Первая страница
Наша команда
Контакты
О нас

    Главная страница


Практикум по физике необходим как основа практической деятельности современного учителя. В связи с этим можно поставить следующие задачи преподавания физики на естественном факультете




Скачать 224.33 Kb.
Дата02.07.2017
Размер224.33 Kb.
ТипПрактикум
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «Томский государственный педагогический университет» (ТГПУ) “ УТВЕРЖДАЮ“ Декан физико-математического факультета _____________Макаренко А.Н. “____”_____________2008г. ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ ЕН.Ф.03 «Физика» для специальности 032300 (050101.65) «Химия» Томск 2008 Цели и задачи дисциплины: Целью изучения физики является формирование научного мышления и создания основы для изучения современного естествознания с целью подготовки учителей химии. Физика является одной из фундаментальных наук в подготовке специалиста. По сравнению с другими составными частями естествознания физика более математизирована. Кроме того, лабораторный практикум по физике необходим как основа практической деятельности современного учителя. В связи с этим можно поставить следующие задачи преподавания физики на естественном факультете: Дать основы физической теории; Продемонстрировать единство законов природы и их своеобразие для различных составных частей естествознания на примере физики Показать общность и различие законов живой и неживой природы Продемонстрировать связь физики с другими составными частями естествознания - химией, биологией, географией и т.п. Развить способности и интерес к самостоятельному мышлению и творческой деятельности. Требования к усвоению освоения содержания дисциплины: Уровень усвоения содержания материала должен соответствовать переходу от физико-технического направления образования советской политехнической школы к общеобразовательной российской школе. При изучении науки должны закладываться основы современного демократического мышления индивидуума. Уровень усвоения материала должен позволять работать в средней школе преподавателем химии, биологии, и естествознания. 3.Объём дисциплины и виды учебной работы Вид учебной работы Всего часов 2 семестр Общая трудоемкость дисциплины 278 278 Аудиторные занятия 126 126 Лекции 54 54 Практические занятия Лабораторные работы 72 72 Самостоятельная работа 152 152 Вид итогового контроля экзамен 4.Содержание дисциплины: 4.1.Разделы дисциплины и виды занятий Раздел дисциплины Лекции Практика Лаборатория Самостоятельная работа Всего Механика. 8 12 24 44 Молекулярная физика 10 12 24 46 Электричество. 10 12 24 46 Магнетизм. 8 12 24 44 Оптика 8 12 24 44 Квантовая физика 10 12 36 58 4.2. Содержание разделов дисциплины МЕХАНИКА Лекционный курс Введение. Основные понятия: материальная точка, система отсчета, радиус-вектор, вектор перемещения, траектория, скорость, ускорение. Зависимость скорости от времени при равнопеременном движении. Частные случаи. Вращательное движение. Связь между линейными и угловыми величинами. Масса. Плотность, как одна из важнейших характеристик вещества. Первый закон Ньютона. Инерциальные системы отсчета. Импульс. Второй закон Ньютона. Силы в природе. Третий закон Ньютона. Принцип относительности Галилея-Ньютона. Закон сохранения импульса. Соударение тел. Работа, мощность. Частные случаи. Потенциальная энергия. Связь между силой и потенциальной энергией. Кинетическая энергия. Закон превращения и сохранения энергии. Превращение механической энергии в теплоту. Момент силы. Момент инерции материальной точки и твердого однородного тела (обруча, цилиндра, стержня). Основное уравнение вращательного движения твердого тела. Момент импульса. Спин. Пружинный, математический и физический маятники. Уравнения их движения. Автоколебания. Колебания в природе. Сложение колебаний одного направления. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний. Затухающие колебания. Вынужденные колебания. Резонанс. Поперечные и продольные волны. Основные понятия: фаза и длина волны, волновое число и волновой вектор, волновая поверхность, фазовая скорость. Интерференция и дифракция волн. Стоячая волна. Звук. Эхо. Слух. Элементы музыкальной акустики. 5.Тематика лабораторных работ Определение объемов тел. Изучение вращательного движения с помощью маятника Обербека. Изучение плоского движения маятника Максвелла. Определение скорости звука методом стоячих волн. Определение скорости полета пули с помощью баллистического маятника. Проверка закона сохранения импульса при соударении шаров. Изучение затухающих колебаний наклонного маятника. Определение модуля сдвига методом крутильных колебаний. Лабораторные работы, выполняемые студентами самостоятельно Точное взвешивание. Определение объемов тел. Исследование прямолинейного движения тел с помощью машины Атвуда. Изучение затухающих колебаний пружинного маятника. МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА Лекционный курс Агрегатные состояния вещества. Параметры состояния Давление, температура. Равновесные и неравновесные состояния и процессы. Уравнение Клапейрона-Менделеева. Законы Бойля-Мариотта, Гей-Люссака, Шарля. Графики равновесных процессов. Энергия идеального газа. Работа термодинамической системы. Количество теплоты. Первое начало термодинамики. Адиабатический процесс. Теплоемкость. Соотношение Майера. Связь теплоемкости с составом молекул газа. Циклы работы различных тепловых машин. Коэффициент полезного действия машины, работающей по циклу Карно. Энтропия. Необратимые процессы. Жизнь как необратимый и неравновесный процесс. Распределение молекул по проекциям скоростей и значениям модуля скорости. Зависимость распределения Максвелла от температуры. Среднеарифметическая, среднеквадратичная и наиболее вероятная скорости молекул. Опыт Штерна. Средняя длина свободного пробега молекулы и средняя частота столкновений. Барометрическая формула. Распределение Больцмана. Статистический смысл энтропии. Второе и третье начала термодинамики со статистической точки зрения. Жидкости. Поверхностное натяжение. Формула Лапласа. Капиллярные явления. Кристаллы. Классификация кристаллов. Дефекты в кристаллах. Жидкие кристаллы. Тематика лабораторных работ 1.Определение коэффициента поверхностного натяжения методом отрыва капель. 2. Определение постоянной Пуассона методом Клемана-Дезорма. Определение коэффициента внутреннего трения и длины свободного пробега молекул. Определение термического коэффициента давления воздуха. Методы измерения температур. Определение числа Авогадро методом наблюдения распределения частиц в поле силы тяжести. Определение длины свободного пробега и эффективного диаметра молекул воздуха. Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости методом измерения поднятия жидкости в капилляре. Определение удельных теплоемкостей жидкостей электрокалориметрами. Лабораторные работы, выполняемые студентами самостоятельно Определение универсальной газовой постоянной. Определение коэффициента вязкости жидкости методом Стокса. Определение коэффициента вязкости жидкости методом Пуазейля. Изучение распределения Максвелла. ЭЛЕКТРИЧЕСТВО Лекционный курс Электрические заряды и поля. Свойства электрического заряда: два вида заряда, дискретность заряда, закон сохранения заряда. Элементарный заряд. Закон Кулона. Напряженность поля точечного заряда. Работа сил поля при перемещении зарядов. Потенциальный характер электрического поля. Потенциал и эквипотенциальные поверхности. Градиент потенциала и напряженность поля. Диполь. Распределение зарядов в проводнике. Эквипотенциальные поверхности проводника. Напряженность поля у поверхности проводника. Проводники во внешнем электрическом поле. Наведенные заряды. Электроемкость. Соединение конденсаторов. Энергия системы неподвижных электрических зарядов. Работа электростатических сил. Движение зарядов в электрическом поле. Электрический ток. Закон Ома. Сторонние силы. Разность потенциалов и напряжение. Правила Кирхгофа. Закон Джоуля-Ленца. Классификация твердых тел (проводники, диэлектрики, полупроводники). Природа тока в металлах. Опыты Мандельштама и Папалекси, Толмена и Ситюарта. Зависимость сопротивления металлов от температуры. Проводимость полупроводников. Собственная и примесная проводимости полупроводников. Зависимость электропроводности полупроводников от температуры и освещенности. МАГНЕТИЗМ Магнитное поле электрического тока. Взаимодействие токов между собой и магнитом. Индукция и напряженность магнитного поля. Закон Био-Саварра-Лапласа. Силы, действующие на электрический ток в магнитном поле. Виток с током в магнитном поле. Действие электрического и магнитного полей на движущейся заряд. Сила Лоренца. Магнитное поле движущегося заряда. Относительный характер электрического и магнитных полей. Работа, совершаемая при перемещении проводника с током в магнитном поле. Магнитный поток. Опыты Фарадея. Закон Фарадея и правило Ленца. Электродвижущая сила индукции. Вихревые токи. Поверхностный эффект. Самоиндукция и взаимоиндукция. Электродвижущая сила самоиндукции. Энергия магнитного поля. Магнетики. Магнитная проницаемость. Магнитомеханические явления. Диа - пара- и ферромагнетики. Работы Столетова. Точка Кюри. Постоянные магниты. Новые магнитные материалы. Электрический колебательный контур. Собственные колебания. Излучение электромагнитных волн. Опыты Герца. Открытие радио Поповым. Работы Маркони. Вихревое электрическое поле. Ток смещения. Переменный ток. Действующее и среднее значения переменного тока. Сопротивление, индуктивность и емкость в цепи переменного тока. Закон Ома для цепей переменного тока. Тематика лабораторных работ Исследование соединения конденсаторов с помощью мостика Соти. Определение э.д.с. источника методом компенсации. Изучение зависимости сопротивления различных материалов от температуры. Снятие вольт-амперной характеристики полупроводникового диода. Изучение характеристик термистеров. Изучение электронного осциллографа. Определение горизонтальной составляющей магнитного поля Земли. Определение точки Кюри ферромагнетика. Изучение петли гистерезиса ферромагнетика. Изучение закона Ома для цепи переменного тока. Лабораторные работы, выполняемые студентами самостоятельно Измерение сопротивления различными омметрами. Определение сопротивления проводников с помощью амперметра и вольтметра. Измерение сопротивления проводника с помощью мости Уитстона. Исследование электростатического поля с помощью ванны. ОПТИКА Лекционный курс Фотометрия. Световой поток, сила света, освещенность, светимость. Законы отражения и преломления света. Полное внутреннее отражение. Прохождение света через призму. Зависимость показателя преломления от длины волны. Спектр. Тонкие линзы. Формула линзы. Оптическая сила линзы. Аберрация оптических систем. Глаз как оптическая система. Оптические приборы: лупа, телескоп, микроскоп, фотоаппарат. Интерференция света. Интенсивность световой волны при наложении двух когерентных волн. Условия максимума и минимума интенсивности света. Способы получения когерентных волн. Интерферометр Майкельсона. Опыт Майкельсона. Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Дифракционная решетка. Поляризация света. Законы Брюстера и Малюса. Двойное лучепреломление. Тепловое излучение. Испускательная и поглощательная способности. Закон Кирхгофа. Испускательная способность абсолютно черного тела. Формула Планка. Законы Стефана-Больцмана и Вина. Квантовая физика Фотоэффект. Теория Бора. Уравнения Эйнштейна. Фотоны. Эффект Комптона. Гипотеза де Бройля. Соотношение неопределенностей Гейзенберга. Получение рентгеновских лучей. Тормозное и характеристическое излучения и их спектры. Поглощение и рассеяние рентгеновских лучей. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Влияние радиации на биологические организмы. Доза излучения. Превращение ядер при радиоактивном распаде. Ядерный реактор. Элементарные частицы. Тематика самостоятельных практических занятий Интерференция света. Дифракция света. Тепловое излучение. Модель атома по Резерфорду и Бору. Формула Бальмера. Тематика лабораторных работ Определение фокусного расстояния тонких линз. Определение показателя преломления с помощью рефрактометра Аббе. Изучение микроскопа. Определение зависимости показателя преломления стекла от длины световой волны. Изучение дифракционной решетки. Изучение интерференции и дифракции с помощью лазера. Определение постоянной Ридберга. Изучение фотоэффекта 6.Учебно-методическое обеспечение дисциплины 6.1. Рекомендуемая литература а) основная литература: Савельев, И.В. Курс физики: Учебник: В 3-х томах. Т.1. Механика. Молекулярная физика И.В. Савельев. - М: Наука, 1987. – 432 с. Савельев, И.В. Курс физики: Учебник: В 3-х томах. Т.2. Электричество и магнетизм. Волны. оптика И.В. Савельев. - М: Наука, 1988. – 496 с. Савельев, И.В. Курс физики: Учебник: В 3-х томах. Т.3. Квантовая оптика. Атомная физика. Физика твердого тела. Физика атомного ядра и элементарных частиц И.В. Савельев. - М: Наука, 1988. – 320 с. Зеличенко, В.М. Лабораторный практикум по физике: учебное пособие: В 3 ч. Ч. 1. Механика. Молекулярная физика. Термодинамика В. М. Зеличенко, В. В. Ларионов, В. И. Шишковский. – Томск: издательство ТГПУ, 2007. –199 с. Зеличенко, В.М. Лабораторный практикум по физике: учебное пособие: В 3 ч. Ч. 2. Электричество и магнетизм В. М. Зеличенко, В. В. Ларионов, В. И. Шишковский. – Томск: издательство ТГПУ, 2007. – 230 с. Зеличенко, В.М. Лабораторный практикум по физике: учебное пособие: В 3 ч. Ч. 3. Оптика. Атомная и ядерная физика В. М. Зеличенко, В. В. Ларионов, В. И. Шишковский. – Томск: издательство ТГПУ, 2007. – 238 с. Зеличенко, В.М. Физика в задачах: учебное пособие для вузов: в 5 ч. Ч. 1. МеханикаВ. М. Зеличенко, В. В. Ларионов, В. И. Шишковский. – Томск: издательство ТГПУ, 2006. – 261 с. Зеличенко, В.М. Физика в задачах: учебное пособие для вузов: в 5 ч. Ч. 2. Молекулярная физика и термодинамикаВ. М. Зеличенко, В. В. Ларионов, В. И. Шишковский. – Томск: издательство ТГПУ, 2006. – 178 с. Зеличенко, В.М. Физика в задачах: учебное пособие для вузов: в 5 ч. Ч. 3. Электростатика. Постоянный токВ. М. Зеличенко, В. В. Ларионов, В. И. Шишковский. – Томск: издательство ТГПУ, 2006. – 210 с. Зеличенко, В.М. Физика в задачах: учебное пособие для вузов: в 5 ч. Ч. 4. Электромагнетизм и переменный токВ. М. Зеличенко, В. В. Ларионов, В. И. Шишковский. – Томск: издательство ТГПУ, 2006. – 297 с. Зеличенко, В.М. Физика в задачах: учебное пособие для вузов: в 5 ч. Ч. 5. Оптика. Атомная и ядерная физикаВ. М. Зеличенко, В. В. Ларионов, В. И. Шишковский. – Томск: издательство ТГПУ, 2006. – 280 с. б) дополнительная литература: Волькенштейн, В.С. Сборник задач по общему курсу физики: учебное пособие для втузовВ. С. Волькенштейн. – 3-е изд., испр. и доп. – СПб.: Книжный мир, 2007. – 327 с. Детлаф, А.А. Курс физики: Учебное пособие для вузовА. А. Детлаф, Б. М. Яворский. – 4-е изд., испр. – М.: Высшая школа, 2002. – 717 с. Иродов, И.Е. Волновые процессы: Основные законы: Учебное пособие для вузовИ. Е. Иродов. – 2-е изд., доп. – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2002. – 263 с. Иродов, И.Е. Задачи по общей физике: учебное пособие для вузовИ. Е. Иродов. – Изд. 11-е, стереотип. – СПб.: Лань, 2006. – 416 с. Иродов, И.Е. Квантовая физика: Основные законы: Учебное пособие для вузовИ. Е. Иродов. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. – 271 с. Иродов, И.Е. Механика: Основные законы: Учебное пособие для вузовИ. Е. Иродов. – 5-е изд., испр. – М.: Физматлит, 2001. – 320 с. Квасников, И.А. Термодинамика и статистическая физика: Учебное пособие для вузов. В 3 т. Т. 1:Теория равновесных систем: ТермодинамикаИ. А. Квасников. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Едиториал УРСС, 2002. – 238 с. Квасников, И.А. Термодинамика и статистическая физика: Учебное пособие для вузов. В 3 т. Т. 2. Теория равновесных систем: Статистическая физика И. А. Квасников. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Едиториал УРСС, 2002. – 429 с. Квасников, И.А. Термодинамика и статистическая физика: Учебное пособие для вузов. В 3 т. Т. 3. Теория неравновесных систем И. А. Квасников. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Едиториал УРСС, 2003. – 447 с. Кикоин, А.К. Молекулярная физика: учебное пособие для физических институтов и факультетовА. К. Кикоин, И. К. Кикоин. – Изд. 3-е, стереотип. – СПб.: Лань, 2007. – 480 с. Кириллова, Елена Николаевна. Физика ядра и элементарных частиц: курс лекцийЕ. Н. Кириллова. – Томск: издательство ТГПУ, 2006. – 263 с. Китаева, Л.П. Общая физика: задачи и их решение: Учебное пособие для вузов. Ч. 1. Механика Л. П. Китаева, А. И. Потекаев. – Томск: Издательство научно-технической литературы, 2003. – 274 с. Козырев, А.В. Курс лекций по физике: учебник для втузовА. В. Козырев. – Томск: издательство ТУСУР, 2007. – 421 с. Лабораторный практикум по общей и экспериментальной физике:учебное пособиеВ. Н. Александров [и др.]; под ред. Е. М. Гершензона, А. Н. Мансурова. – М.: Академия, 2004. – 460 с. Савельев, И.В. Курс общей физики: В 5 кн. Кн. 1. МеханикаИ. В. Савельев. – М.: Астрель, 2004. – 336 с. Савельев, И.В. Курс общей физики: В 5 кн. Кн. 2. Электричество и магнетизмИ. В. Савельев. – М.: Астрель, 2004. – 336 с. Савельев, И.В. Курс общей физики: В 5 кн. Кн. 3. Молекулярная физика и термодинамикаИ. В. Савельев. – М.: Астрель, 2004. – 208 с. Савельев, И.В. Курс общей физики: В 5 кн. Кн. 4. Волны. Оптика И. В. Савельев. – М.: Астрель, 2003. – 256 с. Савельев, И.В. Курс общей физики: В 5 кн. Кн. 5. Квантовая оптика. Атомная физика. Физика твердого тела. Физика атомного ядра и элементарных частицИ. В. Савельев. – М.: Астрель, 2002. – 368 с. Савельев, И.В. Сборник вопросов и задач по общей физике: учебное пособие для втузовИ. В. Савельев. – М.: Апрель, 2001. – 319 с. Сборник вопросов и задач по общей физике: Учебное пособие для вузовН. Г. Птицина [и др.]; Под ред. Е. М. Гершензона. – 2-е изд., испр. – М.: Академия, 2002. – 326 с. Сивухин, Д.В. Общий курс физики: учебное пособие для вузов: в 5 т. Т. 1. МеханикаД. В. Сивухин. – Изд. 4-е, стереотип. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. – 560 с. Сивухин, Д.В. Общий курс физики: учебное пособие для вузов: в 5 т. Т. 2. Термодинамика и молекулярная физикаД. В. Сивухин. – Изд. 5-е, испр. – М.:ФИЗМАТЛИТ, 2005. – 543 с. Сивухин, Д.В. Общий курс физики: учебное пособие для вузов: в 5 т. Т. 3. ЭлектричествоД. В. Сивухин. – Изд. 5-е, стереотип. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2006. – 654 с. Сивухин, Д.В. Общий курс физики: учебное пособие для вузов: в 5 т. Т. 4. ОптикаД. В. Сивухин. – Изд. 3-е, стереотип. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. – 791 с. Сивухин, Д.В. Общий курс физики: учебное пособие для вузов: в 5 т. Т. 5. Атомная и ядерная физикаД. В. Сивухин. – Изд. 3-е, стереотип. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2006. – 782 с. Трофимова, Т.И. Краткий курс физики: учебное пособие для вузовТ. И. Трофимова. – Изд. 5-е., стереотип. – М.: Высшая школа, 2006. – 351 с. Трофимова, Т.И. Курс физики: Учебное пособие для вузовТ. И. Трофимова. – 7-е изд., стереотип. – М.: Высшая школа,2003. – 541 с. Трофимова, Т.И. Курс физики: задачи и решения: учебное пособие для вузовТ. И. Трофимова, А. В. Фирсов. – М.: Академия, 2004. – 590 с. Трофимова, Т.И. Сборник задач по курсу физики с решениями: учебное пособие для вузовТ. И. Трофимова, З. Г. Павлова. – 4-е изд, стериотип. – М.: Высшая школа, 2003. – 589 с. Трофимова, Т.И. Физика 500 основных законов и формул: Справочник для вузовТ. И. Трофимова. 3-е изд., стереотип. – М.: Высшая школа, 2001. – 62 с. Физическая лаборатория. Механика: учебное пособие: В 2 ч. Ч. 1.В. М. Зеличенко [и др.]. – Изд. 2-е. – Томск: издательство ТГПУ, 2003. – 54 с. Физическая лаборатория. Механика: учебное пособие: В 2 ч. Ч. 2.В. М. Зеличенко [и др.]. – Изд. 2-е. – Томск: издательство ТГПУ, 2003. – 61 с. Фриш, С.Э. Курс общей физики (Классическая учебная литература по физике): Учебник: в 3 т. Т.2. Электрические и электромагнитные явления С. Э. Фриш, А. В. Тиморева. – Изд. 10-е, стереотип. – СПб.: Лань, 2006.-518 с. Фриш, С.Э. Курс общей физики (Классическая учебная литература по физике): Учебник: в 3 т. Т. 3. Оптика. Атомная физикаС. Э. Фриш, А. В. Тиморева. – Изд. 8-е, стереотип. – СПб.: Лань, 2006. – 648 с. Фриш, С.Э. Курс общей физики (Классическая учебная литература по физике): Учебник: в 3 т. Т. 1. Физические основы механики. Молекулярная физика. Колебания и волныС. Э. Фриш, А. В. Тиморева. – Изд. 11-е, стереотип. – СПб.: Лань, 2006. – 470 с. 6.2. Средства обеспечения освоения дисциплины. 1) «Контролирующие программы: «Экзаменатор». 2) «Виртуальная лаборатория по общей физике». Мультимедиа-курс. 7. Материально-техническое обеспечение курса. Занятия по курсу «Физика» проходят в специально оборудованных аудиториях. Имеется оборудованная лекционная аудитория, оснащенная учебно-наглядными пособиями, техническими средствами обучения и другим оборудованием, которое используется при проведении лекционных занятий. 8.Методические рекомендации по организации изучения дисциплины: 8.1. Методические рекомендации преподавателю. Целью обучения физике является формирование у студентов предметно – специфического естественнонаучного мышления и образно – категориальных конструктов, описывающих и объясняющих строение материи, простейшие формы её движения и взаимодействия. Физика – одна из основных естественных наук. В процессе обучения она формирует умения и навыки наблюдать, анализировать и моделировать физические явления и тем самым развивает творческое мышление будущих выпускников ТГПУ. Задачи физики – выявить и понять связи между наблюдаемыми величинами, воссоздать по возможности точную картину мира, используя все известные экспериментальные и теоретические факты, основанные на интуиции догадки, которые в дальнейшем будут проверены на опыте. Количественное совпадение теоретических предсказаний с опытом – наиболее убедительная проверка этого понимания. Математические построения сами по себе не имеют отношения к свойствам окружающего мира, это чисто логические конструкции. Они приобретают смысл физических утверждений только тогда, когда применяются к реальным физическим телам. Убедительность в физике достигается получением одного и того же результата из разных исходных предпосылок, при этом иногда приходится вводить, на первый взгляд казалось бы, лишние, логически необязательные аксиомы, каждая из которых может быть сама по себе не обязательно достоверной. Единственное условие состоит в том, чтобы уметь оценивать степень убедительности того или иного предположения и ясно понимать, какие из них требуют дальнейшей проверки. Студента изучающего физику, должны интересовать не только методы решения, а в основном вопрос о том, насколько законны упрощения, которые пришлось сделать, чтобы получить уравнения, с какой точностью и при каких переменных они правильно описывают явления, и, наконец, самый важный вопрос – от каких предположений придется отказаться и как изменится наш взгляд на все другие известные явления, если результат не подтвердится на опыте. К задачам дисциплины относятся также вопросы формирования у студентов естественнонаучной картины мира. Необходимо показать всеобщность физических законов и их справедливость в неживой и живой природе. Заложить основы понимания законов функционирования и развития, свойственные всем уровням организации материи. Показать необходимость системного подхода во всех сферах человеческого общества и природы. Развивать способности, интерес к самостоятельному мышлению и творческой деятельности, а также заложить основы профессиональной подготовки выпускников ТГПУ. При преподавании дисциплины уделять внимание на межпредметные связи между составными частями естествознания: физикой и химией, физикой и биологией. В курсе физики подчеркивать материаловедческий характер исследования свойств веществ. При проведении лабораторных работ уделять внимание привитию навыков работы с приборами, аккуратности получения и обработки результатов. При организации самостоятельной работы прививать студентам правила работы с книгами, получения информации из интернета Изучение данного курса проводится в течение 1 семестров. Изучение курса включает в себя чтение лекций, проведение практических занятий. Рекомендуется применение компьютеров, моделирующих различные физические явления и процессы, изучаемые в данном курсе. 8.2. Методические указания для студентов. Студентам предлагается использовать рекомендованную литературу для более прочного усвоения учебного материала, изложенного в лекциях, а также для изучения материала, запланированного для самостоятельной работы. Студентам необходимо выполнить индивидуальные задания по основным темам курса, оценки за которые учитываются при выставлении оценок на экзамене. Выполнение заданий, вынесенных на самостоятельную работу, проверяются преподавателем в течение семестра, по ним выставляются оценки, которые учитываются при выставлении оценок на экзаменах. Перечень примерных контрольных вопросов для самостоятельной работы Что такое тангенциальное ускорение Что такое нормальное ускорение Разложение полного ускорения на нормалоьную и тангенциальную составляющие при движении тела, брошенного под углом к горизонту. Разложение полного ускорения на составляющие прид движении тела по окружности. Космические ракеты. Биографии Циолковского и Королева, Раушенбаха. Исследования на МКС. Исследование планет Солнечной системы. Получение высоких и низких температур. Методы измерения высоких и низких температур. Получение высоких давлений. Получение вакуума. Поверхностное натяжение. Сегнетоэлектрики. Наблюдение электрических полей. Карты электрических полей. Электрическая теория атома. Теория электропроводности металлов руде. Оптика движущихся сред. Парадоксы теории относительности. Атомные электростанции. Захоронение радиоактивных отходов. Теория Большого взрыва. Примерный перечень вопросов к экзамену. Основные понятия: материальная точка, система отсчета, радиус-вектор, вектор перемещения, траектория, скорость, ускорения Вращательное движение. Связь между линейными и угловыми величинами. Масса. Плотность, как одна из важнейших характеристик вещества. Первый закон Ньютона. Второй закон Ньютона. Масса гравитационная и инерционная. Третий закон Ньютона. Взаимодействие больших и малых тел. Принцип относительности Галилея-Ньютона. Закон сохранения импульса. Соударение тел Работа, мощность. Частные случаи. Потенциальная энергия. Связь между силой и потенциальной энергией. Кинетическая энергия. Закон превращения и сохранения энергии. Превращение механической энергии в теплоту Момент силы. Момент инерции материальной точки и твердого однородного тела (обруча, цилиндра, стержня). Основное уравнение вращательного движения твердого тела. Момент импульса. Спин. Пружинный, математический и физический маятники. Уравнения их движения. Автоколебания. Колебания в природе. Поперечные и продольные волны. Основные понятия: фаза и длина волны, волновое число и волновой вектор, волновая поверхность, фазовая скорость. Интерференция и дифракция волн. Стоячая волна. Звук. Эхо. Слух. Элементы музыкальной акустики Агрегатные состояния вещества. Параметры состояния Давление, температура. Равновесные и неравновесные состояния и процессы. Уравнение Клапейрона-Менделеева. Законы Бойля-Мариотта, Гей-Люссака, Шарля. Графики равновесных процессов. Энергия идеального газа. Работа термодинамической системы. Количество теплоты. Первое начало термодинамики. Адиабатический процесс. Теплоемкость. Соотношение Майера. Связь теплоемкости с составом молекул газа. Циклы работы различных тепловых машин. Коэффициент полезного действия машины, работающей по циклу Карно. Энтропия. Необратимые процессы. Жизнь как необратимый и неравновесный процесс. Распределение молекул по проекциям скоростей и значениям модуля скорости. Зависимость распределения Максвелла от температуры. Среднеарифметическая, среднеквадратичная и наиболее вероятная скорости молекул. Опыт Штерна. Средняя длина свободного пробега молекулы и средняя частота столкновений. Барометрическая формула. Распределение Больцмана Статистический смысл энтропии. Второе и третье начала термодинамики со статистической точки зрения. Жидкости. Поверхностное натяжение. Формула Лапласа. Капиллярные явления Кристаллы. Классификация кристаллов. Дефекты в кристаллах. Жидкие кристаллы Электрические заряды и поля. Свойства электрического заряда: два вида заряда, дискретность заряда, закон сохранения заряда. Элементарный заряд. Закон Кулона. Напряженность поля точечного заряда. Работа сил поля при перемещении зарядов. Потенциальный характер электрического поля. Потенциал и эквипотенциальные поверхности. Градиент потенциала и напряженность поля. Распределение зарядов в проводнике. Эквипотенциальные поверхности проводника. Напряженность поля у поверхности проводника. Проводники во внешнем электрическом поле. Наведенные заряды. Электроемкость. Соединение конденсаторов. Энергия системы неподвижных электрических зарядов. Работа электростатических сил. Движение зарядов в электрическом поле. Электрический ток. Закон Ома. Сторонние силы. Разность потенциалов и напряжение. Правила Кирхгофа. Классификация твердых тел (проводники, диэлектрики, полупроводники). Природа тока в металлах. Опыты Мандельштама и Папалекси, Толмена и Стюарта. Зависимость сопротивления металлов от температуры. Проводимость полупроводников. Собственная и примесная проводимости полупроводников. Зависимость электропроводности полупроводников от температуры и освещенности. Магнитное поле электрического тока. Взаимодействие токов между собой и магнитом. Индукция и напряженность магнитного поля. Закон Био-Саварра-Лапласа. Силы, действующие на электрический ток в магнитном поле. Виток с током в магнитном поле. Действие электрического и магнитного полей на движущейся заряд. Сила Лоренца. Магнитное поле движущегося заряда. Относительный характер электрического и магнитных полей. Работа, совершаемая при перемещении проводника с током в магнитном поле. Магнитный поток. Опыты Фарадея. Закон Фарадея и правило Ленца. Электродвижущая сила индукции. Вихревые токи. Поверхностный эффект. Самоиндукция и взаимоиндукция. Электродвижущая сила самоиндукции. Энергия магнитного поля. Магнетики. Магнитная проницаемость. Магнитомеханические явления. Диа - пара- и ферромагнетики. Работы Столетова. Точка Кюри. Постоянные магниты. Новые магнитные материалы. Электрический колебательный контур. Собственные колебания. Излучение электромагнитных волн. Опыты Герца. Открытие радио Поповым. Работы Маркони. Вихревое электрическое поле. Ток смещения. Переменный ток. Действующее и среднее значения переменного тока. Сопротивление, индуктивность и емкость в цепи переменного тока. Закон Ома для цепей переменного тока. Фотометрия. Световой поток, сила света, освещенность, светимость. Законы отражения и преломления света. Полное внутреннее отражение. Прохождение света через призму. Зависимость показателя преломления от длины волны. Спектр. Тонкие линзы. Формула линзы. Оптическая сила линзы. Аберрация оптических систем. Глаз как оптическая система. Оптические приборы: лупа, телескоп, микроскоп, фотоаппарат Интерференция света. Интенсивность световой волны при наложении двух когерентных волн. Условия максимума и минимума интенсивности света. Способы получения когерентных волн. Интерферометр Майкельсона. Опыт Майкельсона. Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Дифракционная решетка. Поляризация света. Законы Брюстера и Малюса. Двойное лучепреломление Тепловое излучение. Испускательная и поглощательная способности. Закон Кирхгофа. Испускательная способность абсолютно черного тела. Формула Планка. Законы Стефана-Больцмана и Вина. Фотоэффект. Теория Бора. Уравнения Эйнштейна. Фотоны. Эффект Комптона. Гипотеза де Бройля. Соотношение неопределенностей Гейзенберга. Получение рентгеновских лучей. Тормозное и характеристическое излучения и их спектры. Поглощение и рассеяние рентгеновских лучей Радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Влияние радиации на биологические организмы. Доза излучения. ревращение ядер при радиоактивном распаде. Ядерный реактор. Элементарные частицы. Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по специальности032300 (050101.65) «химия». Программу составил: к. ф.-м. наук, доцент каф. общ. физ. ______________. А.А. Гурченок Программа утверждена на заседании кафедры общей физики ТГПУ протокол № ___ от “ “___________________2008 г. Зав. кафедрой _____________В.Г.Тютерев Программа дисциплины одобрена метод. комиссией физико-математического факультета ТГПУ. Председатель методической комиссии физико-математического факультета ____________В.И. Шишковский (подпись) Согласовано: Декан ФМФ ______________ А.Н. Макаренко Декан БХФ ________________ _____________