Утверждено на Учёном совете факультета физико

Утверждено на Учёном совете
факультета физико-математического
и естественнонаучного образования
«14» ноября 2013 г.
Протокол №___
Председатель ученого совета
_________________ С.Е. Зюзин
ПРОГРАММА
государственного экзамена по
ФИЗИКЕ
И ТЕОРИИ И МЕТОДИКЕ ОБУЧЕНИЯ ФИЗИКЕ
для студентов, обучающихся по специальностям
ФИЗИКА с дополнительной специальностью ИНФОРМАТИКА,
МАТЕМАТИКА с дополнительной специальностью ФИЗИКА
на факультете ФМиЕНО в 2014 году
ФИЗИКА
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
Система отсчета. Кинематика частицы. Преобразования Галилея, их
кинематические следствия. Инерциальные системы отсчета. Законы Ньютона.
Границы их применимости. Принцип причинности в классической механике.
Принцип относительности Галилея.
Законы сохранения импульса и энергии. Их связь со свойствами симметрии
пространства и времени. Закон сохранения момента импульса и его связь со
свойствами симметрии пространства – времени.
Гравитационное поле. Закон всемирного тяготения. Опыты Кавендиша.
Инертная и гравитационная массы.
Механические колебания. Собственные и затухающие колебания линейного
осциллятора.
Вынужденные колебания. Резонанс.
Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции, понятие о принципе
эквивалентности.
Основы молекулярно–кинетической теории газов, ее основное уравнение.
Уравнение Менделеева–Клапейрона. Газовые законы. Распределение
Максвелла и Больцмана для идеального газа.
Первое и второе начала термодинамики. Основное термодинамическое
равенство – неравенство. Тепловые двигатели. Теорема Нернста.
Реальные газы, уравнение Ван–дер–Ваальса. Внутренняя энергия реального
газа.
Фазовые равновесия и фазовые переходы. Уравнение Клапейрона–Клаузиуса.
Постулаты Эйнштейна. Пространство – время и системы отсчета в СТО.
Преобразования Лоренца и их кинематические следствия. Релятивистские
импульс и энергия, связь между ними. Второй закон Ньютона в СТО. Закон
сохранения энергии – импульса.
Уравнение непрерывности и закон сохранения заряда в классической
электродинамике. Закон Кулона, потенциал и напряженность электрического
поля. Теорема Остроградского-Гаусса. Система уравнений Максвелла в
вакууме.
Проводники и диэлектрики в электрическом поле. Поляризуемость.
Потенциальная энергия системы зарядов, энергия заряженного конденсатора,
объёмная плотность энергии.
Постоянный ток в металлах. Электродвижущая сила. Законы Ома и Джоуля–
Ленца в дифференциальной форме. Правила Кирхгофа.
Электрический
ток
в
полупроводниках,
электролитах,
газах.
Сверхпроводимость.
Взаимодействие токов, закон Ампера. Движение заряженных частиц в
электрических и магнитных полях, сила Лоренца.
Закон электромагнитной индукции, опыты Фарадея. Самоиндукция. Энергия
магнитного поля.
Электромагнитные волны. Скорость их распространения. Эффект Доплера в
СТО.
Постоянное магнитное поле в вакууме, его вихревой характер. Закон Био –
Савара – Лапласа и теорема о циркуляции. Расчет магнитных полей.
21. Переменный ток (принцип квазистационарности). Сопротивление, емкость и
индуктивность в цепях переменного тока.
22. Колебательный контур. Свободные колебания.
23. Вынужденные колебания в колебательном контуре. Резонанс напряжений,
резонанс токов.
24. Электромагнитная природа света. Когерентные и некогерентные источники
света. Интерференция света. Способы получения когерентных источников в
оптике.
25. Принцип Гюйгенса – Френеля. Дифракция Френеля.
26. Дифракция Фраунгофера на щели. Дифракционная решетка.
27. Свет естественный и плоско поляризованный. Прохождение света через
анизотропные среды: двойное лучепреломление и вращение плоскости
поляризации.
28. Принцип Ферма и его использование для получения законов отражения и
преломления света.
29. Фазовая и групповая скорость. Дисперсия света. Поглощение света в среде.
30. Излучение абсолютно черного тела. Формула Планка. Квант действия.
31. Квантовая теория света. Фотоэффект. Уравнение Эйнштейна. Эффект
Комптона.
32. Гипотеза де Бройля о волновых свойствах вещества, ее экспериментальное
подтверждение. Статистическое истолкование волн де Бройля.
33. Принцип неопределенности Гейзенберга. Условие одновременной измеримости
физических величин. Принцип дополнительности.
34. Принцип причинности в квантовой физике. Уравнение Шредингера.
Физический смысл волновой функции.
35. Одномерное движение в квантовой механике. Частица в потенциальной яме.
Линейный гармонический осциллятор.
36. Туннельный эффект. Холодная эмиссия электронов.
37. Волновая функция электрона в атоме водорода. Динамический смысл
квантовых чисел.
38. Орбитальные магнитный и механический моменты электрона в атоме водорода.
Гиромагнитное отношение. Спин электрона.
39. Принцип тождественности микрочастиц. Фермионы и бозоны. Принцип Паули
для системы одинаковых фермионов. Многоэлектронные атомы.
40. Элементы зонной теории твердого тела. Металлы, полупроводники,
диэлектрики.
41. Составные элементы ядер. Основные характеристики ядер. Ядерные силы и их
свойства (их величина, радиус действия, зарядовая независимость, обменный
характер взаимодействий, насыщение).
42. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Природа α-распада, βпревращений, γ-излучений ядер.
43. Теплоемкость кристаллической решетки. Модели Эйнштейна и Дебая.
44. Квантовые статистики. Теплоемкость металлов.
ТЕОРИЯИ МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ ФИЗИКЕ
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
Цели обучения физике в свете Федерального государственного стандарта
II
поколения.
Современные образовательные технологии в процессе обучения физике.
Значение, методика использования и система школьного физического эксперимента.
Компьютерный эксперимент как новая форма ШФЭ.
Лабораторные занятия по физике. Организация и методика проведения этого вида
занятий. Обработка результатов эксперимента.
Задачи по физике, их роль и дидактические функции в учебном процессе.
Классификация задач. Методика обучения учащихся решению задач.
Значение и виды самостоятельной работы учащихся по физике. Назначение каждого
вида, его место в учебном процессе и методика проведения самостоятельной работы.
Виды уроков по физике, структура уроков. Требования к современному уроку
физики. Новые формы проведения уроков по физике.
Методы проверки знаний, умений и навыков учащихся. Современные средства
оценивания знаний учащихся.
Проблемное обучение. Основные понятия концепции проблемного обучения. Типы
противоречий, используемые для создания проблемной ситуации.
Преподавание физики в старших классах. Физика как профильный предмет.
Элективные курсы по физике.
Методика формирования основных понятий кинематики в общеобразовательной
школе.
Основные понятия динамики и методика их формирования в общеобразовательной
школе.
Методика изучения законов сохранения энергии и импульса в общеобразовательной
школе.
Основные понятия раздела «Молекулярная физика. Основные положения МКТ и
методика их формирования в общеобразовательной школе».
Методика изучения темы «Идеальный газ». Методика изучения основного уравнения
МКТ в школьном курсе физики.
Методика изучения газовых законов. Лабораторные работы по молекулярной физике
в 10 классе. Задачи при изучении газовых законов.
Методика изучения основных положений термодинамики.
Научно–методический анализ раздела «Электродинамика». Методика изучения
понятий заряд и электромагнитное поле.
Изучение темы «Электропроводность различных сред». Методика изучения
электропроводимости в металлах, полупроводниках, электролитах, вакууме и газе.
Методика изучения магнетизма в курсе средней школы. Магнитные свойства
вещества.
Методика изучения световых явлений в общеобразовательной школе.
Содержание раздела «Атомная и ядерная физика» в курсе физики
общеобразовательной школы и методика изучения основных понятий раздела.
Программа рассмотрена на заседании кафедры ПМИФиМП
Протокол № 4 от 13.11.13
Заведующая кафедрой
прикладной математики, информатики
физики и методики их преподавания
(Позднова Е.А.)