1. разработано - Автоматизированная информационная

Ред.№1 от 11.09.2013
УМКД 042-18.38.17/01-2013
стр. 1 из22
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
имени ШАКАРИМА г.СЕМЕЙ
Документ СМК 3 уровня
УМКД
УМКД программа дисциплины
«Физика»для преподавателя
специальности «5В071700»
Редакция № 1 от УМКД 042-18.38.17/01-2014
«25«06 2014г.
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
ДИСЦИПЛИНЫ
«Физика»
для специальности «5В072700» - Технология продовольственных
продуктов
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
ДЛЯ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ
СЕМЕЙ
2014
Ред.№1 от 11.09.2013
УМКД 042-18.38.17/01-2013
стр. 2 из22
Предисловие
1. РАЗРАБОТАНО
Составитель ____________ «25_»_____06____2014__ г.Нурабаева Г.У.,
доцент«Физики»
2. ОБСУЖДЕНО
2.1. На заседании кафедры «Физики»
Протокол от 25.06.2014 года № 10
Заведующий кафедрой, д.п.н., профессор ___________ Маусымбаев С.С.
2.2. На заседании учебно-методического бюро факультета ФМФ
Протокол от 26.06.2014 года № 6
Председатель ______________Батырова К.А.
УТВЕРЖДЕНО
Одобрено и рекомендовано
методического совета университета
Протокол от
изданию
на
заседании
№
Председатель УМС _____ ___
4. ВВЕДЕННО ВПЕРВЫЕ
Протокол №____от
к
__ Искакова Г.К
Учебно-
УМКД 042-18.38.17/01-2013
Ред.№1 от 11.09.2013
стр. 3 из22
Содержание
1.
Область применения……………………………………………………… 4
2.
Нормативные ссылки…………………………………………………….. 4
3.
Общие положения………………………………………………………… 4
4.
Содержание рабочей учебной программы дисциплины для
преподавателя…………..…………………………………………………
6
5.
Перечень тем для самостоятельной работы студентов………………… 10
6.
Учебно-методическая карта по дисциплине……………………………. 10
7.
Карта обеспеченности учебно-методической литературой……………. 17
8.
Литература………………………………………………………………… 18
УМКД 042-18.38.17/01-2013
Ред.№1 от 11.09.2013
стр. 4 из22
1.ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Учебно-методический комплекс по дисциплине «Физика» предназначен
для студентов специальностей «5В072700» - Технология
продовольственных продуктов, Он знакомит студентов с содержанием
курса, его актуальностью и необходимостью, политикой курса, с теми
навыками и умениями, которые студенты приобретут в процессе обучения.
Учебно-методический комплекс является основным руководством при
изучении дисциплины, предназначен для использования на кафедре физики
и электротехники.
2. НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
Настоящий учебно-методический комплекс дисциплины «Физика»
разработан и устанавливает порядок организации учебного процесса по
данной дисциплине в соответствии с требованиями и рекомендациями
следующих документов: Государственный общеобязательный стандарт
образования специальности «5В072700» - Технология продовольственных
продуктов ГОСО РК 3.08.353-2006, Приказом Министерства образования и
науки Республики Казахстан от 23.12.05 г. №779
ГОСО РК 3.08.353-2006 по специальности«5В072700» - Технология
продовольственных продуктов, утвержденного приказом Министерства
образования и науки Республики Казахстан от 7.08.04г. № 671
-СТУ 042-ГУ-4-2013 Стандарт университета «Общие требования к
разработке и оформлению учебно-методических комплексов дисциплин».
-ДП 042-1.01-2013 Документированная процедура «Структура и
содержание учебно-методических комплексов дисциплин.»
3. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
3.1 Краткое описание содержания дисциплины.
Введение. Предмет физика и ее связь с другими науками. Механикакинематика, динамика. Классическая, квантовая, релятивистская механика.
УМКД 042-18.38.17/01-2013
Ред.№1 от 11.09.2013
стр. 5 из22
Элементы кинематики. Основная задача динамики. Уравнения движения.
Границы применимости классической механике. Законы сохранения
импульса, момента импульса, энергии. Принцип относительности в
механике.
Преобразование
Лоренца.
Статистическая
физика
и
термодинамика. Классическая статистика. Электричество и магнетизм.
Физика колебаний и волновых процессов.
3.2 Целью данного курса является получение студентами представлений
о физической теории как обобщении наблюдений практических опытов и
экспериментов, изложенных на соответствующем математическом уровне; об
основных методах наблюдения, измерения и экспериментирования в физике,
о применении физических явлений и законов в современной технике.
3.3 Основная задача изучения дисциплины состоит в научении студента
использовать теоретические знания для решения практических физических и
технических задач.
3.4. Результаты обучения:
В результате изучения дисциплины студент должен:
знать:
основные физические явления, особенности их протекания;
основные физические понятия, величины, их математическое выражение и
единицы измерения;
основные методы экспериментирования и обработки результатов измерений;
владеть:
знаниями об основных физических явлениях, особенностях их протекания,
об
основных понятиях, величинах, их математических выражениях и единицах
измерения, об основных методах экспериментирования и обработки
результатов
измерений и умениями правильно соотносить содержание конкретных задач
с
УМКД 042-18.38.17/01-2013
Ред.№1 от 11.09.2013
стр. 6 из22
законами физики, пользоваться основными физическими приборами;
усвоить:
основные физические понятия, физические величины, физические явления,
их
математическое выражение, их место и роль в науке и современном
производстве;
уметь:
правильно соотносить содержание конкретных задач с общими законами
физики,
эффективно применять эти законы для решения конкретных задач в области
физики и на междисциплинарных границах физики;
понимать:
основные физические явления, их проявления в природе и применение в
технике,
их математическое описание;
иметь:
представление о границах применимости физических моделей и гипотез, о
важнейших этапах истории развития физики и ее методологических проблем;
приобрести:
навыки и умения в пользовании основными измерительными приборами, в
решении конкретных задач физике и их соотнесении с общими законами
физики.
3.5. Пререквизиты курса:
3.5.1 высшая математика
3.5.2 Программирование
Ред.№1 от 11.09.2013
УМКД 042-18.38.17/01-2013
стр. 7 из22
3.6 Постреквизиты курса:
3.6.1 Электротехника.
3.6.2. Теплотехника.
3.6.3. Электроника.
3.7. Выписка из рабочего учебного плана:
Таблица 1
курс
Сем. кредиты
ЛК
Прак Лаб. СРСП
(час) (час) (час)
(час)
СРС
Всего
(час)
Форма
итогового
контроля
«Физика2»
1
3
15
30
22.5
67.5
135
Экзамен
(тест)
4 СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
Таблица 2
Наименование тем и их содержание
Количество
часов
I.
Лекционные занятия
Модуль I.
1.
Механическое
движение.
Элементы
поступательного и вращательного движения.
кинематики
1
Ред.№1 от 11.09.2013
УМКД 042-18.38.17/01-2013
стр. 8 из22
2. Динамика материальной точки и твердого тела. Система
материальных точек, абсолютно твердое тело, сплошная среда.
Инерциальные системы отсчета.
1
3. Законы сохранения.
1
Закон сохранения импульса как фундаментальный закон
природы. Реактивное движение. Центр инерции. Аддитивность
массы и закон сохранения центра инерции. Момент импульса.
Закон сохранения момента импульса. Момент силы.
Работа и кинетическая энергия. Мощность. Общефизический
закон сохранения энергии. Законы сохранения и симметрия
пространства и времени.
4. Статфизика и термодинамика. Термодинамические
параметры. Газовые законы. Молекулярно-кинетическая теория
идеального газа. Средняя кинетическая энергия молекулы
идеального газа.
1
5. Начало термодинамики. Изопроцессы. Обратимые и
необратимые тепловые процессы. Цикл Карно. КПД.
Приведенная теплота. Теорема Клаузиуса. Энтропия.
Термодинамические потенциалы. Статическое толкования
второго начала термодинамики.
1
Модуль II
Электростатика.
6. Реальные газы. Эффективный диаметр молекул. Силы
межмолекулярного взаимодействия. Уравнение Ван-дерВаальса. Изотермы Ван-дер-Ваальса. Фазовые переходы
первого и второго рода. Фазовые равновесия и фазовые
превращения. Критическая точка. Тройная точка.
1
7. Электростатическое поле. Напряженность электрического
поля. Потенциал. Связь потенциала с напряженностью
электростатического поля. Проводники в электростатическом
поле. Конденсаторы.
1
Ред.№1 от 11.09.2013
УМКД 042-18.38.17/01-2013
стр. 9 из22
8. Постоянный электрический ток. Классическая электронная
теория электропроводности металлов.
1
9. Законы Ома и Джоуля - Ленца в дифференциальной форме.
Сторонние силы. ЭДС гальванического элемента. Обобщенный
закон Ома для участка цепи с гальваническим элементом.
Правила Кирхгофа.
1
10. Магнитное поле. Век-тор магнитной индукции. Принцип
суперпозиции. Сила Лоренца. Движение заряженной частицы в
магнитном поле. Виток с током в магнитном поле. Явление
электромагнитной индукции. Правило Ленца. Коэффициент
взаимной индукции. Магнитная энергия тока. Плотность
магнитной энергии.
1
11. Гармонические колебания. Общие характеристики
гармонических колебаний. Колебания груза на пружине,
математический
маятник,
физический
маятник.
Электромагнитные
колебания.
Колебательный
контур.
Сложение колебаний. Векторная диаграмма. Коэффициент
затухания.
Вынужденные
колебания
под
действием
синусоидальной силы. Резонанс.
1
12. Дифракция волн. Прин цип Гюйгенса-Френеля. Метод зон
Френеля. Дифракция Френеля. Диф ракция Фраугофера. Диф
ракция на одной щели и на многих щелях. Спектральное
разложе ние. Голография.
1
Модуль III.
13. Тепловое излучение. Проблемы излучения абсолютно
черного тела. Квантовая гипотеза и формула Планка. Фотоны.
Энергия и импульс световых квантов. Фото эффект. Эффект
Комптона.
1
14. Элементы квантовой статистики. Фазовое пространство.
Элементарная ячейка. Плотность состояний. Понятие о
квантовой статистике Бозе Эйнштейна и Ферми-Дирака.
Квазичастицы. Определение и виды.
1
15. Атом. Молекула. Уравнение Шредингера для атома
водорода. Водородоподобные атомы. Энергетические уровни.
1
Ред.№1 от 11.09.2013
УМКД 042-18.38.17/01-2013
стр. 10 из22
Шири на уровней. Пространственное квантование. Структура
электронных уровней в сложных атомах. Принцип Паули.
Молекула водорода. Ионная и ковалентная связи. Электронные
термы двух атомной молекулы.
Атомное ядро. Строение атомных ядер. Ядерные силы.
Обменный
характер
ядерных
сил.
Модели
ядра.
Закономерности и происхождение альфа, бета, и гаммаизлучения и взаимодействие их с веществом. Ядерные реакции.
Радиоактивные прев ращения атомных ядер. Реакции ядерного
деление. Цепная реакция деления. Ядерный реактор. Реакция
синтеза. Проблема источников энергии.
II.
Практическая (семинарские) занятия
1. Механическое движение. Законы сохранения
2
2. Принцип относитель-ности Галилея.
Неинер-циальные
системы отсче-та. Элементы механики сплошных сред.
2
3. Статфизика и термо-динамика. Изопроцессы.
2
4. Статистические расп-ределения Максвелла, Больцмана,
Гиббса. Реальные газы.
2
5. Электростатическое поле.
2
6. Диэлектрики в электро-статическом поле. Правила Кирхгофа
2
7.
Магнитное
поле.
Вектор
Гармонические коле-бания.
2
магнитной
индукции.
8. Уравнения Максвелла. Понятие о лучевой (геометрической)
оптике.
2
9. Дифракция волн. Электромагнитные волны в веществе.
2
10. Тепловое излучение. Дифракция электронов. Соотношение
неопределенности.
2
11. Элементарная ячейка. Плотность состояний.
Конденсированное сос- тояние.
2
Ред.№1 от 11.09.2013
УМКД 042-18.38.17/01-2013
стр. 11 из22
12. Электропроводность металлов. Носители тока как
квазичастицы. Квантовая физика
2
13. Тепловые, электрические и магнитные свойства твердых
тел. Собственная и примесная проводимость.
2
14. Водородоподобные атомы. Ядерные силы. Ядерные реакции
2
15. Физика атомов и молекул. Атомное ядро и элементарные
частицы
2
5. ПЕРЕЧЕНЬ
СТУДЕНТОВ
ТЕМ
ДЛЯ
САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ
РАБОТЫ
5.1.Основные и производные единицы физических величин.
5.2.Центр масс. Центр инерции.
5.3.Общие свойства жидкостей, газов.
5.4.Тепловые двигатели. Использование ветровых и солнечных батарей.
5.5.Явление переноса в строительных материалах.
5.6.Климат и его элементы. Роза ветров.
5.7.Капиллярные явления.
5.8.Типы диэлектриков.
5.9.Плазма и её свойства.
5.10.Ускорители заряженных частиц.
5.11.Трансформаторы.
5.12.Ультразвук и его применение.
5.13.Спектральный анализ. Разрешающая способность оптических
приборов.
5.14.Физика твердого тела. Полупроводниковые диоды, триоды.
Ред.№1 от 11.09.2013
УМКД 042-18.38.17/01-2013
стр. 12 из22
5.15.Понятие о ядерной энергетике.
6.УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКАЯ КАРТА ПО ДИСЦИПЛИНЕ
Таблица3
Тема
Лекционного
Занятия
Практическ
ого
(семинарско
го)
Наглядные
Вопросы
Фор
пособия,
ма
для
Лабораторног
Тсо,
самостоятель конт
о занятия
плакаты,
ного
роля
занятия
изучения
4
5
6
зачет
1
2
Механическое
движение.
Элементы
кинематики
поступательного
и вращательного
движения.
Механическ
ое
движение.
Законы
сохранения
плакат
Статистичес
кая
обработка
эксперимент
а
Динамика
материальной
точки и твердого
тела. Система
материальных
точек, абсолютно
твердое тело,
Динамика
материальн
ой точки и
твердого
тела.
плакат
Динамика
зачет
материально
й точки и
твердого
тела.
Принцип
3
лаборатор
ный стенд
УМКД 042-18.38.17/01-2013
сплошная среда.
Инерциальные
системы отсчета
относительности
Галилея.
Неинерциальные
системы
отсче-та.
Элементы
механики
сплошных
сред.
Законы
сохранения.
Статфизика
и
термодинамика.
Изопроцесс
ы.
Закон
сохранения
импульса как
фундаментальны
й закон природы.
Реактивное
движение. Центр
инерции.
Аддитивность
массы и закон
сохранения
центра инерции.
Момент
импульса. Закон
сохранения
момента
импульса.
Момент силы.
Работа и
кинетическая
энергия.
Мощность.
Общефизический
Ред.№1 от 11.09.2013
лаборатор
ный стенд
стр. 13 из22
Законы
сохранения
зачет
УМКД 042-18.38.17/01-2013
Ред.№1 от 11.09.2013
стр. 14 из22
закон сохранения
энергии. Законы
сохранения и
симметрия
пространства и
времени.
Статфизика и
термодинамика.
Термодинамичес
кие параметры.
Газовые законы.
Молекулярнокинетическая
теория
идеального газа.
Средняя
кинетическая
энергия
молекулы
идеального газа.
Принцип
относительности
Галилея.
Неинерциальные
системы
отсче-та.
слайд
Принцип
относительности
Галилея.
Неинерциальные
системы
отсче-та.
зачет
Начало
термодинамики.
Изопроцессы.
Обратимые и
необратимые
тепловые
процессы. Цикл
Карно. КПД.
Приведенная
теплота. Теорема
Клаузиуса.
Энтропия.
Термодинамичес
кие потенциалы.
Статическое
толкования
второго начала
Элементы
механики
сплошных
сред.
лаборатор
ный стенд
Элементы
механики
сплошных
сред.
зачет
УМКД 042-18.38.17/01-2013
Ред.№1 от 11.09.2013
стр. 15 из22
термодинамики.
Реальные газы.
Эффективный
диаметр молекул.
Силы
межмолекулярно
го
взаимодействия.
Уравнение Вандер-Ваальса.
Изотермы Вандер-Ваальса.
Фазовые
переходы
первого и
второго рода.
Фазовые
равновесия и
фазовые
превращения.
Критическая
точка. Тройная
точка.
Статфизика
и термодинамика.
Изопроцесс
ы.
плакат
Статфизика
и термодинамика.
Электропроводно
сти металлов.
Законы Ома и
Джоуля - Ленца в
дифференциальн
ой форме.
Сторонние силы.
ЭДС
гальванического
элемента.
Обобщенный
закон Ома для
Изопроцесс
ы.
лаборатор
ный стенд
Начала
зачет
термодинами
ки.
Электростат
ическое
поле.
Диэлектрик
и в электростатическо
м поле.
Правила
Кирхгофа
зачет
УМКД 042-18.38.17/01-2013
Ред.№1 от 11.09.2013
стр. 16 из22
участка цепи с
гальваническим
элементом.
Правила
Кирхгофа.
Электростатичес Электростат
кое
поле. ическое
Напряженность
поле.
электрического
поля. Потенциал.
Связь
потенциала
с
напряженностью
электростатическ
ого
поля.
Проводники
в
электростатическ
ом
поле.
Конденсаторы.
лаборатор
ный стенд
Электростат
ическое
поле.
Магнитное поле.
Век-тор
магнитной
индукции.
Принцип
суперпозиции.
Сила Лоренца.
Движение
заряженной
частицы в
магнитном поле.
Виток с током в
магнитном поле.
Явление
электромагнитно
й индукции.
Правило Ленца.
Коэффициент
плакат
Магнитное
зачет
поле.
Вектор
магнитной
индукции.
Магнитное
поле. Вектор
магнитной
индукции.
зачет
УМКД 042-18.38.17/01-2013
Ред.№1 от 11.09.2013
стр. 17 из22
взаимной
индукции.
Магнитная
энергия тока.
Плотность
магнитной
энергии.
Гармонические
колебания.
Общие
характеристики
гармонических
колебаний.
Колебания груза
на пружине,
математический
маятник,
физический
маятник.
Электромагнитн
ые колебания.
Колебательный
контур.
Сложение
колебаний.
Векторная
диаграмма.
Коэффициент
затухания.
Вынужденные
колебания под
действием
синусоидальной
силы. Резонанс.
Гармоничес
кие
колебания.
лаборатор
ный стенд
Гармоническ зачет
ие
колебания.
Дифракция волн.
Прин цип
Гюйгенса-
Дифракция
волн.
лаборатор
ный стенд
Дифракция
волн.
зачет
УМКД 042-18.38.17/01-2013
Ред.№1 от 11.09.2013
стр. 18 из22
Френеля. Метод
зон Френеля.
Дифракция
Френеля. Диф
ракция
Фраугофера. Диф
ракция на одной
щели и на
многих щелях.
Спектральное
разложе ние.
Голография.
Тепловое
Тепловое
излучение.
излучение.
Проблемы
излучения
абсолютно
черного тела.
Квантовая
гипотеза и
формула Планка.
Фотоны. Энергия
и импульс
световых
квантов. Фото
эффект. Эффект
Комптона.
плакат
Тепловое
излучение.
Элементы
квантовой
статистики.
Фазовое
пространство.
Элементарная
ячейка.
Плотность
состояний.
Понятие о
слайд
Понятие
о зачет
кван товой
статистике
БозеЭйнштейна и
ФермиДирака.
Элементарн
ая ячейка.
Плотность
сос- тояний.
зачет
УМКД 042-18.38.17/01-2013
Ред.№1 от 11.09.2013
стр. 19 из22
квантовой
статистике Бозе
Эйнштейна и
Ферми-Дирака.
Квазичастицы.
Определение и
виды.
Атом. Молекула. Конденсиро
Уравнение
ванное сосШредингера для тояние.
атома водорода.
Водородоподобн
ые атомы.
Энергетические
уровни. Шири на
уровней.
Пространственно
е квантование.
Структура
электронных
уровней в
сложных атомах.
Принцип Паули.
Молекула
водорода.
Ионная и
ковалентная
связи.
Электронные
термы двух
атомной
молекулы.
Атомное ядро.
Строение
атомных ядер.
плакат
Элементы
зачет
струк-турной
кристаллогра
фии.
Ред.№1 от 11.09.2013
УМКД 042-18.38.17/01-2013
стр. 20 из22
7 КАРТА ОБЕСПЕЧЕННОСТИ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЙ
ЛИТЕРАТУРОЙ
Таблица 4
Наименование
учебников, учебнометодических пособий.
1
Количество
экземпляров.
2
Количество
студентов.
3
Процент
обеспечения.
4
Трофимова Т.И. Курс
физики. М, Высшая
школа, 1981-1999 г.
20
100
Савельев И.В. Курс
физики. Том I, II, III. М,
Наука, 1989 г
18
100
Волькенштейн В.С.
Сборник задач по
общему курсу физики,
М., Наука, 1990-1998 г.
30
100
Руководство к
лабораторным работам
по физики.
Семипалатинск1993,1994
г.
25
100
УМКД 042-18.38.17/01-2013
Ред.№1 от 11.09.2013
стр. 21 из22
8. ЛИТЕРАТУРА:
8. 1. Основная Литература.
8.1.1. Трофимова Т.И. Курс физики. М, Высшая школа, 1981-1999 г.
8.1.2. Савельев И.В. Курс физики. Том I, II, III. М, Наука, 1989 г.
8.1.3 Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики, М, Высшая школа, 1989 г.
УМКД 042-18.38.17/01-2013
Ред.№1 от 11.09.2013
стр. 22 из22
8.1.4.Волькенштейн В.С. Сборник задач по общему курсу физики, М., Наука,
1990-1998 г.
8.1.5. Трофимова Т.И. Сборник задач по курсу физики. М, Высшая школа,
1993
8.1.6.Руководство
к
лабораторным
Семипалатинск1993,1994 г.
работам
по
физики.
8.1.7. Сивухин Д.В. Общий курс физики. М, Наука, 1977-1986 г.
8.2. Дополнительная Литература:
8.2.1. Дж. Орир Физика в 2-х томах ., Москва, Мир, 1981 г.
8.2.2. Берклеевский курс физики 1-6 томы, Москва, Наука, 1971 – 1978.
8.2.3. Чертов А.Г., Воробьев А.А. Задачи по физики. М. Высшая школа, 1988
г.
8.2.4.Мелешина А.М. Учебное пособие для самостоятельного обучения
решения задач по физики в вузе, Воронеж, ВГУ, 1968 г.
8.2.5Физический практикум под редакцией Ивероновой В.И., М, Наука,1968
г.
8.2.6. Беликов Б.С. Решение задач по физики, М, Высшая школа, 1986 г.