Ред.№1 от 11.09.2013 стр. 1 из18 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

УМКД 042-18.38.17/01-2013
Ред.№1 от 11.09.2013
стр. 1 из18
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
имени ШАКАРИМА г.СЕМЕЙ
Документ СМК 3 уровня
УМКД
УМКД 042-18.38.17/01-2013
УМКД
Редакция № 1 от
программа дисциплины
«11» «09» 2013 г.
«Физика» для
преподавателя
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
ДИСЦИПЛИНЫ
«Физика»
для специальности «5В072700» - Технология продовольственных
продуктов
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
ДЛЯ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ
Ред.№1 от 11.09.2013
УМКД 042-18.38.17/01-2013
стр. 2 из18
СЕМЕЙ
2013
Предисловие
1. РАЗРАБОТАНО
Составитель ____________ «__»_________20__ г. Нурабаева Г.У.,
доцент кафедры «Физики»
2. ОБСУЖДЕНО
2.1. На заседании кафедры «Физики»
Протокол от 11.09.2013 года, № 1
Заведующий кафедрой ___________ Маусымбаев С.С.
2.2. На заседании учебно-методического совета факультета ФМФ
Протокол от 12.09.2013 года, № 1
Председатель ______________Батырова К.А.
3. УТВЕРЖДЕНО
Одобрено и рекомендовано
методического совета университета
к
изданию
на
заседании
Протокол от
Председатель УМС________
4. ВВЕДЕНО ВПЕРВЫЕ
Протокол №
от
__ Искакова Г.К
Учебно-
УМКД 042-18.38.17/01-2013
Ред.№1 от 11.09.2013
стр. 3 из18
Содержание
1.
2.
3.
Область применения……………………………………………………… 4
Нормативные ссылки…………………………………………………….. 4
Общие положения………………………………………………………… 4
4.
Содержание рабочей учебной программы дисциплины для
преподавателя…………..…………………………………………………
Перечень тем для самостоятельной работы студентов…………………
Учебно-методическая карта по дисциплине…………………………….
Карта обеспеченности учебно-методической литературой…………….
Литература…………………………………………………………………
5.
6.
7.
8.
6
10
10
17
18
УМКД 042-18.38.17/01-2013
Ред.№1 от 11.09.2013
стр. 4 из18
1.ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Учебно-методический комплекс по дисциплине «Физика» предназначен
для студентов специальностей «5В072700» - Технология
продовольственных продуктов, Он знакомит студентов с содержанием
курса, его актуальностью и необходимостью, политикой курса, с теми
навыками и умениями, которые студенты приобретут в процессе обучения.
Учебно-методический комплекс является основным руководством при
изучении дисциплины, предназначен для использования на кафедре физики
и электротехники.
2. НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
Настоящий учебно-методический комплекс дисциплины «Физика»
разработан и устанавливает порядок организации учебного процесса по
данной дисциплине в соответствии с требованиями и рекомендациями
следующих документов: Государственный общеобязательный стандарт
образования специальности «5В072700» - Технология продовольственных
продуктов ГОСО РК 3.08.353-2006, Приказом Министерства образования и
науки Республики Казахстан от 23.12.05 г. №779
ГОСО РК 3.08.353-2006 по специальности«5В072700» - Технология
продовольственных продуктов, утвержденного приказом Министерства
образования и науки Республики Казахстан от 7.08.04г. № 671
-СТУ 042-ГУ-4-2013 Стандарт университета «Общие требования к
разработке и оформлению учебно-методических комплексов дисциплин».
-ДП 042-1.01-2013 Документированная процедура «Структура и
содержание учебно-методических комплексов дисциплин.»
3. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
3.1 Краткое описание содержания дисциплины.
Введение. Предмет физика и ее связь с другими науками. Механикакинематика, динамика. Классическая, квантовая, релятивистская механика.
Элементы кинематики. Основная задача динамики. Уравнения движения.
Границы применимости классической механике. Законы сохранения
импульса, момента импульса, энергии. Принцип относительности в
механике.
Преобразование
Лоренца.
Статистическая
физика
и
термодинамика. Классическая статистика. Электричество и магнетизм.
Физика колебаний и волновых процессов.
3.2 Целью данного курса является получение студентами представлений
о физической теории как обобщении наблюдений практических опытов и
экспериментов, изложенных на соответствующем математическом уровне; об
УМКД 042-18.38.17/01-2013
Ред.№1 от 11.09.2013
стр. 5 из18
основных методах наблюдения, измерения и экспериментирования в физике,
о применении физических явлений и законов в современной технике.
3.3 Основная задача изучения дисциплины состоит в научении студента
использовать теоретические знания для решения практических физических и
технических задач.
3.4. Результаты обучения:
В результате изучения дисциплины студент должен:
знать:
основные физические явления, особенности их протекания;
основные физические понятия, величины, их математическое выражение и
единицы измерения;
основные методы экспериментирования и обработки результатов измерений;
владеть:
знаниями об основных физических явлениях, особенностях их протекания,
об
основных понятиях, величинах, их математических выражениях и единицах
измерения, об основных методах экспериментирования и обработки
результатов
измерений и умениями правильно соотносить содержание конкретных задач
с
законами физики, пользоваться основными физическими приборами;
усвоить:
основные физические понятия, физические величины, физические явления,
их
математическое выражение, их место и роль в науке и современном
производстве;
уметь:
правильно соотносить содержание конкретных задач с общими законами
физики,
эффективно применять эти законы для решения конкретных задач в области
физики и на междисциплинарных границах физики;
понимать:
основные физические явления, их проявления в природе и применение в
технике,
их математическое описание;
иметь:
представление о границах применимости физических моделей и гипотез, о
важнейших этапах истории развития физики и ее методологических проблем;
приобрести:
УМКД 042-18.38.17/01-2013
Ред.№1 от 11.09.2013
стр. 6 из18
навыки и умения в пользовании основными измерительными приборами, в
решении конкретных задач физике и их соотнесении с общими законами
физики.
3.5. Пререквизиты курса:
3.5.1 высшая математика
3.5.2 Программирование
3.6 Постреквизиты курса:
3.6.1 Электротехника.
3.6.2. Теплотехника.
3.6.3. Электроника.
3.7. Выписка из рабочего учебного плана:
Таблица 1
курс
Сем. кредиты ЛК Прак Лаб. СРСП СРС Всего
Форма
(час) (час) (час) (час) (час)
итогового
контроля
«Физика2»
1
3
15
30
22.5
67.5
135
Экзамен
(тест)
4 СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
Таблица 2
Наименование тем и их содержание
Количество
часов
I.
Лекционные занятия
Модуль I.
1.
Механическое
движение.
Элементы
кинематики
1
поступательного и вращательного движения.
2. Динамика материальной точки и твердого тела. Система
материальных точек, абсолютно твердое тело, сплошная среда.
Инерциальные системы отсчета.
3. Законы сохранения.
Закон сохранения импульса как фундаментальный закон
природы. Реактивное движение. Центр инерции. Аддитивность
массы и закон сохранения центра инерции. Момент импульса.
Закон сохранения момента импульса. Момент силы.
1
1
УМКД 042-18.38.17/01-2013
Ред.№1 от 11.09.2013
стр. 7 из18
Работа и кинетическая энергия. Мощность. Общефизический
закон сохранения энергии. Законы сохранения и симметрия
пространства и времени.
4. Статфизика и термодинамика. Термодинамические
параметры. Газовые законы. Молекулярно-кинетическая теория
идеального газа. Средняя кинетическая энергия молекулы
идеального газа.
5. Начало термодинамики. Изопроцессы. Обратимые и
необратимые тепловые процессы. Цикл Карно. КПД.
Приведенная теплота. Теорема Клаузиуса. Энтропия.
Термодинамические потенциалы. Статическое толкования
второго начала термодинамики.
Модуль II
Электростатика.
6. Реальные газы. Эффективный диаметр молекул. Силы
межмолекулярного взаимодействия. Уравнение Ван-дерВаальса. Изотермы Ван-дер-Ваальса. Фазовые переходы
первого и второго рода. Фазовые равновесия и фазовые
превращения. Критическая точка. Тройная точка.
7. Электростатическое поле. Напряженность электрического
поля. Потенциал. Связь потенциала с напряженностью
электростатического поля. Проводники в электростатическом
поле. Конденсаторы.
8. Постоянный электрический ток. Классическая электронная
теория электропроводности металлов.
9. Законы Ома и Джоуля - Ленца в дифференциальной форме.
Сторонние силы. ЭДС гальванического элемента. Обобщенный
закон Ома для участка цепи с гальваническим элементом.
Правила Кирхгофа.
10. Магнитное поле. Век-тор магнитной индукции. Принцип
суперпозиции. Сила Лоренца. Движение заряженной частицы в
магнитном поле. Виток с током в магнитном поле. Явление
электромагнитной индукции. Правило Ленца. Коэффициент
взаимной индукции. Магнитная энергия тока. Плотность
магнитной энергии.
11. Гармонические колебания. Общие характеристики
гармонических колебаний. Колебания груза на пружине,
математический
маятник,
физический
маятник.
Электромагнитные
колебания.
Колебательный
контур.
Сложение колебаний. Векторная диаграмма. Коэффициент
1
1
1
1
1
1
1
1
УМКД 042-18.38.17/01-2013
Ред.№1 от 11.09.2013
стр. 8 из18
затухания.
Вынужденные
колебания
под
действием
синусоидальной силы. Резонанс.
12. Дифракция волн. Прин цип Гюйгенса-Френеля. Метод зон
Френеля. Дифракция Френеля. Диф ракция Фраугофера. Диф
ракция на одной щели и на многих щелях. Спектральное
разложе ние. Голография.
Модуль III.
13. Тепловое излучение. Проблемы излучения абсолютно
черного тела. Квантовая гипотеза и формула Планка. Фотоны.
Энергия и импульс световых квантов. Фото эффект. Эффект
Комптона.
14. Элементы квантовой статистики. Фазовое пространство.
Элементарная ячейка. Плотность состояний. Понятие о
квантовой статистике Бозе Эйнштейна и Ферми-Дирака.
Квазичастицы. Определение и виды.
15. Атом. Молекула. Уравнение Шредингера для атома
водорода. Водородоподобные атомы. Энергетические уровни.
Шири на уровней. Пространственное квантование. Структура
электронных уровней в сложных атомах. Принцип Паули.
Молекула водорода. Ионная и ковалентная связи. Электронные
термы двух атомной молекулы.
Атомное ядро. Строение атомных ядер. Ядерные силы.
Обменный
характер
ядерных
сил.
Модели
ядра.
Закономерности и происхождение альфа, бета, и гаммаизлучения и взаимодействие их с веществом. Ядерные реакции.
Радиоактивные прев ращения атомных ядер. Реакции ядерного
деление. Цепная реакция деления. Ядерный реактор. Реакция
синтеза. Проблема источников энергии.
II.
Практическая (семинарские) занятия
1. Механическое движение. Законы сохранения
2. Принцип относитель-ности Галилея.
Неинер-циальные
системы отсче-та. Элементы механики сплошных сред.
3. Статфизика и термо-динамика. Изопроцессы.
4. Статистические расп-ределения Максвелла, Больцмана,
Гиббса. Реальные газы.
5. Электростатическое поле.
6. Диэлектрики в электро-статическом поле. Правила Кирхгофа
7.
Магнитное
поле.
Вектор
магнитной
индукции.
Гармонические коле-бания.
8. Уравнения Максвелла. Понятие о лучевой (геометрической)
1
1
1
1
2
2
2
2
2
2
2
2
Ред.№1 от 11.09.2013
УМКД 042-18.38.17/01-2013
стр. 9 из18
оптике.
9. Дифракция волн. Электромагнитные волны в веществе.
10. Тепловое излучение. Дифракция электронов. Соотношение
неопределенности.
11. Элементарная ячейка. Плотность состояний.
Конденсированное сос- тояние.
12. Электропроводность металлов. Носители тока как
квазичастицы. Квантовая физика
13. Тепловые, электрические и магнитные свойства твердых
тел. Собственная и примесная проводимость.
14. Водородоподобные атомы. Ядерные силы. Ядерные реакции
15. Физика атомов и молекул. Атомное ядро и элементарные
частицы
5. ПЕРЕЧЕНЬ
СТУДЕНТОВ
ТЕМ
ДЛЯ
САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ
2
2
2
2
2
2
2
РАБОТЫ
5.1.Основные и производные единицы физических величин.
5.2.Центр масс. Центр инерции.
5.3.Общие свойства жидкостей, газов.
5.4.Тепловые двигатели. Использование ветровых и солнечных
батарей.
5.5.Явление переноса в строительных материалах.
5.6.Климат и его элементы. Роза ветров.
5.7.Капиллярные явления.
5.8.Типы диэлектриков.
5.9.Плазма и её свойства.
5.10.Ускорители заряженных частиц.
5.11.Трансформаторы.
5.12.Ультразвук и его применение.
5.13.Спектральный анализ. Разрешающая способность
оптических приборов.
5.14.Физика твердого тела. Полупроводниковые диоды, триоды.
5.15.Понятие о ядерной энергетике.
6.УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКАЯ КАРТА ПО ДИСЦИПЛИНЕ
УМКД 042-18.38.17/01-2013
Лекционного
Занятия
1
Механическое
движение.
Элементы
кинематики
поступательного
и вращательного
движения.
Динамика
материальной
точки и твердого
тела. Система
материальных
точек, абсолютно
твердое тело,
сплошная среда.
Инерциальные
системы отсчета
Законы
сохранения.
Закон
сохранения
импульса как
фундаментальны
й закон природы.
Ред.№1 от 11.09.2013
стр. 10 из18
Таблица3
Тема
Наглядные
Вопросы
Фор
для
ма
Практическ Лабораторног пособия,
Тсо,
самостоятель конт
ого
о занятия
плакаты,
ного
роля
(семинарско
лаборатор
изучения
го)
ный стенд
занятия
2
3
4
5
6
Механическ
плакат
Статистичес зачет
ое
кая
движение.
обработка
Законы
эксперимент
сохранения
а
Динамика
материальн
ой точки и
твердого
тела.
Принцип
относительности
Галилея.
Неинерциальные
системы
отсче-та.
Элементы
механики
сплошных
сред.
Статфизика
и
термодинамика.
Изопроцесс
ы.
плакат
Динамика
зачет
материально
й точки и
твердого
тела.
лаборатор
ный стенд
Законы
сохранения
зачет
УМКД 042-18.38.17/01-2013
Реактивное
движение. Центр
инерции.
Аддитивность
массы и закон
сохранения
центра инерции.
Момент
импульса. Закон
сохранения
момента
импульса.
Момент силы.
Работа и
кинетическая
энергия.
Мощность.
Общефизический
закон сохранения
энергии. Законы
сохранения и
симметрия
пространства и
времени.
Статфизика и
термодинамика.
Термодинамичес
кие параметры.
Газовые законы.
Молекулярнокинетическая
теория
идеального газа.
Средняя
кинетическая
энергия
молекулы
идеального газа.
Начало
термодинамики.
Изопроцессы.
Ред.№1 от 11.09.2013
стр. 11 из18
Принцип
относительности
Галилея.
Неинерциальные
системы
отсче-та.
слайд
Принцип
относительности
Галилея.
Неинерциальные
системы
отсче-та.
зачет
Элементы
механики
сплошных
лаборатор
ный стенд
Элементы
механики
сплошных
зачет
УМКД 042-18.38.17/01-2013
Ред.№1 от 11.09.2013
Обратимые и
сред.
необратимые
тепловые
процессы. Цикл
Карно. КПД.
Приведенная
теплота. Теорема
Клаузиуса.
Энтропия.
Термодинамичес
кие потенциалы.
Статическое
толкования
второго начала
термодинамики.
Реальные газы.
Эффективный
диаметр молекул.
Силы
межмолекулярно
го
взаимодействия.
Уравнение Вандер-Ваальса.
Изотермы Вандер-Ваальса.
Фазовые
переходы
первого и
второго рода.
Фазовые
равновесия и
фазовые
превращения.
Критическая
точка. Тройная
точка.
Электропроводно
сти металлов.
Законы Ома и
стр. 12 из18
сред.
Статфизика
и термодинамика.
Изопроцесс
ы.
плакат
Статфизика
и термодинамика.
зачет
Изопроцесс
ы.
Электростат
лаборатор
ный стенд
Начала
зачет
термодинами
ки.
УМКД 042-18.38.17/01-2013
Джоуля - Ленца в
дифференциальн
ой форме.
Сторонние силы.
ЭДС
гальванического
элемента.
Обобщенный
закон Ома для
участка цепи с
гальваническим
элементом.
Правила
Кирхгофа.
Электростатичес
кое
поле.
Напряженность
электрического
поля. Потенциал.
Связь
потенциала
с
напряженностью
электростатическ
ого
поля.
Проводники
в
электростатическ
ом
поле.
Конденсаторы.
Магнитное поле.
Век-тор
магнитной
индукции.
Принцип
суперпозиции.
Сила Лоренца.
Движение
заряженной
частицы в
магнитном поле.
Виток с током в
магнитном поле.
Ред.№1 от 11.09.2013
стр. 13 из18
ическое
поле.
Диэлектрик
и в электростатическо
м поле.
Правила
Кирхгофа
Электростат
ическое
поле.
лаборатор
ный стенд
Электростат
ическое
поле.
зачет
Магнитное
поле. Вектор
магнитной
индукции.
плакат
Магнитное
зачет
поле.
Вектор
магнитной
индукции.
УМКД 042-18.38.17/01-2013
Явление
электромагнитно
й индукции.
Правило Ленца.
Коэффициент
взаимной
индукции.
Магнитная
энергия тока.
Плотность
магнитной
энергии.
Гармонические
колебания.
Общие
характеристики
гармонических
колебаний.
Колебания груза
на пружине,
математический
маятник,
физический
маятник.
Электромагнитн
ые колебания.
Колебательный
контур.
Сложение
колебаний.
Векторная
диаграмма.
Коэффициент
затухания.
Вынужденные
колебания под
действием
синусоидальной
силы. Резонанс.
Дифракция волн.
Прин цип
Ред.№1 от 11.09.2013
стр. 14 из18
Гармоничес
кие
колебания.
лаборатор
ный стенд
Гармоническ зачет
ие
колебания.
Дифракция
волн.
лаборатор
ный стенд
Дифракция
волн.
зачет
УМКД 042-18.38.17/01-2013
ГюйгенсаФренеля. Метод
зон Френеля.
Дифракция
Френеля. Диф
ракция
Фраугофера. Диф
ракция на одной
щели и на
многих щелях.
Спектральное
разложе ние.
Голография.
Тепловое
излучение.
Проблемы
излучения
абсолютно
черного тела.
Квантовая
гипотеза и
формула Планка.
Фотоны. Энергия
и импульс
световых
квантов. Фото
эффект. Эффект
Комптона.
Элементы
квантовой
статистики.
Фазовое
пространство.
Элементарная
ячейка.
Плотность
состояний.
Понятие о
квантовой
статистике Бозе
Эйнштейна и
Ред.№1 от 11.09.2013
стр. 15 из18
Тепловое
излучение.
плакат
Тепловое
излучение.
зачет
Элементарн
ая ячейка.
Плотность
сос- тояний.
слайд
Понятие
о зачет
кван товой
статистике
БозеЭйнштейна и
ФермиДирака.
УМКД 042-18.38.17/01-2013
Ферми-Дирака.
Квазичастицы.
Определение и
виды.
Атом. Молекула. Конденсиро
Уравнение
ванное сосШредингера для тояние.
атома водорода.
Водородоподобн
ые атомы.
Энергетические
уровни. Шири на
уровней.
Пространственно
е квантование.
Структура
электронных
уровней в
сложных атомах.
Принцип Паули.
Молекула
водорода.
Ионная и
ковалентная
связи.
Электронные
термы двух
атомной
молекулы.
Атомное ядро.
Строение
атомных ядер.
Ред.№1 от 11.09.2013
плакат
стр. 16 из18
Элементы
зачет
струк-турной
кристаллогра
фии.
УМКД 042-18.38.17/01-2013
Ред.№1 от 11.09.2013
стр. 17 из18
7 КАРТА ОБЕСПЕЧЕННОСТИ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЙ
ЛИТЕРАТУРОЙ
Таблица 4
Наименование
Количество
Количество
Процент
учебников, учебноэкземпляров.
студентов.
обеспечения.
методических пособий.
1
2
3
4
Трофимова Т.И. Курс
20
100
физики. М, Высшая
школа, 1981-1999 г.
Савельев И.В. Курс
18
100
физики. Том I, II, III. М,
Наука, 1989 г
Волькенштейн В.С.
30
100
Сборник задач по
общему курсу физики,
М., Наука, 1990-1998 г.
Руководство к
25
100
лабораторным работам
по физики.
Семипалатинск1993,1994
г.
УМКД 042-18.38.17/01-2013
Ред.№1 от 11.09.2013
стр. 18 из18
8. ЛИТЕРАТУРА:
8. 1. Основная Литература.
8.1.1. Трофимова Т.И. Курс физики. М, Высшая школа, 1981-1999 г.
8.1.2. Савельев И.В. Курс физики. Том I, II, III. М, Наука, 1989 г.
8.1.3 Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики, М, Высшая школа, 1989 г.
8.1.4.Волькенштейн В.С. Сборник задач по общему курсу физики, М., Наука,
1990-1998 г.
8.1.5. Трофимова Т.И. Сборник задач по курсу физики. М, Высшая школа,
1993
8.1.6.Руководство
к
лабораторным
работам
по
физики.
Семипалатинск1993,1994 г.
8.1.7. Сивухин Д.В. Общий курс физики. М, Наука, 1977-1986 г.
8.2. Дополнительная Литература:
8.2.1. Дж. Орир Физика в 2-х томах ., Москва, Мир, 1981 г.
8.2.2. Берклеевский курс физики 1-6 томы, Москва, Наука, 1971 – 1978.
8.2.3. Чертов А.Г., Воробьев А.А. Задачи по физики. М. Высшая школа, 1988
г.
8.2.4.Мелешина А.М. Учебное пособие для самостоятельного обучения
решения задач по физики в вузе, Воронеж, ВГУ, 1968 г.
8.2.5Физический практикум под редакцией Ивероновой В.И., М, Наука,1968
г.
8.2.6. Беликов Б.С. Решение задач по физики, М, Высшая школа, 1986 г.