» одно из главных мест: является базовым для изучения последующих технических дисциплин и определяет необходимую физико-математическую подготовку будущих специалистов.

При изучении курса основное внимание уделяется изучению экспериментальных фактов, понятий, законов, теорий и методов физической науки, обобщению широкого круга физических явлений на основе теории. При изложении курса подчеркивается роль опыта в физике как источника информации и критерия правильности физической теории. Из содержания курса физики должно вытекать, что, хотя физика и достигла выдающихся успехов, перед ней и в настоящее время стоит ряд нерешенных задач.

Цели освоения дисциплины:

Дисциплина «Физика» направлена на получение представлений о современном состоянии физики и учитывает профиль будущей специализации студентов. Основное внимание уделяется изучению экспериментальных фактов, понятий, законов, теорий и методов физической науки, обобщению широкого круга физических явлений на основе теории.



Задачи дисциплины:

  • сформировать представление об основных фундаментальных понятиях, законах и теориях классической и современной физики, а также о методах физического исследования;

  • овладеть приемами решения конкретных задач из различных областей физики;

  • овладеть методами проведения физического эксперимента и обработки результатов;

  • получить представление о роли физики для изучения последующих профилирующих предметов.

Дисциплина «Физика» относится к циклу ЕН.Ф.03 Цикл общих математических и естественнонаучных дисциплин. Федеральный компонент.

Перечень дисциплин, усвоение которых студентами необходимо для изучения данного курса:

«Алгебра и геометрия», «Математический анализ».



Программа предусматривает различные формы работы со студентами: проведение лекционных и семинарских занятий, лабораторных работ.

2. ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН


(распределение часов курса по разделам и видам работ)
Очная форма обучения


Дидактические единицы (ДЕ)

Наименование тем

Максимальная нагрузка студентов, час.

Количество аудиторных часов при очной форме обучения

Самостоятельная работа студентов, час.

Лекции

Семинары

Лабораторные работы

1

2

3

4

5

6

7

ДЕ 1 Физические основы механики. Кинематика и динамика твердого тела, жидкостей и газов. Колебания и волны. Физический практикум. (60 баллов)

1. Понятие состояния в классической механике. Уравнения движения. Инерциальные и неинерциальные системы отсчета. Основы релятивистской механики.

28

4

6

6

12

2. Динамика

30

6

6

6

12

3. Работа и энергия. Законы сохранения.

24

4

4

4

12

4. Физика колебаний и волн. Гармонический и ангармонический осциллятор. Свободные и вынужденные колебания.

30

6

2

10

12

5. Элементы гидродинамики

16

2

2

2

10

Промежуточный контроль

Коллоквиум

ДЕ 2 Молекулярная физика и термодинамика. Три начала термодинамики. Физический практикум. (40 баллов)

6. Основы молекулярно-кинетической теории вещества. Классическая и квантовая статистики. Кинетические явления.

30

4

6

10

10

7. Основы термодинамики. Термодинамические функции состояния. Порядок и беспорядок в природе.

24

6

4

4

10

Промежуточный контроль

Коллоквиум

Итоговый контроль

Экзамен – 40 баллов

ДЕ 3 Электричество и магнетизм. Электростатика и магнитостатика в вакууме и веществе. Физический практикум. (30 баллов)

8. Электростатика

34

4

6

10

14

9. Электрический ток. Магнитное поле.

28

4

4

6

14

10. Переменный ток. Уравнение непрерывности. Уравнения Максвелла. Электромагнитное поле. Принцип относительности в электродинамике.

40

4

2




34

Промежуточный контроль

Коллоквиум

ДЕ 4 Оптика. Волновая оптика. Квантовая оптика. Тепловое излучение. Физический практикум. (40 баллов)

11. Оптика. Отражение и преломление света. Оптическое изображение Интерференция и дифракция волн. Принцип голографии.

32

6

6

6

14

12. Учения о природе излучения. Фотоны. Корпускулярно-волновой дуализм в микромире.

30

4

4

6

16

Промежуточный контроль

Коллоквиум

ДЕ 5 Атомная и ядерная физика. Квантовые уравнения движения. Молекулярные спектры. Радиоактивность. Элементарные частицы. Современная физическая картина мира. Физический практикум.. (30 баллов)

13. Элементы квантовой механики. Магнетизм микрочастиц. Принцип неопределенности.

30

4

4

6

16

14. Строение атома. Атомное ядро. Электроны в кристаллах. Иерархия структур материи, эволюция Вселенной, физическая картина мира как философская категория.

26

6

4




16

Промежуточный контроль

Коллоквиум

Итоговый контроль

Экзамен – 40 баллов

Итого часов

402

64

60

76

202

3. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

(дидактические единицы)
3.1 Обязательный минимум содержания образовательной программы (выписка из ГОС)
Физические основы механики: понятие состояния в классической механике, уравнения движения, законы сохранения, инерциальные и неинерциальные системы отсчета, кинематика и динамика твердого тела, жидкостей и газов, основы релятивистской механики; физика колебаний и волн: гармонический и ангармонический осциллятор, свободные и вынужденные колебания, интерференция и дифракция волн; молекулярная физика и термодинамика: три начала термодинамики, термодинамические функции состояния, классическая и квантовая статистики, кинетические явления, порядок и беспорядок в природе; электричество и магнетизм: электростатика и магнитостатика в вакууме и веществе, электрический ток, уравнение непрерывности, уравнения Максвелла, электромагнитное поле, принцип относительности в электродинамике; оптика: отражение и преломление света, оптическое изображение, волновая оптика, принцип голографии, квантовая оптика, тепловое излучение, фотоны; атомная и ядерная физика: корпускулярно-волновой дуализм в микромире, принцип неопределенности, квантовые уравнения движения, строение атома, магнетизм микрочастиц, молекулярные спектры, электроны в кристаллах, атомное ядро, радиоактивность, элементарные частицы; современная физическая картина мира: иерархия структур материи, эволюция Вселенной, физическая картина мира как философская категория; физический практикум.
3.2 Содержание разделов учебной дисциплины
ДЕ 1 Физические основы механики.

Кинематика и динамика твердого тела, жидкостей и газов.

Колебания и волны.

Физический практикум.


Тема 1. Понятие состояния в классической механике. Уравнения движения. Инерциальные и неинерциальные системы отсчета. Основы релятивистской механики.

Аудиторное изучение: Кинематика. Основные понятия кинематики. Кинематика вращательного движения.

Самостоятельное изучение: Основные понятия кинематики. Кинематика вращательного движения.
Тема 2. Динамика

Аудиторное изучение: Первый закон Ньютона. Принцип относительности Галилея. Второй и третий законы Ньютона. Природа механических сил. Динамика вращательного движения материальной точки. Динамика системы материальных точек. Динамика абсолютно твердого тела.

Самостоятельное изучение: Первый закон Ньютона. Принцип относительности Галилея. Второй и третий законы Ньютона. Природа механических сил. Динамика вращательного движения материальной точки. Динамика системы материальных точек. Динамика абсолютно твердого тела. Гироскоп.
Тема 3. Работа и энергия. Законы сохранения.

Аудиторное изучение: Работа силы. Энергия. Мощность.

Самостоятельное изучение: Работа силы. Энергия. Мощность.
Тема 4. Физика колебаний и волн. Гармонический и ангармонический осциллятор. Свободные и вынужденные колебания.

Аудиторное изучение: Колебания и волны. Гармонические колебания. Сложение гармонических колебаний. Понятие о разложении колебаний в ряд Фурье. Математическое описание колебаний. Энергетические соотношения в колебательных процессах. Волны.

Самостоятельное изучение: Гармонические колебания. Сложение гармонических колебаний. Понятие о разложении колебаний в ряд Фурье. Математическое описание колебаний. Энергетические соотношения в колебательных процессах. Волны.
Тема 5. Элементы гидродинамики

Аудиторное изучение: Описание движения жидкости и газа. Уравнение неразрывности. Уравнение Бернулли.

Самостоятельное изучение: Описание движения жидкости и газа. Уравнение неразрывности. Уравнение Бернулли.


ДЕ 2 Молекулярная физика и термодинамика.

Три начала термодинамики.

Физический практикум.
Тема 6. Основы молекулярно-кинетической теории вещества. Классическая и квантовая статистики. Кинетические явления.

Аудиторное изучение: Основные положения. Идеальный газ. Основное уравнение кинетической теории. Распределение молекул по скоростям. Барометрическая формула. Понятие о распределении Больцмана. Реальные газы. Явления переноса.

Самостоятельное изучение: Основные положения. Идеальный газ. Основное уравнение кинетической теории. Распределение молекул по скоростям. Барометрическая формула. Понятие о распределении Больцмана. Реальные газы. Явления переноса.
Тема 7. Основы термодинамики. Термодинамические функции состояния. Порядок и беспорядок в природе.

Аудиторное изучение: Основные понятия термодинамики. Первый закон термодинамики. Работа газа при различных процессах. Теплоемкости идеального газа. Адиабатический процесс. Энтропия. Второе и третье начало термодинамики. Тепловой двигатель. Цикл Карно.

Самостоятельное изучение: Состояния термодинамических систем. Внутренняя энергия. Теплоемкость. Цикл Карно.

ДЕ 3 Электричество и магнетизм.

Электростатика и магнитостатика в вакууме и веществе.

Физический практикум.
Тема 8. Электростатика

Аудиторное изучение: Закон Кулона. Напряженность электрического поля. Теорема Гаусса. Работа по перемещению заряда в электрическом поле. Потенциал электрического поля. Проводники в электрическом поле. Электроемкость. Соединение конденсаторов. Энергия заряженного конденсатора

Самостоятельное изучение: Закон Кулона. Напряженность электрического поля. Теорема Гаусса. Работа по перемещению заряда в электрическом поле. Потенциал электрического поля. Проводники в электрическом поле. Электроемкость. Соединение конденсаторов. Энергия заряженного конденсатора. Диэлектрики. Электрический диполь.
Тема 9. Электрический ток. Магнитное поле.

Аудиторное изучение: Постоянный ток. Закон Ома. Закон Ампера. Поле прямого тока и витка с током. Теорема о циркуляции магнитного поля. Поле длинного соленоида. Взаимодействие прямых проводников. Действие магнитного поля на контур с током. Сила Лоренца. Электромагнитная индукция. Самоиндукция. Энергия магнитного поля.

Самостоятельное изучение: Постоянный ток. Закон Ома. Закон Ампера. Поле прямого тока и витка с током. Теорема о циркуляции магнитного поля. Поле длинного соленоида. Взаимодействие прямых проводников. Действие магнитного поля на контур с током. Сила Лоренца. Электромагнитная индукция. Самоиндукция. Энергия магнитного поля. Магнитное поле в веществе.
Тема 10. Переменный ток. Уравнение непрерывности. Уравнения Максвелла. Электромагнитное поле. Принцип относительности в электродинамике.

Аудиторное изучение:

Самостоятельное изучение: Переменный ток. Полное сопротивление в цепи переменного тока. Мощность переменного тока. Понятие о теории Максвелла. Электромагнитные волны.

ДЕ 4 Оптика.

Волновая оптика.

Квантовая оптика.

Тепловое излучение.

Физический практикум.
Тема 11. Оптика. Отражение и преломление света. Оптическое изображение Интерференция и дифракция волн. Принцип голографии.

Аудиторное изучение: Законы отражения и преломления света. Интерференция света: в тонких пленках, кольца Ньютона. Дифракция света, голография. Дифракция Френеля на круглом отверстии. Дифракция Френеля на круглом экране. Дифракция Явление поляризации. Поглощение света. Рассеяние света. Дисперсия света. Фраунгофера. Дифракционная решетка. Дифракция рентгеновских лучей. Явление поляризации. Поглощение света. Рассеяние света. Дисперсия света.

Самостоятельное изучение: Законы отражения и преломления света. Интерференция света: в тонких пленках, кольца Ньютона. Дифракция света, голография. Дифракция Френеля на круглом отверстии. Дифракция Френеля на круглом экране. Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка. Дифракция рентгеновских лучей. Явление поляризации. Поглощение света. Рассеяние света. Дисперсия света.
Тема 12. Учения о природе излучения. Фотоны. Корпускулярно-волновой дуализм в микромире.

Аудиторное изучение: Законы теплового излучения (Кирхгофа, Стефана-Больцмана, Вина). Фотоэффект. Давление излучения на тела. Эффект Комптона. Единство корпускулярных и волновых свойств света.

Самостоятельное изучение: Законы теплового излучения (Кирхгофа, Стефана-Больцмана, Вина). Фотоэффект. Давление излучения на тела. Эффект Комптона. Единство корпускулярных и волновых свойств света.
ДЕ 5 Атомная и ядерная физика.

Квантовые уравнения движения.

Молекулярные спектры.

Радиоактивность.

Элементарные частицы.

Современная физическая картина мира.



Физический практикум.
Тема 13. Элементы квантовой механики. Магнетизм микрочастиц. Принцип неопределенности.

Аудиторное изучение: Волновые свойства частиц: волны де Бройля, соотношения неопределенностей. Волновая функция, уравнение Шредингера. Одномерный стационарный случай, частица в прямоугольном потенциальном ящике.

Самостоятельное изучение: Волновые свойства частиц: волны де Бройля, соотношения неопределенностей. Волновая функция, уравнение Шредингера. Одномерный стационарный случай, частица в прямоугольном потенциальном ящике.
Тема 14. Строение атома. Атомное ядро. Электроны в кристаллах. Иерархия структур материи, эволюция Вселенной, физическая картина мира как философская категория.

Аудиторное изучение: Теория атома Бора. Волновая функция электрона в атоме. Магнетизм микрочастиц (спин). Принцип Паули. Многоэлектронные атомы. Атомные и молекулярные спектры

Самостоятельное изучение: Атомное ядро, ядерные силы, энергия связи. Радиоактивность. Элементарные частицы, типы взаимодействий. Кварки. Иерархия структур материи. Этапы эволюции Вселенной. Физическая картина мира.

3.3 Содержание лабораторных занятий (практических занятий)

Лабораторная работа №1. Оценка запаздывания реакции человека на световой и звуковой сигналы.

Лабораторная работа №2.Определение момента инерции однородного диска методом колебаний.

Лабораторная работа №3. Изучение движения тел при наличии сил вязкого трения.

Лабораторная работа №4. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний (фигуры Лиссажу).

Лабораторная работа №5. Изучение резонанса пружинного маятника.

Лабораторная работа №6. Изучение связанных колебаний.

Лабораторная работа №7. Изучение распределения броуновских частиц в поле силы тяжести и определение постоянной Больцмана.

Лабораторная работа №8. Изучение броуновского движения и определение постоянной Больцмана по пробегу броуновской частицы.

Лабораторная работа №9. Изучение распределения молекул по скоростям.

Лабораторная работа №10. Изучение фазового перехода испарение – конденсация.

Лабораторная работа №11. Изучение фазового перехода порядок – беспорядок.

Лабораторная работа №12. Изучение изменения функции распределения молекул по скоростям в процессе релаксации.

Лабораторная работа №13. Изучение распределения молекул по скоростям в двухкомпонентном газе.

Лабораторная работа №14. Изучение распределения молекул газа в однородном поле тяжести.

Лабораторная работа №15. Изучение броуновского движения.

Лабораторная работа №16. Определение длины свободного пробега молекул.

Лабораторная работа №17. Изучение дифракции Фраунгофера на щели.

Лабораторная работа №18. Изучение зависимости показателя преломления призмы от длины волны.

Лабораторная работа №19. Изучение фотоэффекта.

Лабораторная работа №20. Изучение электростатического поля.

Лабораторная работа №21. Измерение элементарного заряда (опыт Милликена).

Лабораторная работа №22. Изучение закона Ома.

Лабораторная работа №23. Изучение лампового диода.

Лабораторная работа № 24. Изучение намагниченности парамагнетиков.
4. МАТЕРИАЛЫ К ПРОМЕЖУТОЧНОМУ И ИТОГОВОМУ КОНТРОЛЮ

Примеры заданий промежуточного контроля

Задача 1. Какое давление создают 2 г азота, занимающие объем 820 см3 при температуре 7 С?

Задача 2. Определить, сколько киломолей и молекул водорода содержится в объеме 50 м3 под давлением 767 мм рт. ст. при температуре 18 С. Какова плотность?

Задача 3. В баллоне содержится кислород и аргон . Давление смеси , температура . Принимая данные газа за идеальные, определить емкость баллона.

Задача 4. В сосуде объемом 2 м3 находится смесь 4 кг гелия и 2 кг водорода при температуре 27С. Определить давление и молярную массу смеси газов.

Задача 5. Сосуд емкостью 2 л содержит азот при температуре 27С и давлении 0,5 атм. Найти число молекул в сосуде, число столкновений между всеми молекулами за 1 с, среднюю длину свободного пробега молекул.

Задача 6. В баллоне объемом 10 л находится гелий под давлением 1 МПа при температуре 300К. После того как из баллона было взято 10 г гелия, температура в баллоне понизилась до 290 К. Определить давление гелия, оставшегося в баллоне.

Задача 7. Какой объем занимает смесь 1 кг кислорода и 2 кг гелия при нормальных условиях? Какова молярная масса смеси?

Задача 8. Найти плотность азота, если молекула за 1 с испытывает 2,05108с-1 столкновений при температуре 280 К. Какова средняя длина свободного пробега молекул?

Задача 9. Давление газа 750 мм рт. ст., температура 27С. Определить концентрацию молекул и среднюю кинетическую энергию поступательного движения одной молекулы.

Задача 10. Газ, занимающий объем 20 л при нормальных условиях, был изобарически нагрет до 80 С. Определить работу расширения газа.

Задача 11. Азот массой 2 кг охлаждают при постоянном давлении от 400 до 300 К. Определить изменение внутренней энергии, внешнюю работу и количество выделенной теплоты.

Задача 12. Определить удельные теплоемкости для смеси 1 кг азота и 1 кг гелия.

Задача 13. Газовая смесь состоит из азота массой 2 кг и аргона массой 1 кг. Принимая эти газы за идеальные, определить удельные теплоемкости газовой смеси.

Задача 14. В цилиндре под поршнем находится водород, который имеет массу 0,02 кг и начальную температуру 27 С. Водород сначала расширился адиабатически, увеличив свой объем в 5 раз, а затем был сжат изотермически, причем объем газа уменьшился в 5 раз. Найти температуру в конце адиабатического расширения и работу, совершенную газом. Изобразить процесс графически.

Задача 15. Температура нагревателя тепловой машины 500 К. Температура холодильника 400 К. Определить КПД тепловой машины, работающей по циклу Карно, и полезную мощность машины, если нагреватель ежесекундно передает ей 1675 Дж теплоты.

Задача 16. Тепловая машина работает по циклу Карно. При изотермическом расширении двухатомного газа его объем увеличивается в 3 раза, а при последующем адиабатическом расширении – в 5 раз. Определить КПД цикла. Какую работу совершает 1кмоль газа за один цикл, если температура нагревателя 300 К? Какое количество теплоты получит от холодильника машина, если она будет совершать тот же цикл в обратном направлении, и какое количество теплоты будет передано нагревателю?

Задача 17. В результате изотермического расширения объем 8 г кислорода увеличился в 2 раза. Определить изменение энтропии газа.

Задача 18. Лед массой 2 кг, находящийся при температуре –, нагрели до 0 С и расплавили. Определить изменение энтропии.

Задача 19. В сосуде емкостью 10 л находится 360 г водяного пара при температуре 470 К. Вычислить давление пара на стенки сосуда. Какую часть объема V составляет собственный объем молекул пара? Какую часть давления p составляет внутреннее давление?

Задача 20. Как изменится высота поднятия спирта между пластинками, погруженными в спирт, если расстояние между ними уменьшить с 1 мм до 0,5 мм? Смачивание пластинок считать полным.

Задача 21. Два равных по величине заряда Кл расположены в вершинах при острых углах равнобедренного прямоугольного треугольника на расстоянии см. Определить, с какой силой эти два заряда действуют на третий заряд Кл, расположенный в вершине при прямом угле треугольника. Рассмотреть случаи, когда первые два заряда одно- и разноименные.

Задача 22. Два равных отрицательных заряда по нКл находятся в воде на расстоянии 8 см друг от друга. Определить напряженность и потенциал поля в точке, расположенной на расстоянии 5 см от зарядов.

Задача 23. Пространство между двумя параллельными плоскостями с поверхностной плотностью зарядов + и –Кл/м2 заполнено стеклом. Определить напряженность поля: между плоскостями; вне плоскости.

Задача 24. Определить поток вектора напряженности электрического поля сквозь замкнутую шаровую поверхность, внутри которой находятся три точечных заряда +2, –3 и +5 нКл. Рассмотреть случаи, когда система зарядов находится в вакууме и в воде.

Задача 25. Заряд 1 нКл переносится в воздухе из точки, находящейся на расстоянии 1 м от бесконечно длинной, равномерно заряженной нити, в точку на расстоянии 10 см от нее. Определить работу, совершаемую против сил поля, если линейная плотность заряда нити 1 мкКл/м.

Задача 26. Заряд – 1 нКл переместился в поле заряда +1.5 нКл из точки с потенциалом 100 В в точку с потенциалом 600 В. Определить работу сил поля и расстояние между точками.

Задача 27. Плоский воздушный конденсатор заряжен до разности потенциалов 300 В. Площадь пластин 10 см2, напряженность поля в зазоре между ними 300 кВ/м. Определить поверхностную плотность заряда на пластинах, емкость и энергию конденсатора.

Задача 28. Определить ЭДС аккумуляторной батареи, ток замыкания в которой 10 А, если при подключении к ней резистора сопротивлением 9 Ом сила тока в цепи равна 1 А.

Задача 29. К источнику тока подключают один раз резистор сопротивлением 1 Ом, в другой раз – 4 Ом. В обоих случаях на резисторах за одно и тоже время выделяется одинаковое количество теплоты. Определить внутреннее сопротивление источника тока.

Задача 30. По двум бесконечно длинным прямолинейным проводникам, находящимся на расстоянии 50 см друг от друга в одном направлении текут токи силой по 5 А. Между проводниками на расстоянии 30 см от первого расположен кольцевой проводник. Сила тока в котором равна 5 А. Радиус кольца 20 см. Определить индукцию и напряженность магнитного поля, создаваемого токами в центре кольцевого проводника.

Задача 31. Электрон, пройдя ускоряющую разность потенциалов 88 кВ, влетает в однородное магнитное поле перпендикулярно его линиям индукции. Индукция поля равна 0,01 Тл. Определить радиус траектории электрона.

Задача 32. Сила тока в соленоиде равномерно возрастает от 0 до 10 А за 1 мин, при этом соленоид накапливает энергию 20 Дж. Какая ЭДС индуцируется в соленоиде?


Вопросы к экзамену

  1. Основные понятия кинематики: закон движения, траектория, путь, скорость, средняя скорость.

  2. Основные понятия кинематики: ускорение, нормальное и тангенциальное ускорение.

  3. Угловая скорость и угловое ускорение.

  4. Принцип относительности Галилея, законы Ньютона.

  5. Фундаментальные взаимодействия, силы в механике.

  6. Центр масс, скорость, ускорение, импульс, закон изменения импульса системы материальных точек.

  7. Поступательное и вращательное движение твердого тела, момент силы.

  8. Основное уравнение динамики вращательного движения.

  9. Момент импульса, закон сохранения момента импульса.

  10. Реактивное движение, уравнение Мещерского.

  11. Работа силы, работа центральной силы, работа потенциальной силы.

  12. Потенциальная и кинетическая энергии, закон изменения и сохранения полной механической энергии.

  13. Гармонические колебания, графическое и векторное представление колебаний. Дифференциальное уравнение колебаний и его решение.

  14. Сложение одинаково направленных гармонических колебаний одинаковой частоты. Биения.

  15. Сложение перпендикулярных колебаний. Фигуры Лиссажу.

  16. Затухающие колебания. Потенциальная и кинетическая энергия колеблющегося тела.

  17. Колебание математического и физического маятников.

  18. Вынужденные колебания, резонанс.

  19. Волны.

  20. Основные элементы описания движения жидкости и газа.

  21. Уравнения неразрывности.

  22. Уравнение Бернулли.

  23. Основные положения МКТ. Идеальный газ.

  24. Основное уравнение кинетической теории газов.

  25. Распределение энергии по степеням свободы. Распределение молекул по скоростям.

  26. Барометрическая формула. Распределение Больцмана.

  27. Реальные газы. Изотермы Ван-дер-Ваальса.

  28. Основные понятия термодинамики. Первый закон термодинамики.

  29. Работа газа при различных процессах. Теплоемкости идеального газа.

  30. Теплоемкости идеального газа. Адиабатический процесс.

  31. Принцип действия тепловых машин. Второй закон термодинамики.

  32. Теоремы Карно. Цикл Карно.

  33. Неравенство Клаузиуса. Энтропия.

  34. Закон Кулона. Напряженность электрического поля. Поток вектора напряженности.

  35. Теорема Гаусса. Поле от бесконечной плоскости и от заряженной сферы.

  36. Работа по перемещению заряда в электрическом поле. Потенциал электрического поля.

  37. Проводники в электрическом поле. Электроемкость. Соединение конденсаторов. Энергия заряженного конденсатора.

  38. Постоянный ток. Законы постоянного тока. Правила Кирхгофа.

  39. Постоянное магнитное поле. Закон Ампера. Закон Био-Савара-Лапласа.

  40. Магнитное поле прямого тока и витка с током.

  41. Теорема о циркуляции магнитного поля. Поле длинного соленоида.

  42. Взаимодействие прямых параллельных проводников. Действие магнитного поля на контур с током. Сила Лоренца.

  43. Электромагнитная индукция. Самоиндукция. Энергия магнитного поля.

  44. Развитие представлений о свете. Законы отражения и преломления света.

  45. Явление интерференции. Интерференция в тонких пленках.

  46. Явление интерференции. Кольца Ньютона.

  47. Явление дифракции. Дифракция Френеля на круглом отверстии и экране.

  48. Явление дифракции. Дифракция Фраунгофера, дифракция рентгеновских лучей.

  49. Явление дифракции. Дифракционная решетка. Характеристики спектральных аппаратов.

  50. Поляризация света. Закон Брюстера.

  51. Поглощение, рассеяние и дисперсия света.

  52. Тепловое излучение. Закон Кирхгофа.

  53. Тепловое излучение. Законы Стефана-Больцмана и Вина.

  54. Фотометрические и энергетические характеристики излучения. Шкала электромагнитных излучений.

  55. Явление фотоэффекта. Законы фотоэффекта.

  56. Фотон как микрочастица. Давление излучения на тела.

  57. Эффект Комптона. Корпускулярно-волновой дуализм.

  58. Волновые свойства частиц (волны де Бройля, соотношения неопределенностей).

  59. Волновая функция. Уравнение Шредингера.

  60. Частица в прямоугольной потенциальной яме.

  61. Теория атома Бора. Излучение и поглощение энергии атомами.

  62. Волновая функция электрона в атоме.

  63. Спин. Принцип Паули. Многоэлектронные атомы.

  64. Строение ядра. Энергия связи ядер.

  65. Радиоактивность. Основной закон радиоактивного распада. Ионизирующее излучение.

  66. Элементарные частицы. Эволюция Вселенной.

5. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОСВОЕНИЮ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА

Дисциплина «Физика» изучается в течение второго курса специальности «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети».

Вся дисциплина разбита на пять модулей – дидактических единиц, по итогам каждого модуля имеется промежуточная аттестация в виде коллоквиума (небольшого экзамена). Итоговой контрольной точкой является экзамен в конце семестра, то есть всего два экзамена.

Освоение материала дисциплины предполагает изучение его теоретической части, решение задач на семинарских занятиях и выполнение лабораторных работ. Причем для допуска к экзамену студенту необходимо выполнить все лабораторные работы, назначенные преподавателем.

Немаловажную часть в изучении дисциплины представляет самостоятельная работа студентов. Под ней подразумевается самостоятельное изучение теоретического материала – чтение основной и дополнительной литературы, работа с источниками в электронном виде, размещенными на файл-сервере института, поиск и изучение материалов в сети Интернет, а так же выполнение лабораторных работ дома или в компьютерных классах свободного доступа, подготовка отчетов по выполненным работам. Кроме этого, студент обязан выполнять самостоятельное решение задач по физике, заданных преподавателем. Большая доля самостоятельной работы направлена на подготовку к промежуточному и итоговому контролю знаний.

Балльно-рейтинговая схема предполагает, что студент для получения удовлетворительной оценки за экзамен по данной дисциплине должен сдать все лабораторные работы, назначенные преподавателем, не иметь пропусков занятий без уважительной причины и набрать от 61 до 75 баллов. Для получения оценки «хорошо» необходимо набрать от 76 до 90 баллов. Для получения оценки «отлично» необходимо набрать 91 балл и выше.

Баллы набираются главным образом за прохождение промежуточного контроля освоения дидактических единиц. Дополнительно баллы можно получить за успехи при проведении семинарских занятий и выполнении лабораторных работ. Баллы могут быть сняты за пропуски занятий без уважительной причины.

Студенты, сдавшие все лабораторные работы, но набравшие менее 50 баллов, сдают экзамен в установленные сроки. Билеты к экзамену содержат два вопроса и одну задачу. Ответ на экзамене дает студенту от 0 до 40 баллов. Для получения удовлетворительной оценки необходимо дать полный ответ на один вопрос и полное решение задачи.


6. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Для преподавания дисциплины используются лекционные аудитории (для проведения лекций и семинаров) и компьютерные классы (стационарные или мобильные на ноутбуках) института. Кроме того, для самостоятельной работы студенты могут воспользоваться компьютерными классами свободного доступа. Со всех компьютеров локальной вычислительной сети института имеется доступ в Интернет, Университетскую библиотеку On-line и электронно-библиотечную систему издательства «Лань». Для выполнения лабораторного практикума по дисциплине используется мультимедиа курс А.М. Толстика «Виртуальная лаборатория по общей физике (ТГУ), для обработки полученных экспериментальных данных – электронные таблицы MS Excel.

7. СПИСОК ОСНОВНОЙ И ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ, ДРУГИЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ИСТОЧНИКИ
Основная литература

  1. Грабовский, Р. И. Курс физики: учебник / Р. И. Грабовский – изд. 12-е, стер. – М.: Лань, 2012 – 608 с.

  2. Грабовский, Р.И. Сборник задач по физике / Р. И. Грабовский – изд. 4-е, стер. – М.: Лань, 2012 – 128 с.

  3. Лабораторный практикум по физике: учебно-методическое пособие / К.Г. Анисимов, Е.А. Анисимова. – Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2007. – 85 с.

  4. Ремизов, А.Н. Курс физики: учебник / А.Н. Ремизов, А.Я. Потапенко. – М.: Дрофа, 2004 – 720c.

  5. Савельев, И.В. Курс физики. В 3-х тт.: учебник / И.В. Савельев – изд. 4-е. – М.: Лань, 2008 – 480 с.


Дополнительная литература

  1. Савельев, И.В. Сборник вопросов и задач по общей физике / И.В. Савельев – изд. 5-е. – М.: Лань, 2007 – 288 с.

  2. Алешкевич, В.А. Курс общей физики. Оптика.: учебник / В.А. Алешкевич – М.: Физматлит, 2011 – 320 с.

  3. Белонучкин, В.Е. Основы физики. Курс общ. физики Том 2. Квантовая и статистическая физика: учебник / В.Е. Белонучкин, Д.А. Заикин, Ю.М. Ципенюк – изд. 2-е, испр. – М.: Физматлит, 2007 – 608 с.

  4. Бордовский, Г.А. Общая физика: Курс лекций с компьютерной поддержкой: В 2т.Т.1.Т.2 / Г.А. Бордовский, Э.В. Бурсиан. - М.: ВЛАДОС-ПРЕСС, 2001 – 240c Черноуцан, А.И. Краткий курс физики: учебник / А.И. Черноуцан – М.: Физматлит, 2001 – 320 с.

  5. Иродов, И.Е. Задачи по общей физике / И.Е. Иродов – изд. 9-е – М.: Бином. Лаборатория знаний, 2012 – 431 с.

  6. Леденёв, А.Н. Физика. Кн.1. Механика: учебник / А.Н. Леденёв – М.: Физматлит, 2005 – 240 с.

  7. Леденёв, А.Н. Физика. Кн.2. Молекулярная физика и термодинамика: учебник / А.Н. Леденёв – М.: Физматлит, 2005 – 208 с.

  8. Лозовский В.Н. Курс физики. В 2-х тт. Т.1.: учебник / В.Н. Лозовский – изд. 6-е, испр. и доп. – М.: Лань, 2009 – 576 с.

  9. Лозовский В.Н. Курс физики. В 2-х тт. Т.2.: учебник / В.Н. Лозовский – изд. 6-е, испр. и доп. – М.: Лань, 2009 – 608 с.

  10. Садиков, О.Н. Физика: учебник / О.Н. Садиков, А.Д. Ивлиев – изд. 2-е, испр. – М.: Лань, 2009 – 672 с.


Базы данных, Интернет-ресурсы,

информационно-справочные и поисковые системы

  1. Единое окно доступа к образовательным ресурсам. Электронная библиотека [Электронный ресурс]: инф. система. – М.: ФГАУ ГНИИ ИТТ "Информика", 2005-2012. – Режим доступа: //www. http://window.edu.ru, свободный. – Загл. с экрана (дата обращения 11.04.2012)

  2. Поисковые системы: Google, Yandex.

  3. Университетская библиотека On-line [Электронный ресурс], М.: Издательство «Директ-Медиа», 2001-2010. Режим доступа: http://www.biblioclub.ru. –  Загл. с экрана (дата обращения 27.10.2010).

  4. Электронно-библиотечная система Издательство «Лань» [Электронный ресурс], СПб.: Издательство Лань, 2010. Режим доступа: http://e.lanbook.com. – Загл. с экрана (дата обращения 27.10.2010).





Многому я научился у своих наставников, еще большему — у своих товарищей, но больше всего — у своих учеников. Талмуд («Таанит»)
ещё >>