Физика - Российский государственный аграрный университет им

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ –
МСХА имени К.А. ТИМИРЯЗЕВА»
(ФГБОУ ВПО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева)
Факультет Технологический
Кафедра Физика
УТВЕРЖДАЮ:
Проректор по учебной работе
проф. ____________ Н.И. Дунченко.
“____”______________201_ г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
____________________ФИЗИКА_______________________________________
для подготовки бакалавров
ФГОС ВПО 3-го поколения
Направление 110900.62 «Технология производства и переработка сельскохозяйственной продукции»
Курс 1
Семестры __1,2__
Москва, 2012
Составители: Пронин Б.В. к.т.н., доцент
_____________________
«__» ________ 201_г.
(ФИО, ученая степень, ученое звание)
Рабочая программа предназначена для преподавания дисциплины блока
_____Б2, Б3 _____________________студентам очной формы обучения
(из циклов ФГОС ВПО: Б1.Б;Б1В.ОД;Б1В.ДВ)
(очная, очно-заочной, заочной)
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО, направление110900.62 «Технология производства и переработка сельскохозяйственной продукции»», все профили, утверждённого приказом Министерства
образования и науки Российской Федерации от «16» сентября 2011г. № 2308 и
зарегистрированного в Минюсте РФ «28» октября 2011г. № 22166 и примерной
учебной программы «Физика»
Квалификации (степени) выпускника - бакалавр
Программа обсуждена на заседании кафедры
Зав.кафедрой
Пронин Б.В.__ктн доцент_____________________________________________
(ФИО, ученая степень, ученое звание)
(подпись)
«__» ________ 201_г.
Рецензент1:Поспелов В.В. дф.-м.н., профессор
_______________
(ФИО, ученая степень, ученое звание)
Проверено:
Начальник отдела менеджмента
качества образования
(подпись)
______________ Л.А. Ефимова
(подпись)
Начальник отдела
разработки и обеспечения
образовательных программ УМУ
______________ Л.М. Сашина
(подпись)
1
Рецензент должен быть с другой профильной кафедры
2
Согласовано:
Декан технологического факультета Лаврова Н.В. д.б.н., профессор __
________________
(ФИО, ученая степень, ученое звание)
(подпись)
«__» ________ 2012г.
Программа обсуждена на заседании Ученого совета Технологического факультета, протокол № ______
Секретарь ученого совета факультета «Технологический» Жукова Е.В., к.с-х.н,
доцент
_________________
(подпись)
«__» ________ 2012г.
Программа принята учебно-методической комиссией по направлению подготовки 110900.62 «Технология производства и переработки с-х продукции» протокол № ______
Председатель учебно-методической комиссии Кобозев И.В., д.с-х.н., профессор
«__» ________ 2012г.
Заведующий выпускающей кафедрой Кобозев И.В., д.с-х.н., профессор
«__» _______ 2012г.
Начальник УИТ
_______________М.Ю. Гладких
(подпись)
Отдел комплектования ЦНБ
_______________Е.А. Комарова
(подпись)
Копия электронного варианта получена:
Начальник отдела поддержки
дистанционного обучения УИТ
______________ И.Н. Батура
(подпись)
3
Содержание
АННОТАЦИЯ………………………………………………………………………………….5
1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ……………………………………………………5
..
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ………………………………...5
3. КОМПЕТЕНЦИИ…………………………………………………………………………...6
4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ………………………. ..8
4.1 РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТРУДОЕМКОСТИ ДИСЦИПЛИНЫ ПО ВИДАМ РАБОТ ПО СЕМЕСТРАМ… 9
4.2. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ…………………………………………………………………………10
4.3. ЛАБОРАТОРНЫЕ/СЕМИНАРСКИЕ ЗАНЯТИЯ………………………………………………………..18
4.4. ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ…………… .21
4.5. КОНТРОЛЬНЫЕ РАБОТЫ/РЕФЕРАТЫ…………………………………………………………………22…
5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ……………………………………………..27
6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕ
ВАЕМОСТИ И ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ
ОСНОВНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ…………………………………………………………27
6.1 ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ И СФОРМИРОВАННОСТИ КОМПЕТЕНЦИЙ…………………………………………………………………………27
7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ……………………………………. 31
7.1. ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА………………………………………………………………………… .31.
7.2. ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА…………………………………………………………………31
7.3 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ, РЕКОМЕНДАЦИИ И ДРУГИЕ МАТЕРИАЛЫ К ЗАНЯТИЯМ.
7.4
БАЗЫ ДАННЫХ, ИНФОРМАЦИОННО-СПРАВОЧНЫЕ И ПОИСКОВЫЕ СИСТЕМЫ………31
8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛНЫ………….32
9. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ СТУДЕНТАМ ПО
ОСВОЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ………………………………………………………..32
10. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПРЕПОДАВАТЕЛЯМ ПО ОРГАНИЗАЦИИОБУЧЕНИЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ………………………………………..33
4
Аннотация
Дисциплина «Физика» является составной частью математического и
естественнонаучного цикла (Б2) и занимает одно из ведущих мест среди фундаментальных дисциплин. Студенты получают основы знаний законов физики,
включая законы механики, термодинамики, электричества и магнетизма, элементы квантовой механики, что позволит применять полученные знания при
производстве и переработки сельскохозяйственной продукции.
Трудоемкость дисциплины 5зач. ед., форма контроля – зачет и экзамен.
Ведущие преподаватели: доктор педагогических наук, профессор Хусаинов
Шаукад Габдулхакович, кандидат технических наук, доцент Пронин Борис Васильевич, кандидат технических наук, доцент, кандидат технических наук, доцент Стадник Артём Владимирович.
1. Цели освоения дисциплины
Цель дисциплины – формирование теоретических основ и умений по физике.
Задачами дисциплины являются:
- изучение законов механики и термодинамики, электрических, магнитных и
электромагнитных и оптических процессов, протекающих в объектах агросферы,
- овладение методиками и методами исследования физических и оптических
свойств объектов, освоение измерения основных параметров систем, освоение методикой исследования физических систем.
2. Место дисциплины в учебном процессе
Дисциплина «Физика» включена в обязательный перечень ФГОС ВПО, в математический и естественнонаучный цикл дисциплин базовой части. Реализация в дисциплине «Физика» требований ФГОС ВПО, ООП ВПО осуществляется в соответствии с Учебным планом
Дисциплина «Физика» является основополагающей для изучения следующих дисциплин:»Химия физическая и коллоидная», «Экология», «Основы
научных исследований» и др.
Особенностью дисциплины является ее направленность на реализацию
студентами полученных знаний в практической деятельности, формировании
современного мировоззрения о процессах, постоянно и периодически происходящих в объектах агросферы, на основе современных знаний и законов физики,
понимании возможностей и механизмов влияния (управления) на процессы
производства и переработки сельскохозяйственной продукции.
5
З. КОМПЕТЕНЦИИ ДИСЦИПЛИНЫ
Компетенции дисциплины и требования к результатам освоения учебной дисциплины приведены в таблице 1
6
Таблица 1
Требования к результатам освоения учебной дисциплины
№
п/п
Индекс
компетенции
1.
ОК-11
2.
ОК-12
Содержание
компетенции (или её части)
В результате изучения учебной дисциплины обучающиеся должны:
знать
уметь
владеть
способностью понимать современную куртину мира на
основе естественнонаучных,
математических знаний,
ориентироваться в ценностях бытия, жизни, культуры
основные понятия и
фундаментальные законы и теории классической и современной физики
ставить цель и организовывать её достижение, уметь пояснить
свою цель и выбирать
пути достижения, методами постановки
физических экспериментов
способностью понимать
сущность и значение информации в развитии современного информационного общества, сознавать
опасности и угрозы, возникающие в этом процессе;
соблюдать основные требования информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны
основные технические средства в профессиональной деятельности, универсальные пакеты прикладных компьютерных программ, сведения о свойствах
органических и неорганических соединений
воспринимать, обобщать и
анализировать информацию, полученную из разных источников, по физическим процессам, происходящим в почве и растении, определять сущность
физических процессов,
происходящих в почве,
расстениях и продукции
работать на компьютере
и в компьютерных сетях,
создавать базы данных на
основе ресурсов Интернет
Информацией в глобальных компьютерных сетях, методикой
измерения и определения погрешностей в
физических экспериментах
4. Структура и содержание дисциплины
4.1 Распределение трудоёмкости дисциплины по видам работ по семестрам
Общая трудоёмкость дисциплины составляет 5 зач.ед. (180 часов), их
распределение по видам работ семестрам представлено в таблице 2.
Таблица 2
Распределение трудоёмкости дисциплины по видам работ по семестрам
Трудоёмкость
Вид учебной работы
в т.ч. по семестрам
зач.
2
час.
ед.
Общая трудоёмкость дисциплины по
учебному плану
Аудиторная работа:
лекции (Л)
практические занятия (ПЗ)
семинары (С)
лабораторные работы (ЛР)
Самостоятельная работа (СРС)3
курсовая работа (проект) (КР (КП))
расчётно-графические задания (РГЗ)
реферат (Р)
эссе (Э)
самостоятельное изучение разделов
прочее
самоподготовка (проработка и повторение
№1
№2
180
72
108
2.5
1,0
90
36
54
18
36
18
1,17
0.33
2.5
42
12
90
28
8
18
14
4
72
0,53
21
9
10
0.28
10
-
10
25
-
25
9
27
9
5
лекционного материала и материала учебников
и учебных пособий, подготовка к лабораторным
и практическим занятиям, коллоквиумам, рубежному контролю и т.д.)
Подготовка к зачету
Подготовка к экзамену4
Вид контроля:
0,69
0,25
0,75
Зачет
27
Экзамен
4.2 Содержание дисциплины
Таблица 3
Тематический план учебной дисциплины
Наименование разделов и тем
дисциплин (укрупнёно)
Раздел 1 «Механика» 1 семестр
Раздел 2 «Молекулярная физика и
термодинамика»
1 семестр
Всего
34
36
Аудиторная
работа
Л
С
ЛР
8
8
12
16
Шаблон таблицы для двухсеместровой дисциплины.
Оставить только те виды учебной работы, которые включены в СРС по дисциплине.
4
Количество часов, отведённое на экзамен, уточнять по утвержденному учебному плану.
2
3
4
4
Внеаудито
рная
работа СР
8
10
Наименование разделов и тем
дисциплин (укрупнёно)
Всего
Аудиторная
работа
Л
С
ЛР
Внеаудито
рная
работа СР
Раздел 3 «Электромагнетизм» 2 сем.
Раздел 4 «Оптика и элементы
Квантовой механики» 2 сем.
63
45
10
8
6
8
2
2
45
27
Всего за 1 семестр
Всего за 2 семестр
Итого по дисциплине
72
108
180
18
18
36
28
14
48
8
4
34
18
72
90
1 семестр.
Раздел 1 МЕХАНИКА
Тема 1. Кинематика
Пространство. Время. Движение. Кинематика прямолинейного движения.
Координата. Приращение времени. Приращение координаты. Средняя скорость. Путь. Средняя путевая скорость. Мгновенная скорость. Модуль скорости. Связь пройденного телом пути с модулем скорости. Ускорение. Равномерное движение. Зависимость координаты от времени при равномерном движении. Равноускоренное движение. Зависимость координаты и скорости
от времени при равноускоренном движении.
Кинематика движения материальной точки по окружности. Угол поворота.
Средняя угловая скорость. Мгновенная угловая скорость. Угловое ускорение.
Равномерное движение по окружности. Зависимость угла от времени при равномерном движении. Период обращения точки по окружности и его связь
с угловой скоростью. Равноускоренное движение по окружности. Зависимость
угла и угловой скорости от времени при равноускоренном движении.
Кинематика движения материальной точки в пространстве. Система отсчета
и система координат. Радиус-вектор. Разложение радиуса - вектора по единичным ортам. Его модуль. Траектория. Вектор перемещения. Средняя скорость.
Мгновенная скорость. Проекции вектора скорости на координатные оси. Разложение вектора скорости по единичным ортам. Модуль вектора скорости
и его связь с проекциями. Путь как определенный интеграл от модуля вектора
скорости. Вектор ускорения и его модуль. Разложение вектора ускорения по
единичным ортам. Центростремительное и касательное ускорения. Центр
и радиус кривизны траектории.
Кинематика движения твердого тела. Вращение твердого тела вокруг неподвижной оси. Вектор угловой скорости.
Тема 2 Динамика
Динамика прямолинейного движения
Принцип инерции Галилея. Опыты Галилея с телом, скользящим по наклонной плоскости. Инерциальные системы отсчета. Переход от одной системы отсчета к другой. Преобразования Галилея. Сила. Масса. Законы Ньютона. Принцип относительности. Инвариантность. Сила тяжести и вес тела. Сила трения
и сила нормального давления. Основная задача динамики. Методы решения
10
уравнений прямолинейного движения в тех случаях, когда сила зависит только
от времени или только от скорости. Кинетическая энергия. Потенциальная
энергия и ее связь с силой. Потенциальная яма и потенциальный барьер. Полная механическая энергия. Закон сохранения полной механической энергии при
прямолинейном движении.
Динамика материальной точки
Второй закон Ньютона. Начальные условия. Импульс. Момент импульса. Закон изменения момента импульса с течением времени. Момент силы. Плечо
силы. Закон сохранения момента импульса материальной точки.
Работа постоянной силы. Работа как криволинейный интеграл. Кинетическая
энергия. Связь приращения кинетической энергии с работой силы. Мощность
силы. Закон изменения кинетической энергии с течением времени. Силовое поле. Консервативная сила. Потенциальная энергия. Работа консервативной силы.
Градиент потенциальной энергии и консервативная сила.
Полная механическая энергия. Закон изменения полной механической энергии с течением времени. Закон сохранения полной механической энергии.
Динамика системы частиц
Внутренние и внешние силы. Третий закон Ньютона. Импульс системы
тел. Закон изменения импульса. Закон сохранения импульса частиц. Центр
инерции. Закон движения центра инерции Момент импульса системы
тел. Закон изменения момента импульса. Закон сохранения момента импульса.
Уравнение для момента импульса системы частиц в системе отсчета, начало которой совпадает с центром инерции.
Потенциальная энергия взаимодействия частиц. Полная механическая энергия системы частиц. Закон изменения энергии системы с течением времени. Закон сохранения энергии.
Упругие соударения частиц. Упругие и неупругие соударения макроскопических тел. Законы сохранения. Химические реакции. Энергия реакции. Принцип
относительности и законы сохранения.
Динамика твердого тела
Вращение твердого тела вокруг неподвижной оси. Момент импульса твердого тела. Момент инерции. Основное уравнение вращательного движение. Моменты инерции простых тел. Теорема Штейнера. Уравнения произвольного
движения твердого тела. Статика. Условия равновесия твердого тела. Инвариантность законов статики. Динамика плоского движения твердого тела. Уравнения плоского движения твердого тела. Кинетическая энергия твердого тела.
Задача о катящемся по наклонной плоскости цилиндре. Исследование движения
цилиндра при помощи уравнений движения и законов сохранения. Маятник
Максвелла.
Колебания
11
Периодические колебания. Частота. Период. Гармонические колебания. Амплитуда и фаза. Дифференциальное уравнение гармонических колебаний.
Определение амплитуды и начальной фазы колебаний из начальных условий.
Пружинный маятник. Сила упругости. Закон Гука. Энергия деформированной пружины. Уравнение движения пружинного маятника. Частота колебаний
пружинного маятника. Энергия пружинного маятника. Закон сохранения энергии. Физический и математический маятники. Уравнение движения. Период
малых колебаний. Энергия маятника. Закон сохранения энергии. Крутильные
колебания
Вынужденные колебания. Уравнение движения маятника под действием
внешней гармонической силы в отсутствие затухания. Решение этого уравнения. Собственные и вынужденные колебания. Зависимость амплитуды вынужденных колебаний от частоты, вынуждающей силы. Резонансная кривая. Фигуры Лиссажу.
Волны
Одномерная бегущая волна. Скорость распространения волны. Волновое
уравнение и его решение. Гармоническая волна. Частота. Период. Волновое
число. Длина волны. Волны в пространстве. Уравнение для пространственных
волн. Плоская волна. Сферическая волна. Лучи и волновые поверхности. Плоская гармоническая волна. Волновой вектор. Интерференция волн. Стоячая волна.
Раздел 2 «Молекулярная физика и термодинамика»
Тема 1. Молекулярно-кинетическая теория
Кинетическая теория равновесного идеального газа
Концентрация молекул. Функция распределения молекул в пространстве и
по скоростям. Средние скорости. Давление газа. Приближенное выражение для
среднего числа ударов молекул о стенку. Связь давления со средним значением
квадрата скорости молекулы. Основное уравнение кинетической теории газа
Распределение Максвелла — Больцмана.
Моль вещества. Число Авогадро. Молярная масса. Уравнение состояния идеального газа. Закон Дальтона. Средняя энергия молекулы. Внутренняя энергия
идеального газа. Изохорический процесс. Число степеней свободы молекулы.
Равнораспределение энергии ПО степеням свободы. Изобарический процесс.
Изотермический процесс.
Тема 2 Термодинамика
Начала Термодинамики
Макроскопические системы. Состояния и процессы. Функции состояния. Интенсивные и экстенсивные параметры. Аксиомы термодинамики. Аксиома существования состояния термодинамического равновесия. Внутренняя энергия.
Аксиома аддитивности внутренней энергии. Аксиома существования температуры. Термометрические тела. Термометрическая величина. Термометрическая
шкала. Абсолютная температура. Равновесный процесс. Первое начало термодинамики. Теплота. Работа, совершаемая веществом при изменении объема.
Энтропия. Второе начало термодинамики. Принцип Нернста. Теплоемкость.
Циклические процессы. КПД тепловой машины. Цикл Карно и его КПД.
12
Термодинамика идеального газа
Теплоемкость идеального газа при постоянном объеме. Экспериментальная
зависимость теплоемкости двухатомного газа от температуры. Число степеней
свободы молекулы. Равнораспределение энергии ПО степеням свободы. Изобарический процесс. Теплоемкость идеального газа при постоянном давлении.
Изотермический процесс. Адиабатический процесс. Показатель адиабаты. Энтропия идеального газа. Энтропия идеального газа и второе начало термодинамики. Барометрическая формула. Измерения показателя адиабаты. Экспериментальное определение постоянной Больцмана и числа Авогадро.
2 семестр
Раздел 3 «Электромагнетизм»
Тема 1 Электричество
Постоянное электрическое поле в вакууме
Элементарные частицы, имеющие электрический заряд. Элементарный электрический заряд. Строение атома. Ионы. Закон сохранения заряда в реакциях
с участием заряженных элементарных частиц. Закон сохранения заряда изолированной макроскопической системы.
Взаимодействие двух точечных зарядов. Сила взаимодействия. Потенциальная энергия взаимодействие двух точечных зарядов. Действие системы заряженных частиц на пробный заряд. Закон Кулона и принцип суперпозиции.
Напряженность электрического поля. Закон Кулона и принцип суперпозиции
для напряженности. Потенциал электрического поля. Закон Кулона и принцип
суперпозиции для потенциала. Соотношение, связывающее напряженность поля и потенциал. Градиент потенциала и ротор вектора.
Работа при перемещении заряда в постоянном электрическом поле. Циркуляция вектора напряженности постоянного электрического поля. Силовые линии
и эквипотенциальные поверхности. Объемная, поверхностная и линейная плотности заряда. Энергия системы зарядов. Электрическое поле точечного заряда.
Поток вектора напряженности электрического поля. Поток вектора напряженности поля точечного заряда. Теорема Гаусса. Применения теоремы Гаусса.
Электрическое поле бесконечной равномерно заряженной плоскости. Электрические поля заряженных сферы, шара и цилиндра. Основные уравнения электростатики в интегральной форме. Теорема Остроградского — Гаусса
и теорема Стокса. Энергия электрического поля. Плотность энергии электрического поля
Электрическое поле в диэлектриках
Полярные и неполярные молекулы. Электрический момент молекулы. Диполь во внешнем электрическом поле. Энергия диполя во внешнем электрическом поле. Момент сил, действующих на диполь
Поляризация диэлектрика. Свободные и связанные заряды. Поляризованность. Поверхностная плотность связанных зарядов и ее связь с вектором поляризованности. Поток вектора поляризованности. Теорема Гаусса для вектора
поляризованности
13
Электрическая индукция. Теорема Гаусса для вектора электрической индукции. Диэлектрическая восприимчивость и проницаемость. Уравнения электростатики для диэлектриков в интегральной и дифференциальной формах. Электрическое поле заряженного шара из диэлектрика. Условия на границе раздела
двух диэлектриков.
Тема 2 Электрический ток
Проводники в постоянном электрическом поле
Носители электрического тока. Электростатическая индукция. Индуцированные заряды. Распределение зарядов в изолированном проводнике. Поверхностная плотность заряда. Постоянное электрическое поле в изолированном проводнике. Граничные условия на поверхности проводника. Электрическая емкость заряженного проводника. Емкость проводящего шара, окруженного однородным диэлектриком. Энергия заряженного проводника.
Конденсаторы. Напряжение. Емкость конденсатора. Плоский конденсатор.
Энергия заряженного конденсатора. Энергия электрического поля в плоском
конденсаторе. Плотность энергии. Соединения конденсаторов.
Электрический ток
Ток проводимости и конвективный ток. Вектор плотности тока. Сила тока.
Закон сохранения заряда. Закон Ома для участка цепи в дифференциальной
и интегральной формах.. Соединения проводников.
Сторонние силы. Работа сторонних сил при переносе носителя тока. Электродвижущая сила. Напряжение на неоднородном участке цепи. Закон Ома для
неоднородного участка цепи. Закон Ома для полной цепи. Правила Кирхгофа
и пример их применения. Закон Джоуля — Ленца в дифференциальной
и интегральной формах. Мощность тока и удельная мощность тока.
Тема 3 Магнитное поле и электромагнитная индукция
Действие магнитного поля на заряды и токи
Магнитное поле. Магнитная индукция. Силовые линии магнитного поля. Сила Лоренца. Движение заряженной частицы в однородном и постоянном магнитном поле. Движение вдоль силовой линии. Движение по окружности. Зависимость радиуса окружности от скорости движения частицы. Движение заряженной частицы в электрическом и магнитном полях. Эффект Холла.
Действие магнитного поля на проводник с током. Сила Ампера. Контур
с током в магнитном поле. Магнитный момент. Энергия контура. Момент сил
Постоянное магнитное поле в вакууме
Закон Био-Савара-Лапласа и принцип суперпозиции. Магнитное поле кругового тока. Магнитная индукция в центре витка.
Поток и циркуляция вектора магнитной индукции. Основные уравнения теории постоянного магнитного поля в интегральной форме. Магнитное поле бесконечно длинного соленоида. Магнитное поле прямого тока. Взаимодействие
токов.
Постоянное магнитное поле в веществе
14
Электрические токи в атомах и молекулах. Намагниченность вещества. Циркуляция вектора намагниченности.. Напряженность магнитного поля. Циркуляция вектора напряженности магнитного поля. Магнитная восприимчивость
и магнитная проницаемость. Основные уравнения теории постоянного магнитного поля в веществе
Электромагнитная индукция
Магнитный поток через поверхность, натянутую на контур. Закон Фарадея
и правило Ленца. Электродвижущая сила индукции. Закон Фарадея
и соответствующее ему уравнение Максвелла. Электродвижущая сила
в проводнике, движущемся в магнитном поле.
Самоиндукция. Электродвижущая сила самоиндукции. Индуктивность контура. Цепь, состоящая из проволочной катушки и проводника. Зависимость силы тока в цепи от времени. Энергия магнитного поля в катушке. Вихревое
электрическое поле в соленоиде. Индуктивность соленоида. Энергия магнитного поля в заполненном веществом соленоиде. Плотность энергии магнитного
поля. Токи Фуко. Взаимная индукция. Коэффициент взаимной индуктивности.
Теорема взаимности. Коэффициент взаимной индуктивности двух соосных соленоидов. Способы измерения магнитной индукции.
Электромагнитные колебания
Квазистационарные токи. Гармонические колебания. Колебательный контур,
состоящий из конденсатора и катушки индуктивности. Вывод уравнения колебаний напряжения на обкладках конденсатора. Зависимости от времени силы
тока в контуре, напряжения и заряда на обкладках конденсатора. Частота колебаний. Формула Томсона. Энергия колебательного контура. Закон сохранения
энергии.
Комплексное сопротивление участка цепи. Последовательное и параллельное
соединения участков цепи. Активное и реактивное сопротивления. Модуль
и аргумент комплексного сопротивления. Мощность переменного тока. Генератор переменного тока.
Электромагнитное поле
Уравнения Максвелла в интегральной и дифференциальной формах. Плотность тока смещения.
Электромагнитные волны
Волновое уравнение. Плоские электромагнитные волны. Уравнения Максвелла для плоской электромагнитной волны, распространяющейся в однородной
среде вдоль одной из координатных осей. Плоская гармоническая электромагнитная волна. Волновой вектор. Вектор Умова-Пойнтинга. Интенсивность
волны. Поляризация электромагнитной волны. Опыт Майкельсона. Независимость скорости света от движения источника. Эффект Доплера. Аберрация света.
Отражение электромагнитной волны от границы раздела двух сред.
Раздел 4 «Оптика и элементы квантовой механики»
15
Тема 1 Геометрическая оптика.
Законы геометрической оптики. Принцип Гюйгенса и принцип Ферма. Вывод
законов геометрической оптики. Скорость света и методы ее измерения. Отражение света от плоских и сферических зеркал.
Преломление на сферических поверхностях. Линзы. Погрешности оптических
систем. Оптические приборы.
Элементы фотометрии. Фотометрические величины и их единицы. Закон
освещенности. Фотометрия. Светосила объектива.
Тема 2 Волновая оптика
Интерференция
Сложение волн и колебаний. Амплитуда суммы двух гармонических колебаний. Интенсивность. Когерентность. Интерференция света от двух точечных
источников. Интерференционная картина. Распределение интенсивности света
на экране. Интерференция двух плоских волн. Интерференция света в тонких
пленках. Интерферометры.
Дифракция
Принцип Гюйгенса — Френеля и принцип суперпозиции. Графический метод
сложения гармонических колебаний. Дифракция света на круглом отверстии.
Зоны Френеля. Дифракция света на диске. Дифракция Фраунгофера. Дифракция света на щели. Дифракционная решетка. Дифракционная решетка как спектральный прибор.
Поляризация света
Эллиптическая и линейная поляризация электромагнитной волны. Волна, поляризованная по кругу. Естественный, поляризованный и частично поляризованный свет. Степень поляризации. Поляризация света при отражении
и преломлении. Угол Брюстера. Поляризация света при двойном лучепреломлении. Закон Малюса. Интерференция поляризованных лучей.
Взаимодействие электромагнитных волн с веществом
Дисперсия света. Электронная теория дисперсии.
Тема 3 Квантовая оптика
Тепловое излучение
Взаимодействие излучения с веществом и его характеристики. Энергетическая светимость. Испускательная способность. Поглощательная способность.
Освещенность поверхности изотропным излучением. Плотность энергии излучения. Законы равновесного теплового излучения. Закон Кирхгофа. Формула
Планка. Закон Стефана — Больцмана. Закон смещения Вина.
Фотоны
Фотоны. Импульс и энергия фотона. Фотоэффект. Вольтамперная характеристика вакуумного фотоэлемента. Законы фотоэффекта. Тормозное рентгеновское излучение. Эффект Комптона. Давление света. Опыты Лебедева. Давление
пучка света
16
Тема 4. Атомная физика
Боровская теория атома
Спектр излучения атома водорода. Формула Бальмера. Планетарная модель
атома. Опыты Франка и Герца. Теория водородоподобного иона. Постулаты
Бора. Скорость и радиус орбиты электрона. Спектр энергий электрона. Уровни
энергии. Испускание и поглощение света атомом.
Корпускулярно-волновой дуализм. Фотоэффект и его законы. Тепловое излучение. Закон Вина. Закон Кирхгофа. Радиационное излучение.
17
4.3 Лабораторные/ семинарские занятия
Таблица 5
Содержание лабораторного практикума / семинарских занятий и
контрольных мероприятий
№
п/п
1.
№ раздела
№ и название лабораторных/
практических/ семинарских
занятий с указанием
контрольных мероприятий
Раздел 1. «Механика»
Тема 1.
Семинарское занятие № 1.
Кинематика
Кинематика
Лабораторная работа №1
Измерение линейных размеров и массы тел и определение их плотности
Лабораторная работа №2
Вид контрольного
мероприятия
Кол-во
часов
Решение задач
16
2
Защита лабораторных работ
2
Защита лабораторных работ
Определение ускорения силы тяжести оборотным маятником
Семинарское занятие №2
Вращательное движение
Лабораторная работа №4
Изучение закономерностей
вращательного движения тел
Семинарское занятие № 3
Динамика
2
Защита лабораторных работ
Решение задач
2
Решение задач
2
Защита лабораторных работ
2
Семинарское занятие №5
Решение задач
Колебательное двжение
Семинарское занятие №6
Решение задач
Закон всемирного тяготения
Раздел 2 «Молекулярная физика и термодинамика»
2
Тема 2
Динамика
Семинарское занятие № 4
Законы сохранения.
Лабораторная работа № 9
Изучение законов кинематики и динамики
2
Решение задач
2
20
18
№
п/п
№ раздела
Тема 1
Молекулярнокинетическая
теория
№ и название лабораторных/
практических/ семинарских
занятий с указанием
контрольных мероприятий
Вид контрольного
мероприятия
Кол-во
часов
2
Семинарское занятие №7
Изучение газовых законов
Се Тема 2
Семинарское занятие №8
Термодинамика
ми
Термодинамика 1 начало
на
Семинарское занятие №9
Термодинамика 2 начало
Лабораторная работа №16
Определение отношений
теплоемкостей воздуха при
адиабатическом расширении
Семинарское занятие №10
Жидкости и твёрдые тела
Лабораторная работа №11
Определение коэффициента поверхностного
натяжения методом отрыва
капель
Лабораторная работа № Т-5
Определение коэффициентов внутреннего трения
жидкостей
Решение задач
Решение задач
2
Решение задач
2
2
Защита лабораторных работ
Решение задач
Защита лабораторных работ
Защита лабораторных работ
Лабораторная работа №13
Определение удельных теплоемкостей
Семинарское занятие № 11
Цикл Карно
Семинарское занятие № 12
Защита лабораторных работ
Семинарское занятие №13
Контрольная работа №1
Семинарское занятие №14
2
2
Защита лабораторных работ
2
Решение задач
Защита лабораторных работ
2
Контрольная работа
2
Защита реферата
2
19
№
п/п
№ раздела
№ и название лабораторных/
практических/ семинарских
занятий с указанием
контрольных мероприятий
Вид контрольного
мероприятия
Кол-во
часов
Защита реферата
2
се
ме
ст
р
Раздел 3. «Электромагнетизм»
Тема 1
Семинарское занятие №1
Электричество
Электростатика и электрический ток
Лабораторная работа №21
Изучение законов Ома и
правил Кирхгофа для постоянного тока
Тема 2
Семинарское занятие №2
Магнетизм
Магнитное поле. Законы
магнитного поля
Лабораторная работа №32
Защита лабораторных работ
Определение горизонтальной составляющей индукции
магнитного поля Земли
Защита лабораторных работ
8
2
Решение задач
2
2
Решение задач
Лабораторная работа №30
Магнитное поле соленоида и
катушки с током
Защита лабораторных работ
Семинарское занятие №3
Решение задач
Электромагнитная индукция
Раздел 4. «Оптика и элементы квантовой механики»
Лабораторная работа №42
Дифракция света. ОпредеЗащита лабораление параметров дифракторных работ
ционной решетки
Лабораторная работа №47
Тема 1
Защита лабораГеометричеЭффект Фарадея
торных работ
ская оптика
Тема 2
Волновая оп- Лабораторная работа №49
тика
Определение концентрации
сахара в растворе по углу
Защита лабораповорота плоскости поляри- торных работ
зации
2
10
2
20
№
п/п
№ раздела
№ и название лабораторных/
практических/ семинарских
занятий с указанием
контрольных мероприятий
Вид контрольного
мероприятия
Кол-во
часов
Лабораторная работа №50
Определение показателей
преломления веществ с помощью рефрактометра
Защита лабораторных работ
Семинарское занятие №4
Геометрическая оптика
Решение задач
Семинарское занятие №5
Волновая оптика
Решение задач
Лабораторная работа №51
Волновая оптика
Лабораторная работа №52
Изучение законов фотометрии
Семинарское занятие №6
Законы фотометрии
Семинарское занятие №8
Контрольная работа №2
2
2
Защита лабораторных работ
Защита лабораторных работ
Решение задач
2
Контрольная работа
2
4.4 Перечень вопросов для самостоятельного изучения дисциплины
Таблица 6
№
п/п
№ раздела и темы
Раздел 1
Перечень рассматриваемых вопросов для
самостоятельного изучения
Кол-во
часов
1.
Тема 1
«Механика»
Пространство и время.
2
Тема 1
Принципы относительности.
2
3
Тема 1-2
Моделирование как метод научного исследования.
2
Тема 2
Законы сохранения.
2
Раздел 2
«Молекулярная физика и термодинамика»
Распределение Максвелла и Гаусса
4
5
Тема1
6
Тема 2
Раздел 3
7
Тема 1-2
8
2
10
10
Невозможность создания «вечного двигателя» первого и второго рода.
10
«Электромагнетизм»
Электричество в атмосфере, грозы.
45
4
21
№
№ раздела и темы
п/п
8
Тема 2
Перечень рассматриваемых вопросов для
самостоятельного изучения
Кол-во
часов
Шаровая молния.
4
9
Тема 3
Защита от электромагнитных излучений.
4
10
Тема 3
Электрические преобразователи энергии.
Раздел 4
«Оптика и элементы квантовой механики»
Подготовка к экзамену
4
27
11
Разделы1-4
ВСЕГО
27
90
4.5 Контрольные работы /рефераты
Вопросы к контрольным работам
Контрольные работы проводятся в часы практических (семинарских, лабораторных) занятий в указанные сроки. Самоконтроль знаний проводится в дни и
часы, устанавливаемые преподавателем в среде e-learning.
Контрольная работа № 1
Составляется преподавателем по темам 1-4 разделов 1-2
Кинематика. Путь, перемещение, скорость, ускорение.
Равномерное прямолинейное движение.
Равнопеременное прямолинейное движение.
Криволинейное движение.
Кинематика вращательного движения материальной точки по окружности.
Инерциальные и неинерциальные системы
. Первый закон Ньютона.
Второй закон Ньютона. Равнодействующая сила. Масса тела.
Третий закон Ньютона.
Закон Всемирного тяготения.
Сила тяжести, вес и невесомость.
Сила упругости. Закон Гука.
Силы трения.
Момент силы. Условия равновесия тел.
Закон Паскаля.
Сила Архимеда.
Понятия работы, мощности и энергии.
Закон сохранения импульса.
Закон сохранения момента импульса.
Закон сохранения энергии.
Уравнение Бернулли.
Законы Кеплера.
Гармонические колебания (период, частота, циклическая частота и фаза колебаний).
По разделу 2
22
Применение Первого начала термодинамики к изопроцессам: изохорический
процесс.
Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов.
Применение Первого начала термодинамики к изопроцессам: изобарический
процесс.
Число степеней свободы молекул. Распределение энергии по степеням свободы.
Применение Первого начала термодинамики к изопроцессам: изотермический
процесс.
Теплоемкость. Молярная теплоемкость при постоянном объеме, при постоянном давлении.
Второе начало термодинамики. Циклические процессы. Цикл Карно.
Внутренняя энергия некоторой массы газа.
Отношение молярных теплоемкостей при постоянном давлении и при постоянном объеме.
Контрольная работа №2
Составляется преподавателем по темам 5- 9 разделов 3-4.
По разделу 3
Электрическое поле и его силовые характеристики: векторы напряженности Е,
смещения D и силовые линии электростатического поля.
Закон сохранения электрического заряда.
Закон Кулона.
Принцип суперпозиции электростатических полей.
Электрический диполь. Напряженность электростатического поля на перпендикуляре к середине оси диполя.
Теорема Остроградского – Гаусса и пример её применения.
Потенциал электрического поля.
Эквипотенциальные поверхности.
Связь потенциала с напряженностью электростатического поля.
Электрическая емкость. Конденсаторы.
Последовательное и параллельное соединения конденсаторов.
Энергия заряженного проводника и конденсатора.
Электрический ток, сила и плотность тока.
Закон Ома для участка цепи.
Закон Ома для замкнутой цепи.
Правила Кирхгофа для разветвлённой цепи.
Магнитное поле и его характеристики: вектор магнитной индукции В, вектор
напряженности Н и линии магнитной индукции.
Действие магнитного поля на проводники с током: сила Ампера.
Магнитное поле проводников с током : закон Био –Савара – Лапласа.
Движение заряженных частиц в магнитном поле: сила Лоренца.
Циркуляция вектора напряженности магнитного,поля, закон полного тока.
23
Магнитный поток. Основной закон электромагнитной индукции: закон Фарадея – Ленца.
Индуктивность контура. Явление самоиндукции.
Получение переменного тока.
Уравнения Максвелла.
Законы отражения и преломления света.
Абсолютный показатель преломления среды. Явление полного внутреннего
отражения.
Линзы. Формула и построение изображения.
Построение светящейся точки, лежащей на главной оптической оси линзы.
Когерентность световых волн. Интерференция света.
Методы наблюдения интерференции света (бипризма Френеля, метод Юнга)
Интерференция света в тонких пленках.
Дифракция света. Принцип Гюйгенса – Френеля.
Дифракция сферических волн (дифракция Френеля) от круглого отверстия.
Дифракция плоской волны (дифракция Фраунгофера) на узкой щели.
Дифракционная решетка.
Поляризация света. Закон Брюстера.
Дисперсия и поглощение света.
Законы теплового излучения.
Фотоэлектрический эффект. Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэлектрического эффекта.
Строение атома водорода. Постулаты Бора.
Темы для рефератов:
1-2 раздел
Термодинамика. Тепловые двигатели . Циклические процессы
Теплонасосы, их реализации и применимость
Открытая термодинамика ее особенности
Энтропия . Второе начало термодинамики. Третье начало термодинамики. Циклы Карно,
коэффициент полезного действия
5. Специальная теория относительности . Математические преобразования Галилея, Лоренца. Значение скорости света в общей теории относительности.
6. Проблемы современной теплоэнергетики, условия получения энергии, максимальная
плотность энергии в различных механических и тепловых процессах.
7. Реализация Виды движения (равномерное, прямолинейное, криволинейное, по окружности; скорость ускорение, мгновенные значения скорости, ускорения; их моделирование
через радиус вектор)
8. Кинематическое уравнение движения , уравнения для тела движущегося по криволинейной траектории, по окружности; Угол поворота , угловая скорость, угловое ускорение
9. Нормальное и тангенциальное ускорение при криволинейном движении. Полное ускорение . Связь между линейными и угловыми кинематическими характеристиками.
10. Инерциальные системы отсчета. Силы, масса, законы Ньютона. Импульс силы для материального тела.
11. Механика Ньютона – основа классического описания природы. Основные задачи механики и границы применимости Ньютоновской механики.
1.
2.
3.
4.
24
12. Силы в механике (силы тяжести , вес тела, сила трения, сила упругости , сила всемирного
тяготения, невесомость. Механика тел переменной массы.
13. Работа постоянной и переменной силы. Мощность, кинетическая и потенциальная энергия , связь с работой и импульсом , энергия упругодеформированного тела.
14. Законы сохранения энергии. Закон сохранения импульса. Закон сохранения механической энергии. Закон сохранения момента импульса. Законы сохранения и преобразования
энергии.
15. Возобновляемые и традиционные источники энергии. Энергия сгораемого топлива. Энергия Солнца, энергия воды , ветра. Геотермальная энергия. Энергия приливов и отливов.
Биоэнергетические установки
16. Вечные двигатели , комбинация при попытках осуществления таких двигателей. Невозможность реализации вечных двигателей.
17. Основные положения молекулярно-кинетической теории. Свойства идеального газа.
Уравнения состояния идеального газа. Основные уравнения МКТ
18. Молекулярно-кинетическое толкование термодинамических параметров. Распределение
молекул идеального газа по скоростям. Вероятная скорость движения молекул.
19. Электродинамические процессы и аппараты их реализация.
20. Газы и тепловые машины. Идеальные и неидеальные газы. Силы Ван дер-Ваальса.
21. Первое начало термодинамики его применение к изопроцессам. Адиабатический процесс
и его уравнение и описание в разных параметрических системах.
22. Цепные реакции горения, основные условия горения
23. Механика жидкости и газа . Уравнение Бернулли. Истечение жидкости Характеристики
вязкости, поверхностного натяжения , плотности. Движение жидкости и тел в вязких средах.
24. Основные принципы реализации современной теплоэнергетики. Законы машин и механизмов в механике и теплотехнике. Механические и тепловые передачи, потери энергии в
машинах и механизмах.
25. Физические процессы и аппараты и их использование в сельском хозяйстве и жизнедеятельности
26. Спутниковые , межпланетные и межзвездные полеты.
3-4 разделы
1. Электрические заряды, закон сохранения зарядов. Силовое действие зарядов в вакууме и
диэлектрике (закон Кулона) Разделение зарядов и зарядка частиц в природе.
2. Характеристики электростатического поля (напряженность, ее расчеты, потенциал электростатического поля
3. Энергия электростатического поля, ее формирование, характеристики конденсаторов
электрической емкости.
4. Объемная плотность энергии электрического поля, способы ее увеличения.
5. Источники постоянного тока (химические, механические, ионообменные).
6. Выполнение законов Ома, Джоуля –Ленца, правила Киргофа, для цепей различной конфигурации и для участков цепи.
7. Разновидности источников тока, их мощность , КПД. Современные водородные, термодинамические, источники на солнечных батареях.
8. Приемы формирования магнитных полей. Основные характеристики магнитного поля
(вектора В и Н)). Закон Био-Савара-Лапласа.
9. Циркуляция вектора напряженности электрического поля и вектора магнитной индукции,
вычисление индукции прямого бесконечного тока. Магнитное поле соленоида.
10. Сила Ампера и сила Лоренца, их направления. Движение заряженной частицы в магнитном поле.
11. Закон электромагнитной индукции и самоиндукции. Энергия Магнитного поля. Объемная плотность энергии магнитного поля.
12. Электродинамика , ее применение.
25
13. Магнитное поле Земли, ее характеристики, его роль в жизни планеты, полярные сияния.
14. Уравнение гармонических колебаний, его решение, графическое представление. Характеристики гармонических колебаний.
15. Распространение, ускорение и энергия гармонических колебаний.
16. Маятники, пружинный, физический, математический . Период их колебаний.
17. Гармонические бегущие волны, их графическая интерпретация, фазовая скорость, длина
волны, волновое число.
18. Звуковые колебания, громкость тон, высота тона, шум. Акустический резонанс .
19. Инфразвук, ультразвук, их влияние на живые организмы
20. Плоские электромагнитные волны. Поток энергии. Вектор плотности потока энергии
(Вектор Пойтинга)
21. Абсолютный и относительный показатели преломления. Закон отражения и преломления
света, Полное внутреннее отражение . Линзы.
22. Интерференция света, условия максимумов и минимумов. Дифракция света . Дифракционная решетка, условия главных максимумов.
23. Основные положения волновой теории Френеля.
24. Голография, ее применение , условия получения голографических изображений.
25. Поляризация света. Естественный и поляризованный свет. Закон Малюса и закон Брюстера.
26. Корпускулярно- волновой дуализм света.
27. Оптические приборы (лупа, объектив, микроскоп, зрительные трубы, телескоп, стереоскоп, фотоаппарат) искажения изображения.
28. Оптические явления в природе, отражение, ослабление, полное внутреннее отражение,
радуга, мираж.
29. Глаз как оптическая система, коррекция зрения.
30. Лазер, разновидности лазеров.
31. Абсолютно черное тело и характеристики его теплового излучения. Закон Киргофа.
Энергия в спектре АЧХ. Законы Стефана –Больцмана и Вина.
32. Опыты Резерфорда, характеристики излучений.
33. Гипотеза Планка. Фотон. Энергия масса и импульс фотона. Фотоэффект. Уравнение
Эйнштейна.
34. Гипотеза де Бройля.. Опытное обоснование корпускулярно-волнового дуализма материи.
Опыты Дэвиссона-Дисермера. Неопределенности Гейзенберга.
35. Волновая функция и ее статистический смысл. Уравнение Шредингера. Постулаты Бора.
Атом водорода по бору и согласно квантовой механике. Квантовые числа. Принцип Паули.
36. Элементы физики твердого тела . Классическая теория теплоемкости кристаллов.
37. Элементы зонной теории кристаллов (диэлектрики, металлы, полупроводники. Р-N переходы. Понятие сверхпроводимости.
38. Электронные приборы и принцип их построения.
39. Строение атомных ядер. Дефект массы и энергия связи ядра. Удельная энергия связи. Закон радиоактивного распада.
40. Радиационная защита живых организмов.
41. Элементарные частицы, античастицы, кварки.
42. Атомные электростанции и их использование.
43. Плазма ее получение, ее состояние.
44. Солнце его характеристики, Жизнеобеспеченность планет.
45. Источники электрической энергии (электромагнитные, гальванические, аккумуляторы,
термоэлектрические, водородные генераторы).
46. Источники тепловой энергии (горение, теплонасосы, эффект Пельтье).
47. Шаровая молния ее свойства и характеристики.
48. Возобновляемые источники энергии (источники использующие энергию Солнца, ветра,
воды, геотермальные)
26
49. Ускорители частиц их разновидность, их разновидность, исследование материи.
50. Аэрозоли. Заряженные аэрозоли, их использование в сельском хозяйстве.
51. Возникновение туманов, облагов, гроз, возникновение зарядов в облаках.
52. Молниезащита, ее необходимость.
5. Образовательные технологии
Применение активных и интерактивных образовательных технологий
Таблица 7
п/п
1.
2
3
4
3.
4.
5.
4.
Наименование используемых активных и интерактивных образовательных технологий
Тема и форма занятия
Механика
Термодинамика
Электричество и магнетизм
Оптика
Кинематика и Динамика
Термодинамика
Электричество и магнетизм
Оптика
Кол-во
часов
Л
Л
Л
Лекция вдвоём
Групповое обсуждение
Лекция пресс-конференция
2
2
2
Л
ЛР
ЛР
ЛР
Эвристическая лекция
Работа в малых группах
Работа в малых группах
Работа в малых группах
2
4
4
4
ЛР
Работа в малых группах
4
Всего: 24
Общее количество часов аудиторных занятий, проведённых с применением активных и интерактивных образовательных технологий составляет 24 часа
(26,7% от аудиторных занятий)
6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости и
промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
6.1 Оценочные средства текущего контроля успеваемости и
сформированности компетенций
1 семестр
Посещение лекций – 1 балл * 9 = 9 баллов
Посещение семинаров – 1 балл*14 = 14
Защита лабораторных работ – 5 баллов * 4 = 20 баллов
Реферат - 9 баллов
Контрольные работы – 2* 10 баллов = 20
Всего –72 балла
27
Максимальная сумма баллов: S max = 9 + 14+ 20 + 9 + 20 = 72
2 семестр
Посещение лекций – 1 балл * 9 = 9 баллов
Посещение семинаров – 1 балл*14 = 14
Защита лабораторных работ – 5 баллов * 4 = 20 баллов
Реферат - 15 баллов
Контрольные работы – 2* 25 баллов = 50
Всего –108 баллов
Максимальная сумма баллов: S max = 9 + 14+ 20 + 15 + 50 = 108
В конце семестра набранные студентом баллы суммируются, и принимается решение о допуске студента к итоговому контролю (зачету) или освобождении от его сдачи.
По набранным баллам студент может получить следующие оценки по дисциплине без прохождения итогового контроля:
1 семестр
Максимальная
сумма
баллов
72
Незачет
Зачет
Менее 43
43-72
2 семестр
Баллы за 1 и 2 семестр складываются
По набранным баллам студент может получить следующие оценки по дисциплине без прохождения итогового контроля:
Оценка
Максимальная сумма
Неудовле- УдовлетвоХорошо
баллов
творительно
рит.
180
Менее 108
108-125
125-143
Отлично
144-180
28
Если студент набрал менее 108 баллов – до итогового контроля он не допускается и считается задолжником по этой дисциплине.
Вопросы к экзамену
Кинематика. Путь, перемещение, скорость, ускорение.
Равномерное прямолинейное движение.
Равнопеременное прямолинейное движение.
Криволинейное движение.
Кинематика вращательного движения материальной точки по окружности.
Инерциальные и неинерциальные системы. Первый закон Ньютона.
Второй закон Ньютона. Равнодействующая сила. Масса тела.
Третий закон Ньютона.
Закон Всемирного тяготения.
Сила тяжести, вес и невесомость.
Сила упругости. Закон Гука.
Силы трения.
Момент силы. Условия равновесия тел.
Закон Паскаля.
Сила Архимеда.
Понятия работы, мощности и энергии.
Закон сохранения импульса.
Закон сохранения момента импульса.
Закон сохранения энергии.
Уравнение Бернулли.
Законы Кеплера.
Гармонические колебания (период, частота, циклическая частота и фаза колебаний).
Пружинный маятник.
Физический маятник.
Математический маятник.
Затухающие колебания.
Вынужденные колебания. Резонанс.
Механические волны.
Звук. Эффект Доплера.
Вопросы по курсу «Эдектромагнетизм и Оптика »
Электрическое поле и его силовые характеристики: векторы напряженности Е,
смещения D и силовые линии электростатического поля.
Закон сохранения электрического заряда.
Закон Кулона.
Принцип суперпозиции электростатических полей.
29
Электрический диполь. Напряженность электростатического поля на перпендикуляре к середине оси диполя.
Теорема Остроградского – Гаусса и пример её применения.
Потенциал электрического поля.
Эквипотенциальные поверхности.
Связь потенциала с напряженностью электростатического поля.
Электрическая емкость. Конденсаторы.
Последовательное и параллельное соединения конденсаторов.
Энергия заряженного проводника и конденсатора.
Электрический ток, сила и плотность тока.
Закон Ома для участка цепи.
Закон Ома для замкнутой цепи.
Правила Кирхгофа для разветвлённой цепи.
Магнитное поле и его характеристики: вектор магнитной индукции В, вектор
напряженности Н и линии магнитной индукции.
Действие магнитного поля на проводники с током: сила Ампера.
Магнитное поле проводников с током : закон Био –Савара – Лапласа.
Движение заряженных частиц в магнитном поле: сила Лоренца.
Циркуляция вектора напряженности магнитного,поля, закон полного тока.
Магнитный поток. Основной закон электромагнитной индукции: закон Фарадея – Ленца.
Индуктивность контура. Явление самоиндукции.
Получение переменного тока.
Уравнения Максвелла.
Законы отражения и преломления света.
Абсолютный показатель преломления среды. Явление полного внутреннего
отражения.
Линзы. Формула и построение изображения.
Построение светящейся точки, лежащей на главной оптической оси линзы.
Когерентность световых волн. Интерференция света.
Методы наблюдения интерференции света (бипризма Френеля, метод Юнга)
Интерференция света в тонких пленках.
Дифракция света. Принцип Гюйгенса – Френеля.
Дифракция сферических волн (дифракция Френеля) от круглого отверстия.
Дифракция плоской волны (дифракция Фраунгофера) на узкой щели.
Дифракционная решетка.
Поляризация света. Закон Брюстера. Закон Малюса.
Дисперсия и поглощение света.
Законы теплового излучения.
Фотоэлектрический эффект. Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэлектрического эффекта.
Строение атома водорода. Постулаты Бора.
Линейчатый спектр атома водорода.
30
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
7.1. Основная литература
1. Р.И. Грабовский. Курс физики. «Лань» СПб, 2004, 2005
2. Б.В. Пронин. «Электричество и магнетизм». МСХА – М., 2009
7.2. Дополнительная литература
1. Р.И. Грабовский. Курс физики Р.И. Грабовский. Курс физики Р.И. Грабовский. Курс физики А.А. Детлаф, Б.М. Яворкий. Курс физики. «Высшая школа»,.. А.А. Детлаф, Б.М. Яворкий. Курс физики. «Высшая школа», 2000
2. Т.И. Трофимова, З.Г. Павлова. Сборник задач по курсу физики с решениями. «Высшая школа», М., 2009.
3. А.Д. Полянин. Справочник для студентов. «Астрель», М., 2008.
4. Э.В. Шпольский. Атомная физика. Т. 1, 2. «Наука», М., 2008.
5. Г.С. Ландсберг. Оптика. «Наука», М., 2009.
6. Р. Фейнман, Р. Лейтон, М. Сендс. Фейнмановские лекции по физике. Т. 19. М., 2009.
7. И.В. Савельев. Курс общей физики. В 3 т. Наука, М., 2010.
8. 12. Б.М. Яворский и А.А. Детлаф. Справочник по физике. Наука, М.2008
7.3. Методические указания, рекомендации и другие материалы к занятиям
Б.В. Пронин. «Квантовые явления в оптике» МСХА – М., 2008.
Б.В. Пронин. «Молекулярно-кинетическая теория и термодинамика».
Лекции. МСХА – М., 2010.
Б.В. Пронин. «Электричество и магнетизм». Лекции. МСХА – М.,
2009.
5. В.С. Волькенштейн. Сборник задач по общему курсу физики.
«Спецлит» - СПб., 2008
6. Б.В. Пронин. «Механика». Лекции по физике. МСХА – М., 2008.
7. Б.В. Пронин. «Молекулярно-кинетическая теория и термодинамика».
8. Лекции. МСХА – М., 2010.
9. Пронин Б.В. и др. Сборник лабораторных работ по электричеству,
магнетизму и оптике МСХА – М,2011
10. Пронин Б.В.и др. Сборник лабораторных работ по механике, молекулярной физике и термодинамики. МСХА – М, 2012г.
7.6 Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы20
1.
2.
3.
4.
http://irodov.nm.ru/ - На этом сайте собраны решения задач по физике из учебника
Иродова. Список физических констант. Форумы по учебным материалам.
http://fizik.bos.ru/ - Сайт посвящен курсу физики общеобразовательной школы.
Цель: облегчить подготовку учащихся к экзаменам по физике.
31
http://www.acmephysics.narod.ru/ - Высшая физика: Физика с зависимостью заряда
от скорости, сверхсветовыми скоростями и без замедления времени.
http://metodist.i1.ru/school.shtml - "Методист.Ру" - Методика преподавания физики.
Попытка свести воедино информацию по методике преподавания физики.
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Для проведения лабораторного практикума по дисциплине «Физика» необходимы лаборатории, оснащенные современным оборудованием и приборами,
компьютерные классы, мультимедийное оборудование для демонстрации учебных материалов.
Методические рекомендации преподавателям по организации обучения дисциплины:
1. Применение интерактивных лекций.
2. Применение индивидуальных заданий и рефератов.
3. Использование программы презентаций: Microsoft Office Power Point, при
заслушивании рефератов.
4. Применение электронных средств для тестирования и контроля знаний студентов.
Лабораторное оборудование: лабораторные столы с подведением силового электричества, электроплитки.
Лабораторная посуда: пластиковые бюксы, стеклянные стаканы вместимостью 500, 100 и 50 мл, мерные цилиндры вместимостью 250, 100, 50 и 10 мл,
фильтровальная бумага, стеклянные палочки, стеклянные и пластиковые пробирки, бюретки вместимостью 25 мл, капельные пипетки,
Приборы: электронные технические и аналитические весы
Осциллографы, генераторы звуковой частоты, блоки питания постоянного тока, мультиметры, вольтметры и амперметры.
Химические реактивы: дистиллированнная вода, индикаторы (фенолфталеин, лакмус), этиловый спирт.
Оборудование специализированных физических лабораторий: проекционное оборудование, периодические таблицы химических элементов Д.И.
Менделеева, классные доски, лабораторные шкафы, рабочий инструмент.
Специализированные стенды для лабораторных работ
9. Методические рекомендации студентам по освоению дисциплины
Для освоения дисциплины «Физика» учащимся необходимо иметь учебные пособия и лекции. Для успешного выполнения лабораторных работ, входящих в практикум, студент должен самостоятельно готовиться к каждому лабораторному занятию, а также строго выполнять правила работы в физической
лаборатории.
Подготовка к практическому занятию включает в себя полное и детальное ознакомление с теоретическим материалом по изучаемой теме, а также
тщательное изучение методики проведения лабораторной работы. Теоретический материал следует изучать по учебнику и учебному пособию (Учебное по32
собие для самостоятельной работы студентов. 2-е изд. испр. М.: Изд. РГАУМСХА имени К.А. Тимирязева, 2011) и конспекту лекций.
Студент должен иметь лабораторный журнал, в котором при самостоятельной подготовке к занятиям составляет краткий конспект (1 - 1,5 с.) проработанного
теоретического материала, чертит таблицы и проводит предварительные расчеты.
Во время лабораторной работы все записи следует вести только в журнале и
только ручкой.
Качество выполнения каждой лабораторной работы оценивает и фиксирует преподаватель.
Важными этапами выполнения практикума и освоения теоретического
курса физики, являются индивидуальные домашние задания, контрольные работы и тестирования. Оценки за контрольные работы, наравне с оценками за
домашние задания и устные ответы, учитываются при подведении итогов освоения
практикума.
На первом занятии все студенты знакомятся с правилами техники безопасности и обязаны строго выполнять их при проведении всех лабораторных
раб*от.
Пропуск занятий без уважительной причины не допускается. Задолженности (пропущенные лабораторные работы, непроверенные домашние задания,
невыполненные контрольные работы) должны быть ликвидированы.
Виды и формы отработки пропущенных занятий
Студент, пропустивший занятия обязан отработать пропущенные лабораторные
работы, непроверенные домашние задания, невыполненные контрольные работы.
Отработка лабораторных работ осуществляется в присутствии преподавателя.
Студент, не посещавший или пропустивший большое число лекций, для допуска
к зачету и экзамену должен предоставить рукописный конспект лекций или
написать реферат по пропущенным темам. Студент получает допуск к зачету и
экзамену, если выполнены контрольные работы, лабораторные работы, рефераты
и общая сумма баллов выше 60% от максимальной рейтинговой оценки.
10. Методические рекомендации преподавателям по организации
обучения по дисциплине
Специфика дисциплины «Физика» является неразрывная связь теории с
практикой. Теоретические знания, которые студенты получают на лекциях,
подтверждаются и усваиваются на лабораторно-практических занятиях. Для
успешного усвоения материала необходимы знания физики в объеме школьной
программы и элементарной математики. Для повышения уровня знаний
по химии у студентов, необходимо искать пути совершенствования методики
преподавания:
 использование разнообразных форм, методов и приёмов активизации
познавательной деятельности учащихся (в т.ч. активных и интерактивных);
33
 использование наглядного материала: таблиц, рисунков, схем, природных минералов, демонстрация опытов;
 решение физических расчётных и экспериментальных задач как метод
обучения физики;
 компьютеризация обучения;
 использование различных форм организации самостоятельной работы
студентов: индивидуальная, групповая, коллективная;
 организация индивидуальной работы студентов с учётом уровня подготовки;
 систематический контроль различных видов в процессе обучения.
Виды текущего контроля: защита лабораторных работ, контрольные работы, опрос.
Виды итогового контроля по дисциплине: зачет и экзамен.
Программу разработали:
ФИО,* ученая степень, ученое звание
Пронин Б.В. доцент к.т.н.
_______________________
(подпись)
34
РЕЦЕНЗИЯ
на рабочую программу дисциплины «Физика»
ООП ВПО по направлению 110900.62 «Технология производства и переработка сельскохозяйственной продукции» (квалификация (степень) выпускника – бакалавр)
Поспеловым Валентином Васильевичем, доктором физ.мат. наук, профессор
МИЭМ, (далее по тексту рецензент), проведена рецензия рабочей программы дисциплины «Физика» ООП ВПО по направлению 110900.62 «Технология производства и переработка сельскохозяйственной продукции», все профили (бакалавриат) разработанной в
ФГБОУ ВПО «Российский аграрный университет – МСХА имени К.А. Тимирязева», на кафедре физики(разработчик –Пронин Борис Васильевич, доцент кафедры физики, кандидат
технических наук).
Рассмотрев представленные на рецензию материалы, рецензент пришел к следующим
выводам:
1. Предъявленная рабочая программа дисциплины «Физика» (далее по тексту Программа) соответствует требованиям ФГОС ВПО по направлению 110900.62 «Технология
производства и переработка сельскохозяйственной продукции», все профили , утвержденного приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от
«16»сентября 2011г. № 2308 и составлена на основе примерной программы по физике, рекомендуемой для всех направлений подготовки.
2. Программа содержит все основные разделы, соответствует требованиям к нормативно-методическим документам предъявляемых к рабочей программе дисциплины в соответствии с Письмом Рособрнадзора от 17.04.2006 N 02-55-77ин/ак «О новых критериях показателя государственной аккредитации высших учебных заведений».
3. Представленная в Программе актуальность учебной дисциплины в рамках реализации ООП ВПО не подлежит сомнению – дисциплина относится к базовой части учебного цикла – Б2 «Математический и естественнонаучный цикл».
4. Представленные в Программе цели дисциплины соответствуют требованиям
ФГОС ВПО направления 110900.62 «Технология производства и переработка сельскохозяйственной продукции» с учётом программы по физике, рекомендуемой для всех направлений подготовки.
5. В соответствии с Программой за дисциплиной «Физика» закреплены 2 ок компетенции.. Дисциплина «Физика» и представленная Программа способна реализовать их в
объявленных требованиях. Результаты обучения, представленные в Программе в категориях знать, уметь, владеть соответствуют специфике и содержанию дисциплины и демонстрируют возможность получения заявленных результатов.
6. Содержание учебной дисциплины, представленной Программы, соответствует
рекомендациям примерной программы по физике, рекомендуемой для всех направлений
подготовки Общая трудоёмкость дисциплины «Физика» составляет 5 зачётных единиц
(180 часов), что соответствует рекомендациям примерной программы по физике, рекомендуемой для всех направлений подготовки.
7. Информация о взаимосвязи изучаемых дисциплин и вопросам исключения дублирования в содержании дисциплин соответствует действительности. Дисциплина «Физика»
взаимосвязана с другими дисциплинами ООП ВПО и Учебного плана по направлению
110900.62 «Технология производства и переработка сельскохозяйственной продукции»
и возможность дублирования в содержании отсутствует. Поскольку дисциплина не предусматривает наличие специальных требований к входным знаниям, умениям и компетенциям
студента, хотя может являться предшествующей для специальных, в том числе профессиональных дисциплин, использующих знания в профессиональной деятельности бакалавра по
технологии производства и переработки с-х продукции.
35
8. Представленная Программа предполагает использование современных образовательных технологий, используемые при реализации различных видов учебной работы. Формы образовательных технологий соответствуют специфике дисциплины.
9. Программа дисциплины «Физика» предполагает 26,7% (24 часа) занятий в интерактивной форме (от 90 часов аудиторных), что гарантирует соблюдение требования ФГОС
ВПО направления » 110900.62 «Технология производства и переработка сельскохозяйственной продукции»
10. Виды, содержание и трудоёмкость самостоятельной работы студентов, представленные в Программе, соответствуют требованиям к подготовке выпускников, содержащимся во ФГОС направления 110900.62 «Технология производства и переработка сельскохозяйственной продукции», представленные и описанные в Программе формы текущей
оценки знаний), соответствуют специфике дисциплины и требованиям к выпускникам.
Форма промежуточного контроля знаний студентов, предусмотренная Программой,
осуществляется в форме экзамена, что соответствует примерной программе по физике, рекомендуемой для всех направлений подготовки, а также статусу дисциплины, как дисциплины базовой части учебного цикла – Б2 «Математический и естественнонаучный цикл» ФГОС
ВПО направления».
11. Формы оценки знаний, представленные в Программе, соответствуют специфике
дисциплины и требованиям к выпускникам.
12. Учебно-методическое обеспечение дисциплины представлено: основной литературой – 2 источника (базовый учебник), дополнительной литературой – 8 наименований. Интернет-ресурсы – 4 источника и соответствует требованиям ФГОС ВПО направления
110900.62 «Технология производства и переработка сельскохозяйственной продукции»
13. Материально-техническое обеспечение дисциплины соответствует специфике
дисциплины «Физика» и обеспечивает использование современных образовательных, в том
числе интерактивных методов обучения.
14. Методические рекомендации студентам и методические рекомендации преподавателям по организации обучения по дисциплине дают представление о специфике обучения
по дисциплине «Физика» и соответствуют требованиям Письма Рособрнадзора от
17.04.2006 N 02-55-77ин/ак.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
На основании проведенной рецензии можно сделать заключение, что характер, структура и содержание рабочей программы дисциплины «Физика» ООП ВПО по направлению
100900.62 Технология производства и переработка сх продукции», все профили (квалификация (степень) выпускника – бакалавр), разработанная доцентом кафедры физики, кандидатом
технических наук, Прониным Б.В.. соответствует требованиям ФГОС ВПО, современным
требованиям экономики, рынка труда и позволит при её реализации успешно обеспечить
формирование заявленных компетенций.
Рецензент Поспелов В.В.., профессор МИЭМ, доктор физико-математических наук
____________________________
«______» _____________ 2012г.
(подпись)
Подпись Поспелова Валентина Васильевича заверяю
36
Приложение Г
Дополнения и изменения в рабочей программе
на 20__/20__ уч. год
Внесённые изменения на 20__/20__ учебный год
УТВЕРЖДАЮ:
Проректор по учебной работе
проф. ____________ Н.И. Дунченко
“____”______________201_ г.
В рабочую программу вносятся следующие изменения:
1) …………………………………..;
2) …………………………………..;
3) ……………………………………
Рабочая программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры _______
___________________________________________________ протокол № ____
«__» ________ 20___г.
Заведующий кафедрой ____________________
СОГЛАСОВАНО:
Председатель учебно-методической
комиссии по направлению подготовки _______________________________________
(ФИО, ученая степень, ученое звание)
«__» ________ 20___г.
Заведующий выпускающей кафедрой ________________________________________
(ФИО, ученая степень, ученое звание)
«__» ________ 20___г.
Начальник УМУ
Начальник отдела
менеджмента качества образования
Л.А. Ефимова
Копия электронного варианта получена:
Начальник отдела поддержки
дистанционного обучения УИТ
И.Н. Батура
37