ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ СТАВРОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ УТВЕРЖДАЮ Директор ИДПО, доцент Р.В. Дебелый « » сентября РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ ФИЗИКА наименование дисциплины 230400.62 Информационные системы и технологии направление подготовки Информационные системы и технологии в бизнесе профиль(и) подготовки Бакалавр Квалификация (степень) выпускника Форма обучения Заочная Ставрополь, 2012 2012 г. - - 1. Цели освоения дисциплины Целями освоения дисциплины (модуля) ___физика___________ являются Изучение основных физических явлений и идей; овладение фундаментальными понятиями, законами и теориями современной и классической физики, а так же методами физического исследования; Формирование научного мировоззрения и современного физического мышления. Овладение приемами и методами решения конкретных задач из различных областей физики. Ознакомление с современной научной аппаратурой, формирование навыков проведения физического эксперимента. Формирование навыков физического моделирования прикладных задач будущей специальности. 2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата Учебная дисциплина (модуль) физика относится к циклу Б2 − Математический и естественнонаучный цикл (ЕНЦ) _______________ Для изучения данной учебной дисциплины (модуля) необходимы следующие знания, умения и навыки, формируемые предшествующими дисциплинами: Физика (наименование предшествующей учебной дисциплины (модуля)) Знания: базовый уровень Умения: уметь использовать основные понятия, законы и модели классической и современной физики; Навыки: выбирать объекты курса из окружающей среды, характеризовать физически е явления на языке символов, формул, выбирать необходимые приборы и оборудование. Математика ____ (наименование предшествующей учебной дисциплины (модуля)) Знания: Расширенный уровень Умения: знать следующие разделы: алгебра векторов , дифференциа-льное исчисление, интегральное исчисление, дифференциальные уравнения , скалярные и векторные поля, элементы математической физики Навыки: уметь применять полученные знания для решения задач. и т.д. Для успешного освоения дисциплины должны быть сформирована(ны)… Общенаучные (ОНК), Инструментальные (ИК), Социально-личностные и общекультурные (СЛК), Профессиональные (ПК) ………. компетенция(и) на ……………………………повышенном……………….уровне. (пороговый, повышенный, продвинутый) Перечень последующих учебных дисциплин, для которых необходимы знания, умения и навыки, формируемые данной учебной дисциплиной: - Концепции современного естествознания (наименование последующей учебной дисциплины (модуля)) - Основы исследовательской деятельности (наименование последующей учебной дисциплины (модуля)) - Электротехника и электроника (наименование последующей учебной дисциплины (модуля)) - Метрология, стандартизация, сертификация (наименование последующей учебной дисциплины (модуля)) и т.д. 3. Требования к результатам освоения содержания дисциплины Процесс изучения дисциплины направлен на формирование элементов следующих компетенций в соответствии с ФГОС ВПО по данному направлению: а) общекультурных (ОК): - владение культурой мышления, способность к обобщению, анализу, восприятию информации, постановки цели и выбору путей ее достижения, умение логически верно, аргументированно и ясно строить устную и письменную речь – (ОК-1); - понимание социальной значимости своей будущей профессии, обладание высокой мотивацией к выполнению профессиональной деятельности (ОК-3); - готовность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования – (ОК-10); ________________________________________________________________________ (Указываются элементы ОК компетенций, формируемых в соответствии с ФГОС ВПО) б) профессиональных (ПК): - способность разрабатывать средства реализации информационных технологий (методические, информационные, математические, алгоритмические, технические и программные) – (ПК-12); - готовность использовать математические методы обработки, анализа и синтеза результатов профессиональных исследований (ПК-26). ____________________________________________ (Указываются элементы ПК компетенций, формируемых в соответствии с ФГОС ВПО) В результате освоения дисциплины обучающийся должен: Знать: Законы Ньютона и законы сохранения, принципы специальной теории относительности Эйнштейна, элементы общей теории относительности, элементы механики жидкостей, законы термодинамики, статистические распределения, процессы переноса в газах, уравнения состояния реального газа, элементы физики жидкого и твердого состояния вещества, физику поверхностных явлений, законы электростатики, природу магнитного поля и поведение вещества в магнитном поле, законы электромагнитной индукции, уравнения Максвелла, волновые процессы, геометрическую и волновую оптику, взаимодействие излучения с веществом, соотношение Гейзенберга, уравнение Шредингера и его решения для простейших систем, строение многоэлектронных атомов, квантовую статистику электронов в металлах и полупроводниках, физику контактных явлений, строение ядра, классификацию элементарных частиц. _________________________________________________________________ Уметь: решать типовые задачи по основным разделам курса, используя методы математического анализа, использовать физические законы при анализе и решении проблем профессиональной деятельности. ________________________________________________________________ Владеть: методами проведения физических измерений, методами корректной оценки погрешностей при проведении физического эксперимента. _______________________________________________________________ 4. Структура и содержание дисциплины (модуля) Данные по рабочему учебному плану: 324 час., 9 зачет. ед. Трудоемкость по Госстандарту из них: самостоятельная работа аудиторные занятия экзамен в том числе: лекции лабораторные семинарские практические Семестры недель в семестре часов в неделю зачетных единиц Форма контроля: экзамен зачет Контрольная работа (тест) курсовой проект 1 + + 2 3 4 час. 324 зачет ед. 9 293 22 9 8,14 0,61 0,25 12 10 - 0,33 0,28 5 6 7 8 Сам. работы Механика Введение Кинематика материальной 1.1. точки 1.2. Динамика материальной точки 1.3. Работа и энергия. 1.4. Динамика твердого тела 1.5. Законы сохранения в механике Механические колебания и 1.6. волны Молекулярная физика и 2. термодинамика Основы молекулярно1.2 кинетической теории 2.2. Основы термодинамики 3. Электродинамика 1.3. Электрическое поле в вакууме Электрическое поле в 2.3. диэлектриках Электрическое поле в 3.3. проводниках 3.3. Законы постоянного тока 4.3. Магнитное поле в вакууме 5.3. Магнитное поле в веществе 6.3. Электромагнитная индукция 7.3. Уравнения Максвелла 8.3. Электромагнитные колебания Электронная проводимость 9.3. металлов 10.3 Контактные явления в металлах 11.3 Элементы зонной теории 4. Оптика и строение атома 1.4. Геометрическая оптика 2.4. Интерференция света 3.4. Дифракция света 4.4. Поляризация света Основы теории 5.4. относительности 6.4. Тепловое излучение 7.4. Квантовые явления в оптике 1. Практические (Семинарские, лабораторные) Разделы (модули) дисциплины и темы занятий Лекции № пп Всего Количество часов (очная форма обучения) 71 4 4 63 1 21 138 85 13 1 1 - 2 2 10 10 10 10 1 - 10 1 - 20 0,5 - 10 0,5 4 1 4 2 10 130 12 - - 12 - - 12 1 1 1 2 - 12 12 10 10 10 10 - - 10 3 1 0,5 0,5 - 2 2 - 10 10 80 10 10 10 10 - - 10 1 - 10 10 Формы текущего контроля успеваемости УЧЕБНО-ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН Устный опрос Устный опрос Устный опрос Устный опрос Устный опрос Устный опрос Устный опрос Устный опрос Устный опрос Устный опрос Устный опрос Устный опрос Устный опрос Устный опрос Устный опрос Устный опрос Устный опрос Устный опрос Устный опрос Устный опрос Устный опрос Устный опрос Устный опрос Устный опрос Устный опрос Устный опрос Устный опрос 315 12 10 10 293 Формы текущего контроля успеваемости Элементы квантовой механики ИТОГО: Сам. работы 8.4. Практические (Семинарские, лабораторные) Разделы (модули) дисциплины и темы занятий Лекции № пп Всего Количество часов (очная форма обучения) Устный опрос СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Лекционный курс № п/п 1 Наименование темы Содержание 2 3 Введение 1.1 Кинематика материальной точки 1.2 Динамика материальной точки Предмет физики. Методы физического исследования: опыт, гипотеза, эксперимент, теория. Математика и физика. Важнейшие этапы истории физики. Роль физики в развитии техники и влияние техники на развитие физики. Общая структура и задачи курса физики. Предмет и задачи механики. Кинематика и динамика. Механическое движение. Материальная точка. Система отсчета. Траектория. Путь и перемещение. Прямолинейное и криволинейное движение. Определение скорости и ускорения точки в криволинейном движении. Тангенциальное и нормальное ускорение. Движение точки по окружности. Угловая скорость и угловое ускорение. Вектор угловой скорости. Связь между угловыми и линейными характеристиками движения. Аналогия между формулами кинематики поступательного и вращательного движения. Первый закон Ньютона. Принцип инерции. Инерциальные системы отсчета. Сила. Масса. Импульс. Второй и третий законы Ньютона. Силы в природе. Основное уравнение динамики материальной точки. Две основные задачи механики – прямая и обратная. Преобразования Галилея. Механический принцип относительности. Закон сложения скоростей в классической механике. Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции. Объем в часах лекционн ых занятий 4 - 1 1 1.3 1.4 1.5 1.6 Работа и энергия Работа силы. Работа постоянной и переменной силы. Графический способ расчета работы. Мощность. Кинетическая энергия. Теорема об изменении кинетической энергии. Потенциальная энергия. Работа и изменение потенциальной энергии. Консервативные и диссипативные системы. Динамика Твердое тело как система материальных точек. Центр масс твердого тела (инерции) и центр тяжести твердого тела. Движение центра инерции системы материальных точек. Момент силы относительно точки и относительно оси. Пара сил. Момент пары сил. Момент импульса точки и системы материальных точек. Момент инерции материальной точки и твердого тела. Теорема Гюйгенса-Штейнера. Основное уравнение динамики вращательного движения и его различные формы записи. Работа и мощность во вращательном движении. Кинетическая энергия вращающегося тела. Аналогия между формулами динамики материальной точки и твердого тела. Законы Происхождение и математическая сущность механических сохранения в законов сохранения. Механическая система. Силы механике внутренние и внешние. Изолированные системы. Закон сохранения импульса. Примеры. Закон сохранения момента импульса. Гироскопы. Закон сохранения энергии. Методологическое значение законов сохранения. Механические Колебательное движение. Гармоническое колебание. Вывод уравнения гармонического колебания. Свободные колебания. колебания Одномерный гармонический осциллятор. Принцип суперпозиции. Скорость и ускорение гармонического колебания. Квазиупругая сила. Вывод формул для периода колебаний пружинного, физического и математического маятника. Энергия гармонического колебательного движения. Затухающие колебания. Дифференциальное уравнение затухающих колебаний и его решение. Логарифмический декремент затухания. Добротность. Вынужденные колебания. Резонанс. Автоколебания. Векторная диаграмма. Сложение гармонических колебаний происходящих вдоль одной прямой. Биения. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний. Фигуры Лиссажу. 1.7 Волны в сплошной среде. Элементы акустики Поперечные и продольные волны. Волновая поверхность и фронт волны. Волновое число, амплитуда, фаза, скорость распространения волны. Вывод уравнения плоской волны. Энергия и объемная плотность энергии плоской волны. Плотность потока энергии. Вектор Умова. Фазовая и групповая скорость волны. Волновое уравнение. Природа звука и его основные характеристики. Эффект Доплера. - 1 - 1 - - 2.1 Основы молекулярно кинетической теории 2.2 Основы термодинамик и Предмет молекулярной физики. Массы атомов и молекул. Относительная молекулярная масса. Количество вещества. Число Авогадро. Молярная масса. Идеальный газ как молекулярно-кинетическая модель реальных газов. Основное уравнение кинетической теории газов. Постоянная Больцмана. Средняя кинетическая энергия поступательного движения одноатомной молекулы и ее связь с температурой. Число степеней свободы. Закон равнораспределения энергии по степеням свободы. Средняя энергия многоатомной молекулы. Следствия из основного уравнения молекулярнокинетической теории газов. Уравнение МенделеваКлапейрона. Универсальная газовая постоянная. Закон Дальтона. Температура – мера средней кинетической энергии движения молекул. Термометрическое тело. Шкалы температур. Распределение молекул по скоростям. Распределение Максвелла. Распределение Больцмана. Барометрическая формула. Исходные положения и задачи термодинамики. Термодинамическая система и ее параметры. Работа газа при изменении его объема. Внутренняя энергия системы. Количество теплоты. Эквивалентность работы и теплоты. Первое начало термодинамики. Применение первого начала термодинамики к изопроцессам в газах. Теплоемкость. Удельная и мольная теплоемкость. Классическая теория теплоемкости идеального газа. Уравнение Майера. Адиабатический процесс. Уравнение Пуассона. Равновесные и неравновесные, обратимые и необратимые процессы. Циклические процессы. Работа цикла. Тепловые двигатели. КПД теплового двигателя. Цикл Карно. КПД цикла Карно. Обратимость цикла Карно. Второе начало термодинамики. Энтропия идеального газа. Энтропия как функция состояния. Формула Больцмана. 0,5 0,5 3.1 Электрическое поле в вакууме Электрический заряд. Носители заряда. Элементарный электрический заряд. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона и его полевая трактовка. Электрическое поле и его свойства. Напряженность поля. Напряженность поля точечного заряда. Графическое изображение полей. Силовые линии поля. Однородное поле. Принцип суперпозиции полей. Поток вектора напряженности электрического поля. Теорема Гаусса. Электрические заряды как источники и стоки электрического поля. Интегральная форма теоремы Гаусса. Применение теоремы Гаусса для расчета электрических полей. Работа сил электрического поля при перемещении в нем заряда. Потенциал. Разность потенциалов. Потенциал системы точечных зарядов, диполя, заряженной сферы. Циркуляция вектора напряженности по замкнутому контуру. Потенциальный характер электростатического поля. Эквипотенциальные линии и поверхности. Выражение напряженности поля через градиент потенциала. 1 3.2 Электрическое поле в диэлектриках - 3.3 Проводники в электрическом поле 3.4 Законы постоянного тока Проводники и диэлектрики. Свободные и связанные заряды. Электрический диполь. Диполь в однородном и неоднородном поле. Энергия диполя. Диэлектрики в электростатическом поле. Вектор поляризации. Поляризационный поверхностный заряд и его связь с вектором поляризации. Диэлектрическая восприимчивость и диэлектрическая проницаемость вещества. Взаимосвязь между ними. Электрическое смещение и интегральная формулировка теоремы Гаусса для электрического смещения. Сегнетоэлектрики, их свойства и применение. Пьезоэлектрический и электрострикционный эффекты. Проводники в электрическом поле. Металлический экран. Электростатический генератор. Электроемкость уединенного проводника. Конденсаторы. Вывод формулы емкости плоского конденсатора. Соединение конденсаторов. Энергия электрического поля. Локализация энергии и выражение для плотности энергии электрического поля. Энергия взаимодействия точечных зарядов. Энергия заряженных проводников. Электрический ток. Направление тока. Необходимые условия существования тока. Сила тока и плотность тока. Вектор плотности тока. Закон Ома для однородного участка цепи. Дифференциальная форма закона Ома. Электрическое сопротивление и его зависимость от температуры. Удельное сопротивление. Работа и мощность постоянного тока. Закон Джоуля-Ленца. Дифференциальная форма закона Джоуля-Ленца. Источники тока. Сторонние силы. ЭДС источника тока. Закон Ома для неоднородного участка цепи. Мощность тока во внешней цепи и КПД источника тока. Разветвленные цепи. Правила Кирхгофа. Измерительные мосты постоянного тока. - 1 3.5 Магнитное поле тока вакууме 3.6 Магнитное поле в веществе 3.7 3.8 Открытие магнитного действия тока. Первые исследования по в электромагнетизму. Магнитное поле движущихся зарядов. Магнитное поле. Основные понятия и определения. Источники и свойства магнитного поля. Магнитная постоянная. Магнитная индукция и напряженность магнитного поля. Связь между ними. Суперпозиция магнитных полей. Закон Био-Савара-Лапласа для элемента тока. Расчет магнитных полей с помощью закона Био-Савара-Лапласа. Циркуляция вектора магнитной индукции по замкнутому контуру. Закон полного тока. Вихревой характер магнитного поля. Расчет магнитного поля на оси тороида и соленоида. Силы Ампера и Лоренца. Магнитный момент плоского контура с током. Магнитный диполь. Плоский контур с током в магнитном поле. Энергия плоского контура с током в магнитном поле. Работа перемещения проводника и контура с током в магнитном поле. Магнитное взаимодействие токов. Определение единицы силы тока – ампера. 1 Молекулярная картина намагничения вещества. Вектор намагничения. Связь между индукцией магнитного поля, напряженностью поля и вектором намагничения. Физический смысл магнитной индукции и напряженности магнитного поля. Магнитная восприимчивость и магнитная проницаемость. Связь между ними. Основные типы магнетиков. Их магнитные свойства. Объяснение пара- и диамагнетизма. Закон Кюри. Объяснение ферромагнетизма. Доменная структура ферромагнетиков. Качественный анализ основной кривой намагничения ферромагнетиков. Эффект Баркгаузена. Магнитострикция. Влияние температуры на магнитные свойства ферромагнетиков. Точка Кюри. Магнитный гистерезис. Коэрцитивная сила. Остаточная индукция. Гистерезисные потери энергии. Магнитные материалы. Антиферромагнетики. Ферриты. Электромагнит Открытие М. Фарадея. Магнитный поток. Потокосцепление. ная индукция Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца. Вихревое электрическое поле. Взаимная индукция. Индуктивность. Вывод формулы индуктивности соленоида. Трансформатор. Явление самоиндукции. ЭДС самоиндукции. Электромеханическая аналогия. Энергия магнитного поля. Локализация энергии и выражение для объемной плотности энергии магнитного поля. Вихревые токи. Потери энергии на вихревые токи. Практическое применение вихревых токов. Скин-эффект. Уравнения Интегральная форма теоремы Гаусса. Первое уравнение Максвелла Максвелла в интегральной форме. Вихревое электрическое поле. Интегральная форма второго уравнения Максвелла. Ток и плотность тока смещения. Ток смещения в вакууме. Опыт А.А. Эйхенвальда. Обобщение закона полного тока. Интегральная форма четвертого уравнения Максвелла. Полная система уравнений Максвелла в интегральной и дифференциальной форме. - - - 3.9 3.10 3.11 3.12 4.1 Электромагнит Колебательный разряд конденсатора. Собственные ные колебания колебания в контуре. Формула Томсона. Затухающие электромагнитные колебания. Логарифмический декремент и добротность. Вынужденные колебания. Получение незатухающих колебаний. Переменный электрический ток. Действующее значение переменного тока и напряжения. Мощность в цепи переменного тока. Коэффициент мощности. Переменный ток в активном сопротивлении. Индуктивность в цепи переменного тока. Емкость в цепи переменного тока. Последовательное соединение. Резонанс напряжений. Параллельное соединение. Резонанс токов. Символический метод. Измерительные мосты переменного тока. Электронная Экспериментальное доказательство электронной природы проводимость тока в металлах. Эффект Холла и его практическое металлов применение. Классическая теория электронного газа в твердом теле. Законы Ома и Джоуля-Ленца по классической теории. Закон Видемана-Франца. Затруднения классической теории проводимости металлов. Контактные Работа выхода электронов из металла. Виды электронной явления в эмиссии. Контакт двух металлов. Внешняя и внутренняя металлах контактные разности потенциалов. Законы Вольты и их объяснение классической электронной теорией. Термоэлектрические явления: Зеебека, Пельтье, Томсона. Практическое применение контактных явлений. Элементы Дискретность энергетических уровней в атоме. Квантование зонной теории энергии электронов в металлах. Уровень Ферми для твердых тел электронов в металле и его зависимость от температуры. Вырождение электронного газа. Температура вырождения. Электронная проводимость металлов по квантовой теории (качественное рассмотрение). Сверхпроводимость. Основные свойства сверхпроводников. Расшепление энергетических уровней и образование зон. Энергетические зоны и электрические свойства металлов, полупроводников и диэлектриков. Собственная проводимость полупроводников. Примесная проводимость. Доноры и акцепторы. Температурная зависимость проводимости полупроводников. Получение электронно-дырочного перехода. Физические процессы, протекающие в электронно-дырочном переходе в отсутствии внешнего электрического поля. Выпрямляющее действие электронно-дырочного перехода и его вольтамперная характеристика. Понятие о полупроводниковых триодах. Геометрическа Электромагнитная природа света. Законы распространения я оптика. света. Полное отражение. Световоды. Тонкие линзы. Общая формула линзы. Фокусное расстояние и оптическая сила линзы. Глаз. Очки. Оптические приборы. 1 - - - 1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 Интерференци я света Когерентность и монохроматичность световых волн. Способы получения когерентных источников света. Интерференция света в тонких пленках. Полосы равной толщины и равного наклона. Кольца Ньютона. Просветление оптики. Интерферометры. Дифракция Дифракция света и условия ее наблюдения. Метод зон света Френеля. Объяснение закона прямолинейного распространения света. Дифракция от круглого отверстия и круглого экрана. Дифракция Фраунгофера от щели и многих щелей. Дифракционная решетка. Формула дифракционной решетки. Дифракция рентгеновских лучей на кристаллах. Формула Вульфа-Бреггов. Поляризация Естественный и поляризованный свет. Поляризация света света при отражении и преломлении. Закон Брюстера. Двойное лучепреломление. Поляризация света при двойном лучепреломлении. Методы получения линейно поляризованного света. Прохождение естественного и поляризованного света через один и два поляризатора. Закон Малюса. Вращение плоскости поляризации. Оптическая активность вещества. Эффект Керра и его применение. Основы теории Принцип относительности Галилея и электромагнитная относительнос теория. Постулаты Эйнштейна. Преобразования Лоренца. ти Релятивистские формулы изменения длины, промежутков времени. Формула сложения скоростей. Зависимость массы от скорости. Релятивистский импульс. Связь между массой и энергией. Возможность существования частиц с массой покоя равной нулю. Опыт Физо. Тепловое Тепловое равновесное излучение. Абсолютно черное тело. излучение Закон Кирхгофа. Законы Стефана-Больцмана и Вина. Распределение энергии в спектре абсолютно черного тела. Формула Релея-Джинса. Ультрафиолетовая катастрофа. Гипотеза планка о квантовом характере излучения света. Формула Планка. Оптическая пирометрия. Квантовые Фотоэффект. Опыты Г. Герца, исследования А.Г. Столетова. явления в Основные законы фотоэффекта. Корпускулярные свойства оптике излучения. Фотоны. Энергия, импульс и масса фотонов. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Давление света. Опыты П.Н. Лебедева. Эксперименты по рассеиванию света веществом. Эффект Комптона и его объяснение на основе квантовой теории. Метод трех уровней. Открытый резонатор. Первые лазеры. Принцип работы квантового генератора. Твердотельные и газоразрядные лазеры. Теория Бора. Частица в сферически симметричном поле. Элементы Водородоподобный атом. Опыты Франка и Герца. квантовой Квантовые числа. механики Принцип запрета Паули. 0,5 0,5 - - - 1 - 4.9 Корпускулярн о-волновой дуализм 4.10 Уравнение Шредингера 4.11 Физика атомного ядра Гипотеза де Бройля. Дифракция электронов. Соотношение неопределенностей. Объяснение устойчивости атома. Волновые свойства микрочастиц и соотношение неопределенностей. Наборы одновременно измеримых величин. Временное уравнение Шредингера. Стационарное уравнение Шредингера. Решение уравнения Шредингера для случая частицы в бесконечно глубокой «потенциальной яме». Уравнение Шредингера для атома водорода. Радиоактивное излучение. Закон радиоактивного распада. Закон смещения. Закономерности альфа и бета распада. Нуклонная модель ядра. Протоны и нейтроны. Дефект масс. Энергия связи и устойчивость ядра. Ядерные реакции. Реакции деления тяжелых ядер. Выделение энергии при делении ядер. Реакции синтеза. Водородно-углеродный цикл. Проблема управляемых термоядерных реакций. - - - ИТОГО: 12 2. Перечень практических (лабораторных, семинарских) работ Наименование практических Наименование раздела учебной (лабораторных, семинарских) дисциплины (модуля) работ 1. Механика и молекулярная физика Всего часов 4 1.Математический маятник 2. Физический маятник 3. Проверка основного уравнения динамики вращательного движения 5. Определение модуля Юнга из растяжения проволоки 7. Определение коэффициента динамической вязкости масла 2. Электродинамика 4 1. Изучение электростатического поля. 2. Изучение температурной зависимости сопротивления проводников и полупроводников 3. Изучение эффекта Холла 3. Оптика и строение атома 2 Интерференция света. Дифракция света. Поляризация света. 1. Определение фокусного расстояния и оптической силы линз. 2. Определение длины световой волны с помощью дифракционной решетки. 3. Закон Малюса. Наименование раздела учебной дисциплины (модуля) Наименование практических (лабораторных, семинарских) работ ИТОГО: Всего часов 10 3. Примерная тематика курсовых проектов (работ) «Курсовой проект (работа), учебным планом не предусмотрен». 4. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТА № п/п 1. 2. 3. № семестра Наименование раздела учебной дисциплины (модуля) Механика 1 Механические колебания и волны Молекулярная физика и термодинамика 1. Электрическое поле 2. Магнитное поле 3. Законы постоянного тока 4. Электромагнитная индукция 5. Электромагнитные колебания 6. Элементы зонной теории 1. Геометрическая оптика 2. Волновая оптика 3. Квантовые явления в оптике 4. Строение атома и атомного ядра ИТОГО часов в семестре: Виды СРС: подготовка к контрольной работе; подготовка к коллоквиуму; подготовка реферата, доклада; подготовка к деловым играм; решение задач; выполнение расчетно-графических работ; написание курсовой работы. По одной теме может быть несколько видов СРС. Виды СРС Решение задач Решение задач Решение задач Решение задач Решение задач Решение задач Решение задач Решение задач Решение задач Решение задач Решение задач Решение задач Решение задач Всего часов 53 10 20 36 22 12 20 10 30 10 50 10 10 293 5. Образовательные технологии Вид занятия (лекционное, практическое, лабораторное) Тема занятия Лекционное Кинематика материальной точки Лекционное Лекционное Механические колебания Основы термодинамики Интерактивная форма Лекция «обратной связи» (лекция – дискуссия) Лекция «обратной связи» (лекция – дискуссия) Лекция «обратной связи» (лекция – беседа) Объем, ауд. часов/в том числе в интерактивн ой форме 1/0,5 1/0,5 1/0,5 6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебнометодическое обеспечение самостоятельной работы студентов 6.1. Индивидуальное собеседование по темам дисциплины «Физика». 6.2. Контрольный опрос по темам дисциплины «Физика» (устный или письменный). 6.3. Рекомендуемый перечень вопросов к экзамену по дисциплине «Физика» 1. Предмет и задачи механики. Кинематика и динамика точки. Основные понятия и определения (Материальная точка, система отсчета, траектория, путь, перемещение). 2. Скорость и ускорение в криволинейном движении. Скорость и ускорение как производные. 3. Движение по криволинейной траектории. Нормальное, тангенциальное и полное ускорение. Движение материальной точки по окружности. Векторы угловой скорости и углового ускорения. 4. Сила и масса. Законы Ньютона. Импульс. Закон сохранения импульса. 5. Плотность, вес тела, сила. Примеры сил (Гравитационная, сила тяжести, сила упругости.). 6. Основное уравнение динамики вращательного движения. Момент силы, момент инерции. 7. Момент импульса. Закон сохранения момента импульса. 8. Момент инерции материальной точки и тела. Момент инерции тел правильной геометрической формы. Теорема Штейнера. 9. Кинетическая энергия вращающегося тела. Полная энергия тела. 10. Кинетическая энергия поступательного движения. Закон сохранения энергии в механике. 11. Аналогия между формулами поступательного и вращательного движения. 12. Работа постоянной и переменной силы. Мощность. 13. Колебания. Гармонические колебания. Смещение, скорость и ускорение при гармонических колебаниях. 14. Энергия гармонического колебательного движения. Свободные колебания. Гармонический осциллятор. 15. Вынужденные колебания. Резонанс. 16. Период колебаний пружинного, физического и математического маятников. 17. Волны в упругой среде. Продольные и поперечные волны. Скорость распространения волн. 18. Основные положения молекулярно-кинетической теории. Идеальный газ и его параметры. 19. Экспериментальные газовые законы. Понятие абсолютного нуля. 20. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории (МКТ). 21. Явление переноса. Средняя длина свободного пробега молекулы. 22. Явления переноса. Диффузия, осмос, вязкость, теплопроводность. 23. Жидкость. Коэффициент поверхностного натяжения. Единицы измерения. Смачивающая и несмачивающая поверхности жидкости. 24. Капиллярные явления. Формулы Лапласа и Жюрена. Роль капиллярных явлений в природе. 25. Первое начало термодинамики применительно к изопроцессам. Адиабатный процесс. 26. Работа идеального газа в различных термодинамических процессах. Уравнение Майера. 27. Теплоемкость тела. Число степеней свободы молекулы. Распределение энергии по степеням свободы. 28. Второе начало термодинамики. Тепловые машины (схемы теплового двигателя и холодильной установки). 29. Круговые циклы. Обратимые и необратимые циклы. Цикл Карно. КПД цикла Карно. 30. Реальный газ. Уравнение Ван-дер-Ваальса. 31. Поле точечного заряда и системы точечных зарядов. Электрический заряд. Закон Кулона. 32. Электрическое поле. Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции полей. Графическое изображение полей. 33. Поток вектора напряженности. Теорема Гаусса (примеры). 34. Работа по перемещению заряда в электрическом поле. Потенциал. Эквипотенциальные линии и поверхности 35. Напряженность электрического поля как градиент потенциала. Циркуляция вектора напряженности электрического поля по замкнутому контуру. 36. Электрический диполь. Диполь в однородном и неоднородном поле 37. Виды диэлектриков. 38. Электроемкость. Конденсаторы. Соединение конденсаторов (последовательное и параллельное соединение). 39. Энергия взаимодействия точечных зарядов. Энергия заряженных проводников. 40. Диэлектрики в электрическом поле. Поляризация диэлектриков. Изменение напряженности электрического поля при внесении диэлектриков. Диэлектрическая проницаемость. 41. Понятие о токе проводимости. Вектор тока и силы тока. 42. Причина появления электрического поля в проводнике. Физический смысл понятия сторонних сил. Источники тока. ЭДС источника тока 43. Закон Ома для участка цепи. Дифференциальная форма закона Ома. Электрическое сопротивление. 44. .Электрическое поле и его характеристики. Напряженность и потенциал электрического поля. Единицы измерения. 45. Работа и мощность постоянного тока. Закон Джоуля - Ленца. 46. Источники тока. Электродвижущая сила. Закон Ома для замкнутой цепи. 47. Разветвленные электрические цепи. Правила Кирхгофа. 48. Контактная разность потенциалов. Термоэлектрические явления.Термопары. 49. Электрический ток в жидкостях. Электролиз. Законы Фарадея. 50. Электрический ток в газах. Газовые разряды. 51. Мощность тока во внешней цепи. КПД источника тока. 52. Магнитное поле и его характеристики. Закон Ампера. Напряженность магнитного поля. 53. Магнитная индукция. Поток вектора магнитной индукции. 54. Закон Био-Савара-Лапласа и его применение. 55. Поток вектора магнитной индукции. Теорема Гаусса для вектора магнитной индукции. 56. Электромагнитная индукция. Закон Фарадея. Правило Ленца. 57. Диамагнитные, парамагнитные и ферромагнитные вещества. Магнитная проницаемость. 58. Формула Лоренца для силы, действующей на заряд со стороны электрического и магнитного полей. 59. Магнитная индукция. Трансформаторы, физические принципы их действия. 60. Емкостное и индуктивное сопротивления. Полное сопротивление цепи. 61. Энергия магнитного поля. Электромагнитная теория Максвелла. 62. Электромагнитное поле и его существование в виде электромагнитной волны. Скорость распространения и основные свойства электромагнитных волн. 63. Использование электромагнитных волн. Шкала электромагнитных волн. 64. Понятие поляризации света: естественный, плоско-поляризованный, частичнополяризованный свет. Закон Малюса 65. Дисперсия света. Спектры и их типы. Спектральный анализ. 66. Интерференция света. 67. Дифракция света. Дифракционная решетка. 68. Явление фотоэффекта и его законы 69. Основные законы оптики. Полное отражение. 70. Тонкие линзы. Построение изображения предметов с помощью рассеивающей линзы. 71. Тонкие линзы. Построение изображения предметов с помощью собирающей линзы. 72. Законы освещенности. Зависимость освещенности от вида осветителей. 73. Поляризация света. 74. Строение ядер. Ядерные силы, устойчивые и неустойчивые ядра. Ядерные реакции. Дефект массы. 75. Радиоактивность. Естественная радиоактивность. Закон радиоактивного распада. 76. Искусственная радиоактивность. 77. Определение показателя преломления с помощью рефрактометра. Принцип действия рефрактометра. 78. Тепловое излучение и его характеристики. Законы Стефана – Больцмана и Вина. 79. Деформации, виды деформаций и их физические характеристики. Механическое напряжение, единицы измерения - в СИ. Закон Гука для абсолютного и относительного удлинения. 80. Линзы. Главная оптическая ось, фокус линзы, формула тонкой линзы, оптическая сила линзы. 81. Естественный и поляризованный свет. Поляризатор и анализатор. 82. Определение коэффициента динамической вязкости методом Стокса. Единицы измерения. 83. Абсолютная и относительная влажности воздуха. Методы определения влажности. Кипение, испарение, точка росы, дефицит влажности. 84. Определение ширины запрещенной зоны полупроводников. Отличие проводников, полупроводников и диэлектриков. 85. Электрическое сопротивление, удельное сопротивление. Единицы измерения. Зависимость их от температуры. 86. Измерение сопротивлений с помощью моста Уитстона. Последовательно и параллельное соединение сопротивлений. 87. Градуировка термоэлемента. Термопары. Законы Вольта. 88. Сегнетоэлектрики. Пьезоэффект. 89. Внутренняя энергия системы идеального газа. 90. Взаимосвязь электрических и магнитных величин. 6.4. Рекомендуемый перечень тем рефератов по дисциплине «Физика» 1. Роль новых технологий в социальном и экономическом развитии общества. 2. История развития классической механики. 3. Мир дискретных объектов – механических частиц. 4. Силы инерции и классическая механика. 5. Гироскопы и их применение. 6. Использование энергии ветра. 7. Применение вибровоздействий. 8. Возобновляемые источники энергии. 9. Водородная энергетика. 10. Нетрадиционные методы аккумулирования энергии. 11. Гидродинамическая неустойчивость жидких сред. 12. Энергетические ресурсы мирового океана. 13. Магнитная обработка воды. 14. Перспективы использования малых гидроэлектростанций. 15. Вибрационные технологии. 16. Резонансные измерительные методики. 17. Использование волновых процессов в современных технологиях (ударная волна). 18. Использование явлений переноса в современных технологических процесах. 19. Теория взрыва. Примеры ее использования. 20. Синергетика. Концепция самоорганизации. 21. Синергетика и экономика. 22. Энтропия. Идеи И. Пригожина и их применение. 23. Энергия. Энтропия. Химический потенциал и термодинамическая теория химического сродства. 24. Применение тепловых насосов. 25. Энергия биомассы. 26. Явления переноса: диффузия, теплопроводность, внутреннее трение. 27. Электростатические приспособления и устройства. 28. Связь физики с естественными науками. 29. Расцвет естествознания в конце 19 начале 20 веков. 30. Электрофизические методы обработки материалов. 31. Физические основы работы бытовых приборов: утюг, кофемолка, кофе варка, стиральная машина, мясорубка, микроволновая печь, тостер, холодильник, электрический чайник. 32. Природа ферромагнитизма. 33. Нанотехнологии. Молекулярный дизайн. 34. Воздействие электрического тока на биологические объекты. 35. Определение горизонтальной составляющей магнитного поля Земли. 36. Эффект Холла. МГД – генераторы. 37. Плазма. Физическая природа шаровой молнии. 38. Транспорт на магнитной подушке. Современные поезда, амфибии. 39. СВЧ – технологии. 40. Магнитная дефектоскопия. 41. Ионизация газов. 42. Радиационный режим в атмосфере. 43. Использование плазмы. 44. Волоконно – оптические линии связи. 45. Голографический метод записи. 46. Фотоэффект. Эффект Комптона. 47. Фотоэлектрическое преобразование солнечной энергии. 48. Применение лазерного излучения в биологии и медицине. 49. Лазерные технологии. Нанотехнологии. 50. Левитация тел в силовых полях. 51. Новые полупроводниковые материалы и их использование. 52. Физические основы современных линий передачи сигналов. 53. Использование солнечной энергии. 54. Рентгеновские интерферометры и резонаторы. 55. Лазеры и их использование. 56. Импульсный катододлюминесцентный анализ вещества. 57. Действие света на человека и животных. 58. Свободные радикалы в биологических системах. 6.5. Выполнение учебных индивидуальных и групповых заданий в ходе лабораторных занятий по дисциплине «Физика». Рейтинговая оценка знаний обучающихся Контрольные мероприятия 1 семестр Лекции Контрольная работа (тест) Выполнение и защита лабораторных работ ИТОГО Максимальное значение в баллах на семестр 12 38 50 100 Начисление баллов по результатам посещения занятий № 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Количество посещенных лекций 0 1 2 3 4 5 6 Начисляемые баллы 0 баллов 2 балла 4 балла 6 баллов 8 баллов 10 баллов 12 баллов Начисление баллов по рейтингу активности работы на занятиях № 1 2 3 4 5 Средняя оценка полученных оценок Начисляемые баллы на занятиях оценка 3 6 баллов оценка 3,5 7 баллов оценка 4 8 баллов оценка 4,5 9 баллов оценка 5 10 баллов Коэффициенты, изменяющие рейтинг студента Невыполнение форм контроля в срок 0.75 № контрольн. точки 1 семестр 1. 1. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 11. 12. Число баллов Виды контроля Вводное лабораторное занятие Лабораторная работа № 1 «Физический маятник» выполнение Лабораторная работа № 1 «Физический маятник» защита Лабораторная работа № 2 «Определение Модуля Юнга» выполнение Лабораторная работа № 2 «Определение модуля Юнга» защита Лабораторная работа № 3 «Термопара» выполнение Лабораторная работа № 3 «Термопара» защита Лабораторная работа № 4 « Изучение температурной зависимости сопротивления проводников и полупроводников » выполнение Лабораторная работа № 4 « Изучение температурной зависимости сопротивления проводников и полупроводников а» защита Лабораторная работа № 5 «Интерференция света» выполнение Лабораторная работа № 5 «Интерференция света» защита Защита контрольной работы ПОСЕЩЕНИЕ ЛЕКЦИЙ (2) Сумма баллов за семестр Срок сдачи, № недели min max Неделя № 1 - - Неделя № 1 0 10 Неделя № 2 - - Неделя № 2 - 10 Неделя № 3 - - Неделя № 3 0 10 Неделя № 4 - Неделя № 4 10 Неделя № 5 - - Неделя № 5 0 10 Неделя № 6 0 0 38 12 100 7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля) а) основная: 1. ЭБС «Лань»: Алешкевич В. А. Курс общей физики. Оптика. – М.: «Физматлит», 2011. – 320 с. 2. ЭБС «Лань»: Алешкевич В. А. Курс общей физики. Механика. – М.: «Физматлит», 2011. 3. ЭБС «Лань»: Савельев И. В. Курс физики. В 3-х тт. Т. 2. Электричество. Колебания и волны. Волновая оптика. – СПб.: Лань, 2008. – 480 с. 4. Трофимова, Т. И. Курс физики : учеб. пособие для инж.-техн. специальностей вузов / Т. И. Трофимова. - 17-е изд., стер. - М. : Академия, 2008. - 560 с. 5. Трофимова, Т. И. Курс физики : учеб. пособие для инж.-техн. специальностей вузов / Т. И. Трофимова ; Т. И. Трофимова. - 18-е изд., стер. - М. : Академия, 2010. - 560 с. (Высшее профессиональное образование. Гр.). 6. Трофимова, Т. И. Физика: учебник для студентов вузов по техн. направлениям подготовки / Т. И. Трофимова ; Т. И. Трофимова. - М. : Академия, 2012. - 320 с. (Высшее профессиональное образование. Бакалавриат). 7. Грабовский, Р. И. Курс физики : учеб. пособие для студентов вузов по естественнонауч. и техн. направлениям и специальностям / Р. И. Грабовский ; Р. И. Грабовский. - 12-е изд., стер. - СПб. : Лань, 2012. - 608 с. - (Учебники для вузов. Специальная литература. Гр. ). 8. Практикум по механике и молекулярной физике : учеб. пособие для студентов вузов / С. И. Любая [и др.] ; С. И. Любая [и др.] ; СтГАУ. - Ставрополь, 2010. - 56 с. 9. Практикум по электричеству и магнетизму : учеб. пособие для студентов вузов по специальностям: 1100201.65 "Агрономия", 110203.65 "Защита растений", 250203.65 "Садово-парковое и ландшафтное стр-во" и направлениям: 110200.62 "Агрономия (бакалавр с.х.)", 020800.62 "Экология и природопользование (бакалавр с.х.)", 110110.62 "Агрохимия и агропочвоведение (бакалавр с.х.)", 020700.62 "Почвоведение (бакалавр)" / О. С. Копылова [и др.] ; О. С. Копылова [и др.]; СтГАУ. - Ставрополь, 2011. - 54 с. 10. Практикум по оптике : учеб. пособие для студентов вузов по направлениям: 110400.62 "Агрономия", 260100.62 "Продукты питания из растит. сырья", 022000.62 "Экология и природопользование", 250700.62 "Ландшафтная архитектура", 110110.62 "Агрохимия и агропочвоведение", 020700.62 "Почвоведение" / В. И. Хайновский [и др.] ; В. И. Хайновский [и др.] ; СтГАУ . - Ставрополь, 2011. - 32 с. 11. Стародубцева, Г. П. Оптика и строение атома : учеб. пособие для студентов вузов по направлению 110300 - "Агроинженерия" / Г. П. Стародубцева, В. И. Крахоткин ; СтГАУ. - Ставрополь : АГРУС, 2007. - 172 с. - (Гр. МСХ РФ). 12. Ковалева, Г. Е. Механика и молекулярная физика : учеб. пособие для студентов вузов по направлению 080800 "Прикладная информатика (по отраслям)" и другим экон. специальностям / Г. Е. Ковалева, Г. П. Стародубцева ; Г. Е. Ковалева, Г. П. Стародубцева ; СтГАУ. - Ставрополь, 2011. - 186 с. - (Гр. УМО). 13. Стародубцева, Г. П. Методическое пособие по общей физике : учеб. пособие для студентов вузов агроинженерных направлений и специальностей. Ч. 3 : Оптика и атомная физика / Г. П. Стародубцева, Е. И. Рубцова, И. А. Боголюбова ; Г. П. Стародубцева, Е. И. Рубцова, И. А. Боголюбова ; СтГАУ. - Ставрополь, 2011. - 124 с. (Гр. УМО). б) дополнительная: 1. Трофимова Т.И. Сборник задач по курсу физики. М.: Высшая школа, 2004, 2008, 2012. 2. Сена Л.А. Единицы физических величин и их размерность. М.: Наука, 1999. 3. Грабовский, Р. И. Курс физики : учебник / Р. И. Грабовский. - 6-е изд. - СПб. : Лань, 2002. - 608 с. - (Учебники для вузов. Специальная литература.). 4. Трофимова, Т. И. Курс физики : учеб. пособие для инж.-техн. специальных вузов / Т. И. Трофимова. - 8-е изд., стер. - М. : Высш. шк., 2004. - 544 с. - (Гр.). 5. Крахоткин, В. И. Электричество и магнетизм : учеб. пособие для студентов вузов по спо направлению 110300 - Агроинженерия / В. И. Крахоткин ; СтГАУ. - Ставрополь : АГРУС, 2006. - 220 с. - (Гр. МСХ РФ). 6. Крахоткин, В. И. Механика и молекулярная физика : учеб. пособие для студентов вузов по направлению 110300 - Агроинженерия / В. И. Крахоткин ; СтГАУ. Ставрополь : АГРУС, 2006. - 208 с. - (Гр. МСХ РФ). 7. Стародубцева, Г. П. Оптика и строение атома : учеб. пособие для студентов вузов по направлению 110300 - "Агроинженерия" / Г. П. Стародубцева, В. И. Крахоткин ; СтГАУ. - Ставрополь : АГРУС, 2007. - 172 с. - (Гр. МСХ РФ). в) программное обеспечение: 1. ЭБС Университетская библиотека ONLINE. Тарасов Л.В. Современный курс физики. Механика – М.: Мир и образование, 2009. 2. ЭБС Университетская библиотека ONLINE. Зубов В.Г. Сборник задач по физике (12-е изд., перераб.) – М.: Мир и образование, 2009. базы данных, информационно-справочные и поисковые системы: КОНСОР, полнотекстовая база данных иностранных журналов Doal, реферативная база данных Агрикола и ВИНИТИ, научная электронная библиотека е-library, Агропоиск; информационные справочные и поисковые системы: Rambler, Yandex, Google, Nigma Интернет-ресурсы 1. 2. 3. 4. 5. http:/class-fizika.narod.ru/snakoml.htm http:/interfizika.narod.ru/snakoml.htm http:/www. virtulab.net/snakoml.htm http:/physics.ru/snakoml.htm http:/www. all-fizika.com/snakoml.htm 8. Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля) 1. Требования к аудиториям (помещениям, местам) для проведения занятий: Видеопроектор, настенный экран, компьютер. 2. Требования к оборудованию рабочих мест преподавателя и обучающихся: Видеопроектор, ноутбук, переносной экран. 3. Требования к специализированному оборудованию: Лабораторные установки, стенды, компьютерный класс, программы выполнения виртуальных лабораторных работ. Программа составлена в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта ВПО по направлению 230400.62 «Информационные системы и технологии» и учебного плана по профилю подготовки «Информационные системы и технологии в бизнесе» (Сокращенная программа) Автор Любая Светлана Ивановна, к.с.х.н., доцент (ФИО, ученая степень) ______________ (подпись) Рецензенты (не менее двух) Боголюбова Ирина Анатольевна, к.п.н., доцент (ФИО, ученая степень) Хащенко Андрей Александрович, к.ф.м.н., доцент (ФИО, ученая степень) ________________ (подпись) _________________ (подпись) Рабочая программа рассмотрена на заседании кафедры протокол №1 от “ “ августа 2012 г. и признана соответствующей требованиям ФГОС и учебного плана по направлению 230400.62 «Информационные системы и технологии» Рабочая программа рассмотрена на заседании учебно-методической комиссии по направлению «Информационные системы и технологии» протокол № 1 от «2» сентября 2012 г. и признана соответствующей требованиям ФГОС и учебного плана по направлению 230400.62 «Информационные системы и технологии» СОГЛАСОВАНО: Проректор по заочному, очно-заочному и дополнительному образованию, доцент Лисова О.М. _______________ Подпись г. <___>________________20 Зав. кафедрой __Физики____________________________________________ (наименование кафедры) _Г.П. Стародубцева _______________ (Ф.И.О.) Подпись г. <___>________________20 Председатель учебно-методической комиссии факультета ______________ (Ф.И.О.) _______________ Подпись <___>________________20 г.