использовать основные понятия, законы и модели физики в

ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Д.СЕРИКБАЕВА
Рабочая учебная программа дисциплины
Система менеджмента качества
Қазақстан Республикасының
Білім және ғылым
министрлігі
Ф1 И ВКГТУ
701.01
Стр. 1 из 13
Министерство
образования и науки
Республики Казахстан
Д. Серікбаев атындағы
ШҚМТУ
ВКГТУ
им. Д. Серикбаева
УТВЕРЖДАЮ
декан Архитектурностроительного факультета
Б. Нухаева
2014 г.
ФИЗИКА
Жұмыс оқу бағдарламасы
ФИЗИКА
Рабочая учебная программа
Специальность:
Форма обучения:
5В012000 «Профессиональное обучение»
очная
Өскемен
Усть-Каменогорск
2014
ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Д.СЕРИКБАЕВА
Рабочая учебная программа дисциплины
Система менеджмента качества
Ф1 И ВКГТУ
701.01
Стр. 2 из 13
Рабочая программа разработана на кафедре «Техническая физика» на
основании ГОСО РК 5.04.019 - 2011 для студентов
специальности
5В012000 «Профессиональное обучение»
Обсуждено на заседании кафедры Техническая физика
Зав. кафедрой
Протокол №____ от __________
С. Плотников
2014г.
Одобрено учебно-методическим советом АСФ
Председатель
Е. Феоктистова
Протокол №____ от_______________2014г.
Разработала
доцент
Нормоконтролер
А. Жаксылыкова
Т. Тютюнькова
ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Д.СЕРИКБАЕВА
Рабочая учебная программа дисциплины
Система менеджмента качества
Ф1 И ВКГТУ
701.01
Стр. 3 из 13
Рабочая программа разработана на кафедре «Техническая физика» на
основании ГОСО РК 5.04.019 – 2011 для студентов специальности 5В012000
«Профессиональное обучение»
Обсуждено на заседании кафедры «Техническая физика»
Зав. кафедрой
Протокол №
С. Плотников
от
2014 г.
Согласовано
кафедрой
«Строительные
материалы,
стандартизация,
сертификация и профессиональное обучение», выпускающей бакалавров по
специальности 5В012000 «Профессиональное обучение»
Зав. кафедрой
Е. Герасимов
Одобрено учебно-методическим советом АСФ
Председатель
Протокол №
Е. Феоктистова
от
2014 г.
Разработала
доцент
Нормоконтролер
А. Жаксылыкова
Т. Тютюнькова
ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Д.СЕРИКБАЕВА
Рабочая учебная программа дисциплины
Система менеджмента качества
Ф1 И ВКГТУ
701.01
Стр. 4 из 13
5
6
7
Форма контроля
Всего
часов
4
Общее количество
часов
СРСП
3
Количество часов
СРС
Лаборат.
Занятия
2
Семинар.
(практ.)
занятия
Количество контактных часов
Лекции
1
Вид занятий
Количество кредитов
семестр
1 ТРУДОЕМКОСТЬ ДИСЦИПЛИНЫ
8
9
10
Дневная форма обучения
2
4
30
30
30
90
90
180 рубежный
контроль 1 /
рубежный
контроль 2 /
экзамен
2 ХАРАКТЕРИСТИКА ДИСЦИПЛИНЫ, ЕЕ МЕСТО В УЧЕБНОМ
ПРОЦЕССЕ
2.1 Описание изучаемой дисциплины
Физика изучает основные, наиболее общие формы движения материи. В
соответствии с этим курс «Физика» состоит из нескольких разделов. Первый
раздел посвящен современному изложению основ классической механики –
кинематики и динамики материальной точки и твердого тела. Изложение этого
раздела является развитием и углублением соответствующего раздела курса
физики средней школы. Используется математический аппарат векторной
алгебры, дифференциального и интегрального исчислений. Рассматриваются
кинематические и динамические характеристики движения, их взаимные связи.
При изложении вопросов динамики внимание сосредоточено как на
основополагающих законах
механики, имеющих ограниченную область
применимости (например, законы Ньютона), так и на фундаментальных законах
природы (например, законы сохранения). Во втором разделе рассматриваются
основы молекулярной физики и термодинамики. С помощью статистического и
термодинамического методов рассмотрены законы и явления, имеющие
ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Д.СЕРИКБАЕВА
Рабочая учебная программа дисциплины
Система менеджмента качества
Ф1 И ВКГТУ
701.01
Стр. 5 из 13
применение в инженерной практике.
В третьем разделе изучаются
электростатика, постоянный ток и электромагнетизм. Рассматриваются
характеристики электрических и магнитных полей; законы, позволяющие их
рассчитывать, а также явления, подтверждающие единство природы и
взаимосвязь электрических и магнитных полей. Четвертый раздел посвящен
теории колебаний и волн. Используется единый подход к изучению этих
процессов
различной
физической природы (механических и
электромагнитных), указываются их сходства и различия, сравниваются
физические процессы, происходящие при колебаниях различной природы.
Обращается внимание на роль колебаний в жизни человека и в технике. В
пятом разделе рассматриваются элементы геометрической и волновой оптики.
Волновая оптика излагается как часть общего учения о распространении волн.
Наряду с общими свойствами отмечаются специфические особенности
световых волн и их практические приложения. В следующем разделе
рассматриваются элементы квантовой теории света и квантовой механики.
Рассмотрение законов теплового излучения, с одной стороны, - важный этап в
формировании научного мировоззрения студентов, так как с теорией
равновесного излучения абсолютно черного тела связан переход от
классической физики к квантовой. С другой стороны, студенты знакомятся с
практически
важными
свойствами
теплового
излучения.
Анализ
двойственности природы
света готовит студентов к восприятию идеи
двойственности свойств любой материи, в частности вещества, что является
содержанием подраздела «Элементы квантовой механики». Рассматриваются
волновые свойства микрочастиц, квантово-механическое описание свойств
атомов. В седьмой части излагаются элементы физики атома и атомного ядра.
Рассматриваются происхождение и свойства радиоактивных излучений, их
взаимодействие с веществом. Несмотря на наличие различных разделов, дается
единое изложение современной физики, благодаря чему прослеживается
взаимосвязь различных областей физики. Особое внимание уделяется
рассмотрению физической сущности изучаемых явлений и описывающих их
понятий и законов, взаимоотношениям между классической и современной
физикой, границам применимости тех или иных физических теорий и законов.
Обобщение
всего
материала
достигается
благодаря
стержневым,
фундаментальным принципам, пронизывающим весь курс физики. Это
принципы
сохранения,
элементарности,
симметрии,
соответствия,
дополнительности, единства картины мира
ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Д.СЕРИКБАЕВА
Рабочая учебная программа дисциплины
Система менеджмента качества
Ф1 И ВКГТУ
701.01
Стр. 6 из 13
2.2 Цели и задачи изучения дисциплины
2.1.1 Создание у студентов основ достаточно широкой теоретической
подготовки в области физики, позволяющей будущим инженерам
ориентироваться в потоке научной и технической информации и
обеспечивающей им возможность использовать новые физические принципы в
тех областях техники, в которых они специализируются.
2.1.2 Усвоение студентами основных физических явлений и законов
классической и современной физики, методов физического исследования.
2.1.3 Формирование у студентов научного мышления и диалектического
мировоззрения, правильного понимания границ применимости физических
понятий, законов, теорий.
2.2.4 Развитие у студентов творческого мышления, навыков
самостоятельной познавательной деятельности.
2.2.5 Выработка у студентов умения и навыков решения обобщенных
типовых учебных задач дисциплины.
2.3 Результаты изучения дисциплины
Знания:
Обучающиеся должны знать:
− основные физические явления и законы классической и современной
физики, методы физического исследования;
- границы применимости различных физических понятий, законов,
теорий.
Навыки:
− использовать основные понятия, законы и модели физики в своей
профессиональной деятельности.
Компетенции:
Ключевыми компетенциями являются:
– умение ориентироваться в потоке научной и технической информации и
способность использовать новые физические принципы в профессиональной
деятельности;
– способность постановки и решения физических задач при практической
деятельности;
– разбираться в современном представлении о физической картине
окружающего мира и состоянии научно-технического прогресса;
– использовать знания физических законов и явлений для компетентного
суждения о техногенных процессах, происходящих в природе и обществе.
ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Д.СЕРИКБАЕВА
Рабочая учебная программа дисциплины
Система менеджмента качества
Ф1 И ВКГТУ
701.01
Стр. 7 из 13
2.4 Пререквизиты
– высшая математика;
– философия
2.5 Постреквизиты
Знания по данной дисциплине необходимы студентам для изучения
последующих общеинженерных и специальных дисциплин; для применения
фундаментальных законов физики, методов физического исследования и
достижений физики в профессиональной деятельности; для формирования
представлений о современной физической картине мира, научного
мировоззрения и научного мышления.
3 СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
3.1 Тематический план занятий
Наименование темы
Трудоемкость,
час
Лекционные занятия
1
Тема 1 Физические основы механики. Предмет и методы
физики. Место физики среди
других наук о природе. Роль
физики в техническом вузе. Основные понятия механики –
материальная точка, абсолютно твердое тело, пространство и
время, системы отсчета. Кинематическое описание движения.
Скорость и ускорение материальной точки, нормальное и
тангенциальное ускорения. Кинематические характеристики
вращательного движения.
Динамика материальной точки. Масса, импульс, сила. Законы
Ньютона для материальной точки, для системы материальных
точек. Закон сохранения импульса.
Тема 2 Работа переменной силы. Кинетическая и
потенциальная энергии. Закон сохранения энергии, его фунда-
2
2
ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Д.СЕРИКБАЕВА
Рабочая учебная программа дисциплины
Система менеджмента качества
1
ментальность.
Применение
законов
сохранения
к
столкновению упругих и неупругих тел.
Динамические характеристики вращательного движения:
момент импульса, момент силы, момент инерции. Теорема
Штейнера. Основной закон динамики вращательного движения
относительно неподвижной оси. Закон сохранения момента
импульса. Работа и энергия при вращательном движении.
Тема 3 Основы молекулярной физики и термодинамики.
Основные понятия. Основное уравнение молекулярно—
кинетической теории газов. Уравнение состояния идеального
газа. Изопроцессы. Степени свободы. Внутренняя энергия
идеального газа. Работа газа при изменении объёма. Теплота и
теплоемкость газов.
Тема 4 Первое начало термодинамики. Применение первого
начала термодинамики к изопроцессам.
Обратимые и необратимые процессы. Циклы. КПД циклов.
Цикл Карно, его КПД.
Тема 5 Второе начало термодинамики. Энтропия.
Понятие о явлениях переноса: Диффузия. Теплопроводность.
Внутреннее трение.
Тема 6 Электростатика. Закон Кулона. Напряженность поля.
Принцип
суперпозиции.
Графическое
изображение
электростатических полей. Поток вектора напряженности
электростатического поля. Теорема Остроградского-Гаусса.
Работа в электростатическом поле. Потенциал поля. Связь
напряженности поля и потенциала.
Тема 7 Типы диэлектриков. Электрическое поле в
диэлектриках. Электроемкость.
Конденсаторы.
Энергия
электрического поля.
Постоянный электрический ток. Законы Ома, Джоуля-Ленца.
Тема 8 Магнетизм. Магнитное поле.
Законы Био-Савара-Лапласа, Ампера. Контур с током в
магнитном поле. Формула Лоренца. Закон полного тока.
Магнитный поток. Работа в магнитном поле. Основной закон
электромагнитной
индукции.
Самоиндукция.
Энергия
магнитного поля.
Тема 9 Магнитное поле в веществе. Типы магнетиков.
Ферромагнетики.
Колебания
и волны Гармонические колебания, их
параметры. Пружинный, математический и физический
Ф1 И ВКГТУ
701.01
Стр. 8 из 13
2
2
2
2
2
2
2
2
2
ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Д.СЕРИКБАЕВА
Рабочая учебная программа дисциплины
Система менеджмента качества
1
маятники. Колебательный контур. Энергия гармонических
колебаний.
Тема 10 Сложение гармонических одинаково направленных
и взаимно перпендикулярных колебаний.
Затухающие
колебания.
Вынужденные
колебания.
Переменный ток.
Волновые процессы. Механизм образования механических
волн в упругой среде. Продольные и поперечные волны.
Синусоидальные волны.
Тема 11 Уравнение бегущей волны. Характеристики
волнового процесса. Волновое уравнение. Электромагнитные
волны. Энергия волны. Вектор Умова-Пойнтинга.
Интерференция света.
Тема 12 Дифракция. Метод зон Френеля. Дифракция на щели
и на решётке. Разрешающая способность оптических приборов.
Поляризация света. Двойное лучепреломление. Поляризация
света при отражении. Закон Малюса. Электрооптические и
магнитооптические явления.
Тема 13 Элементы квантовой физики. Тепловое излучение
света и его законы. Квантовая природа излучения. Фотоны.
Фотоэффект и его законы. Эффект Комптона.
Волновые свойства микрообъектов. Волна де-Бройля.
Соотношение неопределённостей.
Тема 14 Волновая функция. Уравнение Шредингера для
стационарных состояний.
Элементы физики атома и атомного ядра. Модели атома.
Теория атома водорода по Бору. Линейчатый спектр атома
водорода.
Тема15 Атомное ядро, его строение и свойства.
Характеристики ядра. Дефект массы. Энергия связи.
Радиоактивность. Закон радиоактивного распада.
α- , β- , γ- излучения и их закономерности. Взаимодействие
радио- активных излучений с веществом и защита от них.
Ядерные силы. Основы ядерной энергетики.
Ф1 И ВКГТУ
701.01
Стр. 9 из 13
2
2
2
2
2
2
2
2
Семинарские (практические) занятия
Тема1
Кинематические
характеристики
движения
материальной точки. Движение в поле силы тяжести.
2
ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Д.СЕРИКБАЕВА
Рабочая учебная программа дисциплины
Система менеджмента качества
1
Тема2 Динамика материальной точки. Работа, мощность,
механическая энергия. Законы сохранения.
Тема 3 Кинематика и динамика вращательного движения
Тема4 Основы молекулярно-кинетической теории. Законы
идеального газа. Внутренняя энергия, работа при изменении
объема газа. Основы теории теплоемкости идеального газа.
Тема5 Первое и второе начала термодинамики. Кпд
тепловых двигателей. Энтропия.
Тема 6 Тест по молекулярной физике и термодинамике
Тема 7 Электростатика. Напряженность, потенциал и
разность потенциалов электростатических полей. Работа в
электростатическом поле. Электроёмкость проводников.
Тема 8 Постоянный ток.
Тема 9 Магнитное поле, его характеристики и законы Закон
Фарадея-Ленца. ЭДС самоиндукции.
Тема10 Гармонические колебания.
Затухающие и
вынужденные колебания.
Тема11 Плоские гармонические волны Электромагнитные
волны.
Тема12 Интерференция, дифракция, поляризация света.
Тема13 Квантовая оптика и элементы квантовой механики.
Тема14 Физика атома и атомного ядра.
Тема15 Итоговое занятие
Ф1 И ВКГТУ
701.01
Стр. 10 из 13
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Самостоятельная работа студента под руководством преподавателя
Тема 1 Знакомство студентов с организацией учебного
процесса по физике, методами контроля СРС и рейтинговой
системой оценки знаний.
Кинематика. Движение материальной точки в поле силы
тяжести. Силы в механике.
Тема 2 Защита самостоятельной работы «Основные понятия
механики; кинематические характеристики вращательного
движения».
Законы Ньютона. Динамика системы материальных точек.
Работа переменной силы и механическая энергия. Закон
сохранения энергии и импульса.
Тема 3 Динамика твёрдого тела. Закон сохранения момента
импульса. Подготовка к тесту по механике
2
2
2
ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Д.СЕРИКБАЕВА
Рабочая учебная программа дисциплины
Система менеджмента качества
1
Тема 4 Тест по механике
Идеальный газ. Изопроцессы. Законы, которым они
подчиняются».
Тема 5 Внутренняя энергия идеального газа, работа при
изменении объема газа. Теплоемкость при постоянном объеме и
постоянном давлении
Первое начало
термодинамики, его применение к
изопроцессам.
Тема 6 Кпд тепловых двигателей. Цикл Карно. Изменение
энтропии при изменениях состояния идеального газа.
Подготовка к тесту по молекулярной физике и термодинамике.
Тема 7 Рубежный тест по молекулярной физике и термодинамике.
Расчёт силы взаимодействия зарядов и заряженных тел.
Применение
принципа
суперпозиции
к
расчету
электростатических полей.
Тема 8 Законы постоянного тока. Работа, мощность,
тепловое действие тока. Защита самостоятельной работы
«Законы постоянного тока».
Тема 9 Магнитное поле. Напряженность и индукция
магнитного поля. Закон Ампера и сила Лоренца. Контур с током
в магнитном поле. Электромагнитная индукция. Энергия
магнитного поля. Подготовка к рубежному тестированию по
теме «Электричество и магнетизм».
Тема 10 Тестирование по теме «Электричество и
магнетизм». Гармонические колебания. Затухающие и
вынужденные колебания.
Тема 11 Волны. Электромагнитные волны. Энергия волны.
Волновая оптика. Подготовка к тесту «Колебания и волны.
Волновая оптика»
Тема 12 Тестирование на тему «Колебания и волны.
Волновая оптика»
Тема 13 Квантовая природа света.
Защита самостоятельной работы «Закономерности в
спектрах излучения атома водорода. Теория Бора».
Тема 14 Тест по квантовой физике.
Тема 15 Элементы физики атомного ядра
Подведение итогов.
Ф1 И ВКГТУ
701.01
Стр. 11 из 13
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Д.СЕРИКБАЕВА
Рабочая учебная программа дисциплины
Система менеджмента качества
1
Ф1 И ВКГТУ
701.01
Стр. 12 из 13
2
Самостоятельная работа студента
Тема 1 Знакомство с учебно-методическими материалами,
необходимыми для изучения курса Физика 1.
Кинематика материальной точки и твёрдого тела: основные
понятия. Кинематика вращательного движения.
Тема 2 Силы в природе и в механике. Динамика материальной
точки и системы материальных точек.
Тема 3 Динамика твёрдого тела. Элементы механики
сплошных сред.
Тема 4 Молекулярно кинетическая теория идеального газа.
Основные понятия. Изопроцессы, законы, которым они
подчиняются. Статистические распределения.
Тема 5 Основы термодинамики.
Тема 6 Электростатика. Методы расчёта электростатических
полей.
Тема7 Постоянный ток, его законы.
Тема 8 Магнетизм. Графическое изображение магнитных
полей. Характеристики и законы магнитного поля
Тема 9 Работа в магнитном поле. Явление электромагнитной
индукции. Энергия магнитного поля.
Тема 10 Колебания и волны. Сложение колебаний.
Интерференция.
Тема 11 Дифракция и поляризация света.
Тема 12 Квантовая оптика
Тема 13 Элементы квантовой механики
Тема 14 Атомная физика
Тема 15 Элементы физики ядра
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1 Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. - М.: Высшая школа, 2011.
2 Трофимова Т.И. Курс физики. – М.: Высшая школа, 2003.
3 Жаксылыкова А.А., Паюк В.А. Курс лекций по физике. Часть 1, 2– УстьКаменогорск, ВКГТУ, 2009, 2008.
4 Плотников А.Л. Лекции по физике. Учебное пособие / Изд-во ВКГТУ. –
Усть-Каменогорск, 2004. – 176 с.
5 Чертов А.Г., Воробьев А.А. Задачник по физике.–М: Высшая школа,1981.
ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Д.СЕРИКБАЕВА
Рабочая учебная программа дисциплины
Система менеджмента качества
Ф1 И ВКГТУ
701.01
Стр. 13 из 13
6 Волькенштейн В.С. Сборник задач по общему курсу физики. – М.: Наука,
1985.
7 Жаксылыкова А.А. Физика. Учебно-методическое пособие к практическим
занятиям и самостоятельной работе для студентов технических вузов.Усть-Каменогорск: ВКГТУ, 2010.
8 Трофимова Т.И., Павлова З.Г. Сборник задач по курсу физики с решениями.
– М.: Высшая школа, 2003.
9 Жаксылыкова А.А. Презентации лекций по Физике 1 в Power Point. – УстьКаменогорск: УКСДИ, 2006-2008.