Курс общей физики

Курс общей физики в МФТИ
А.В. Максимычев, С.В. Виноградов
Методический межпредметный семинар
25 марта 2016 г. 225НК
П.Л.КАПИЦА
КАК СЛЕДУЕТ ИЗУЧАТЬ ФИЗИКУ
https://mipt.ru/education/chair/physics/S_I/method/Sov_PL.pdf
Курс общей физики в МФТИ
Курс общей физики
ПМФ 1-5(6) семестры
Концепции и модели физики
ПМИ 4-6 семестры
1
Механика
2
Термодинамика и молекулярная физика
3
Электричество и магнетизм
4
Оптика
4
Механика
5
Квантовая физика. Атомная физика
5
Термодинамика и электричество
(6) Квантовая макрофизика (твердое тело)
6
Оптика и квантовая механика
IN PROGRESS
Триединая задача общей физики
1) давать конкретные знания фундаментальных физических закономерностей, на которых
можно строить последующее более глубокое изучение специальных физических и инженерных
дисциплин;
2) формировать общую научную культуру и свойственный физикам стиль мышления,
основанный на умении строить максимально простые адекватные модели реальности;
3) учить работать самостоятельно и настолько много, насколько нужно лично Вам для
достижения результата.
Курс общей физики
1
Механика
Производная, интеграл, дифуры с разделяющимися переменными
2
Термодинамика и молекулярная
физика
Теория вероятностей, частные производные
3
Электричество и магнетизм
Векторный анализ, комплексная алгебра
4
Оптика
Преобразование Фурье
5
Квантовая физика. Атомная физика
Комплексные числа
(6) Квантовая макрофизика (твердое
тело)
Механика
(как формируется программа)
https://mipt.ru/education/chair/physics/S_I/course/Prog%201s%202015.pdf
1
Основы кинематики. Уравнения движения и их интегрирование
2
Динамика материальной точки. Законы Ньютона. Работа и энергия
3
Закон сохранения импульса. Реактивное движение.
4
Динамика систем. Упругие и неупругие столкновения.
5
Момент силы. Момент импульса материальной точки.
6
Тяготение. Законы Кеплера. Теорема Гаусса.
7
Вращение твёрдого тела вокруг неподвижной оси.
8
Плоское движение твёрдого тела. Качение.
9
Произвольное движение твёрдого тела. Гироскопы.
10
Гармонические колебания. Затухание. Вынужденные и параметрические
колебания.
11
Гармонические колебания твёрдых тел. Методы вычисления периодов
малых колебаний.
12
Неинерциальные системы отсчёта.
13
Элементы теории упругости. Волны в тонких стержнях.
14
Элементы гидродинамики.
Термодинамика и молекулярная физика
https://mipt.ru/education/chair/physics/S_II/course/Prog_2s_2016.pdf
1
Уравнение состояния. Первое начало термодинамики.
2
Второе начало термодинамики. Термодинамическое определение
энтропии.
3
Изменение энтропии в необратимых процессах. Термодинамика
излучения.
4
Термодинамические функции. Термодинамические тождества.
5
Фазовые превращения. Уравнение Клапейрона–Клаузиуса.
6
Газ Ван-дер-Ваальса. Эффект Джоуля–Томсона.
7
Биномиальное распределение. Распределение Максвелла.
8
Распределения Больцмана и Гиббса. Статистическое определение
энтропии.
9
Теория теплоёмкостей. Флуктуации.
10
Процессы переноса. Длина свободного пробега. Коэффициенты переноса в
газах.
11
Броуновское движение. Явления в разрежённых газах.
12
Поверхностные явления. Зависимость давления пара от кривизны
поверхности жидкости.
Электричество и магнетизм (почему много лекций)
https://mipt.ru/education/chair/physics/S_III/PROG%203s%202015.pdf
1
Электрическое поле. Принцип суперпозиции. Поле диполя. Теорема Гаусса.
2
Потенциал. Проводники в электрическом поле. Метод изображений.
3
Электрическое поле в веществе. Векторы E и D.
4
Энергия электрического поля. Энергетический метод вычисления сил. Токи в
неограниченных средах.
5
Магнитное поле тока. Теорема о циркуляции. Магнитный момент.
6
Магнитное поле в веществе. Векторы B и H.
7
Движение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях. Электромагнитная
индукция. Теорема взаимности.
8
Магнитная энергия. Силы в магнитном поле. Сверхпроводники в магнитном поле.
9
Переходные процессы в электрических цепях. Свободные колебания.
10
Вынужденные колебания. Метод комплексных амплитуд.
11
Модулированные колебания. Спектральный анализ в линейных системах. Параметрические
колебания. Автоколебания.
12
Уравнения Максвелла. Ток смещения. Теорема Пойнтинга.
13
Электромагнитные волны в волноводах. Резонаторы. Плазма.
Оптика
https://mipt.ru/education/chair/physics/S_IV/PROG%204s%202016.pdf
Квантовая физика
https://mipt.ru/upload/medialibrary/291/Программа%205%20сем.pdf
Основы современной физики: квантовая макрофизика
https://mipt.ru/upload/medialibrary/507/Программа%206%20сем%20ФПФЭ%20ФФКЭ%20ФАЛТ.pdf
https://mipt.ru/upload/medialibrary/705/Программа%206%20сем%20ФОПФ.pdf
Школьные стандарты строгости ?
Эксперимент = ½ от аудиторных часов
Меня часто спрашивают: «За что мы сражаемся?». Могу
ответить: «Перестанем сражаться — тогда узнаете.»
У. Черчилль
Механика
1
Основы кинематики. Уравнения движения и их
интегрирование
2
Динамика материальной точки. Законы Ньютона.
Работа и энергия
3
Закон сохранения импульса. Реактивное движение.
4
Динамика систем. Упругие и неупругие
столкновения.
5
Момент силы. Момент импульса материальной
точки.
6
Тяготение. Законы Кеплера. Теорема Гаусса.
7
Вращение твёрдого тела вокруг неподвижной оси.
8
Плоское движение твёрдого тела. Качение.
9
Произвольное движение твёрдого тела. Гироскопы.
10
Гармонические колебания. Затухание.
Вынужденные и параметрические колебания.
11
Гармонические колебания твёрдых тел. Методы
вычисления периодов малых колебаний.
12
Неинерциальные системы отсчёта.
13
Элементы теории упругости. Волны в тонких
стержнях.
14
Элементы гидродинамики.
Колебания струны и стержня
Гироскопы
ЛАБОРАТОРИЯ:
явление, а не симуляция
https://mipt.ru/education/chair/physics/S_II/course/Prog_2s_2016.pdf
1
Уравнение состояния. Первое начало термодинамики.
2
Второе начало термодинамики. Термодинамическое
определение энтропии.
3
Изменение энтропии в необратимых процессах.
Термодинамика излучения.
4
Термодинамические функции. Термодинамические
тождества.
5
Фазовые превращения. Уравнение Клапейрона–Клаузиуса.
6
Газ Ван-дер-Ваальса. Эффект Джоуля–Томсона.
7
Биномиальное распределение. Распределение Максвелла.
8
Распределения Больцмана и Гиббса. Статистическое
определение энтропии.
9
Теория теплоёмкостей. Флуктуации.
10
Процессы переноса. Длина свободного пробега.
Коэффициенты переноса в газах.
11
Броуновское движение. Явления в разрежённых газах.
12
Поверхностные явления. Зависимость давления пара от
кривизны поверхности жидкости.
Вакуум: турбомолекулярная
откачка
Электричество и магнетизм
https://mipt.ru/education/chair/physics/S_III/PROG%203s%202015.pdf
1
Электрическое поле. Принцип суперпозиции. Поле диполя. Теорема
Гаусса.
2
Потенциал. Проводники в электрическом поле. Метод изображений.
3
Электрическое поле в веществе. Векторы E и D.
4
Энергия электрического поля. Энергетический метод вычисления
сил. Токи в неограниченных средах.
5
Магнитное поле тока. Теорема о циркуляции. Магнитный момент.
6
Магнитное поле в веществе. Векторы B и H.
7
Движение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях.
Электромагнитная индукция. Теорема взаимности.
8
Магнитная энергия. Силы в магнитном поле. Сверхпроводники в
магнитном поле.
9
Переходные процессы в электрических цепях. Свободные колебания.
10
Вынужденные колебания. Метод комплексных амплитуд.
11
Модулированные колебания. Спектральный анализ в линейных
системах. Параметрические колебания. Автоколебания.
12
Уравнения Максвелла. Ток смещения. Теорема Пойнтинга.
13
Электромагнитные волны в волноводах. Резонаторы. Плазма.
Резонанс токов и напряжений
Шумы
Оптика
https://mipt.ru/education/chair/physics/S_IV/PROG%204s%202016.pdf
Статистическая оптика: спеклы
Оптическое волокно
Сравнение 1969 8л + 4з + 1кр = 13
2016 8л + 2з + 1кр = 11
Сравнение
50
80
54
Сравнение
72
Проблемы
1.
2.
3.
4.
5.
МГУ: 2/2/12-14
МФТИ: 1/1/8
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Новации
Обратная связь
Тестирование остаточных знаний
Концепции и модели физики
Конкурс вопросов по выбору
Дистанционное образование
Справочник
Видеоролики к лабам
Фокус на молодых
Программа-минимум
Уменьшение часов
Зачетные единицы
Количество лаб
Оптимизация ППС и УВП
Отсутствие навыков самостоятельной
работы
6. Мотивация сомнительна
Для дискуссии
Студент как активный компонент процесса
Нелинейная наука управления
Нетрадиционные методики обучения
Медитативная компонента
Ситуацию мало уметь использовать,
Корпоративная этика
её надо уметь создавать.
Орг мероприятия экзамен
У. Черчилль
СПАСИБО
ЗА
ВНИМАНИЕ