УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОЛЛЕДЖ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ Рабочая программа
реклама
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Государственное образовательное учреждение среднего профессионального образования УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОЛЛЕДЖ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ Рабочая программа Дисциплины ______физика______________________________________ для специальностей (группы специальностей)__2015, 2201, 2004, 2005, ___ ___________________________________________________ ___________________________________________________ (код и наименование специальности) Уфа 2003 ОДОБРЕНА Предметной (цикловой) комиссией естественно научных дисциплин Протокол № 1 5. 09. 2003 г. Председатель: Хакмьянова Г. Г.____________ Составлена в соответствии с Государственными требованиями к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников по специальности Зам. директора по учебно – воспитательной работе Туктарова Л. Р.______________ СОГЛАСОВАНО: Методист Кильдибекова А. Г. Автор: Хакимьянова Г. Г. Рецензент: Туктаров Р. Ф., старший научный сотрудник института физики молекул и кристаллов РАН Надеждина А. Ф., зав. отделением «Сети связи» УГКР. Рецензия. на рабочую программу «Физика», разработанную преподавателем государственного колледжа радиоэлектроники Хакимьяновой Г. Г. Уфимского Программа данной дисциплины составлена в полном соответствии с программой «Физика» для специальностей среднего профессионального образования, рекомендованной научно – методическим центром среднего профессионального образования Министерства образования России, М. 1997. В тематическом плане указана последовательность изучения разделов программы, приведено распределение учебных часов по разделам и темам. Содержание программы полностью соответствует государственным требованиям к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников вышеуказанного учебного заведения. Рецензент Зав. отделением «Сети связи» УГКР Надеждина А. Ф. Рецензия. на рабочую программу «Физика», разработанную преподавателем государственного колледжа радиоэлектроники Хакимьяновой Г. Г. Уфимского Программа данной дисциплины содержит пояснительную записку, тематический план, содержание дисциплины, перечень рекомендуемой литературы. В пояснительной записке указана цель изучения дисциплины, методы обучения. В тематическом плане указана последовательность изучения тем программы, приведено распределение учебных часов по темам. Дисциплина состоит из 7 разделов. Программа рассчитана на 156 часов. Из них 40 часов отводятся на проведение лабораторных работ. Содержание программы полностью соответствует государственным требованиям к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников вышеуказанного учебного заведения. Рецензент Старший научный сотрудник института физики молекул и кристаллов РАН Туктаров Р. Ф. Содержание. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Пояснительная записка. 3ּ Тематический план. 4ּ Содержание дисциплины. 7ּ ּ Перечень лабораторных работ. 22 ּ Перечень самостоятельных работ. 23 ּ Аудио – визуальные средства обучения. 24 ּ Региональный компонент. 25 ּ Профессиональная направленность. ּ 26 ּ Литература. 27 Пояснительная записка Физика - общая наука о природе, дающая диалектно- материалистическое понимание окружающего мира. Человек, получивший среднее профессиональное образование, должен знать основы современной физики, которая имеет не только важное общеобразовательное, мировоззренческое, но и прикладное значение. Предлагаемая программа по физике с основами астрономии, составленная в соответствии с требованиями базисной школьной программы X и XI классов, даёт представление о релятивистской квантовой теории, т. е. позволяет изучать теоретический материал на современном уровне. Введение отдельных вопросов из раздела «Механика» объясняется тем, что они широко используются во всех последующих разделах курса, как при объяснении нового материала, так и при решении задач. В процессе преподавания физики особая роль отводится опытам и лабораторным работам, на которых студенты получают навыки работы с измерительными приборами, а также производят математическую обработку результатов эксперимента и погрешностей измерений. В программе приведён примерный перечень лабораторных работ. В настоящее время в средней профессиональной школе большое внимание уделяют профильной и уровневой дифференциации образования, исходя из конечных целей обучения по конкретной специальности. С учётом этих аспектов в данной программе предложен трёхуровневый подход к изучению курса физики, который нашёл отражение как в содержании программы, так и в требованиях к результатам обучения. Программа состоит из трёх частей. В первую часть (основную) включены вопросы первого, обязательного для всех студентов общеобразовательного уровня образования. Во второй части, соответствующей второму (прикладному) уровню обучения, содержится материал, отмеченный одной звёздочкой, изучаемых в техникумах механикотехнологического, эксплуатационного, транспортного, и других профилей. В третьей части, соответствующей физико-математическому (третьему) уровню обучения, содержится материал, отмеченный двумя звёздочками, изучаемых в техникумах с повышенной математической подготовкой. О требованиях к результатам обучения более подробно будет сказано во втором разделе программы. Успешная реализация предлагаемой программы возможна при условии использования современных активных методов обучения, включая лекционно-семинарские. Для текущего контроля знаний и закрепления пройденного материала, кроме обязательных контрольных работ, рекомендуется проводить письменные самостоятельные работы, тестирования, коллоквиумы, зачёты и т. п. В тематическом плане раскрыты последовательность изучения разделов и указано количество часов па их изучение. Преподаватели имеют право вносить изменения: переставлять темы, увеличивать или уменьшать количество часов на изучение отдельных разделов и тем. Однако, во всех случаях важно сохранить общеобразовательную и профильную задачу курса физики. Тематический план Наименование разделов и тем Максимальная учебная нагрузка студента, час 1 Введение Раздел 1. Механика. Раздел 2. Молекулярная физика и термодинамика. 2,1 Основы молекулярно – кинетической теории. 2,2 Основы термодинамики. 2,3 Агрегатное состояние веществ и фазовые переходы. Раздел 3. Основы электродинамики. 3,1 Электрическое поле. 3,2 Законы постоянного тока. 3,3 Электрический ток в различных средах. 3,4 Магнитное поле. 3,5 Электромагнитная индукция. Раздел 4. Колебание и волны. 4,1 Механические колебания и волны. 4,2 Электромагнитные колебания и волны. 4,3 Волновая оптика. Раздел 5. Элементы теории относительности. Квантовая физика. 5,1 Квантовая оптика. 5,2 Физика атома и атомного ядра 5,3 Термоядерный синтез. Эволюция звезд. Раздел 6. Обобщающие сведения по физике и астрономии. 6,1 6,2 Строение и развитие Вселенной. Современная научная картина мира. 6,3 Физика и научно – технический прогресс. Раздел 7. Применение законов физики. 7,1 Использование основных положений и законов физики применительно к будущей специальности. Всего по дисциплине: 204 Количество аудиторных часов всего В том Самост. числе работа лабор. студента работ 2 3 4 2 11 9 8 6 2 12 6 14 22 16 8 6 8 8 2 9 4 10 18 4 4 8 8 4 8 12 2 2 2 2 2 2 2 1 156 40 48 1 1 Разделы и темы 1 2 Введение 2 Итого 2 Раздел 1. Механика с элементами теории относительности 1.1 Кинематика 1.2 Динамика 1.3 Законы сохранения в механике Итого Раздел 2. Молекулярная физика и термодинамика 2.1 Основы молекулярно8 кинетической теории 2.2 Основы 4 термодинамики 2.3 Агрегатные состояния 12 вещества Итого 24 Раздел 3. Основы электродинамики 3.1 Электрическое поле 12 3.2 Законы постоянного 20 тока 3.3 Электрический ток в 16 различных средах 3.4 Магнитное поле 8 3.5 Электромагнитная 4 индукция Итого 60 Раздел 4. Колебания и волны 4.1 Механические 6 колебания и волны 4.2 Электромагнитные 10 колебания и волны 4.3 Волновая оптика 18 Итого 34 Раздел 5. Квантовая физика 5.1 Квантовая оптика 4 5.2 Физика атома и 10 атомного ядра 5.3 Термоядерный синтез. 4 Эволюция звезд. Итого 18 Раздел 6. Обобщающие сведения по физике и астрономии 6.1 Строение и развитие 2 Вселенной 6.2 Современная научная 2 картина мира 6.3 Физика и научно2 технический прогресс Количество часов всего на лабораторные работы 3 2 2 2 6 8 8 2 10 4 4 8 16 2 2 4 Итого 6 Раздел 7. Применение законов физики 7.1 Использование 2 основных положений и законов физики применительно к будущей специальности студентов Итого 2 Всего по предмету 156 40 Содержание дисциплины Введение Физика – наука о природе. Физика и техника. Физика и астрономия. Понятия о физической картине мира. Небесная сфера и ее элементы. Небесные координаты. Условия наблюдения небесных светил. Строение солнечной системы. Законы движения планет (законы Кеплера). Определение расстояния до небесных тел с помощью угловых измерений. Студент должен: знать: - строение солнечной системы уметь: - находить на небе планеты, а также наиболее яркие звезды и созвездия, видимые в данной местности; - использовать подвижную карту для определения местоположения астрономических объектов. Самостоятельная работа студентов: - подготовка рефератов, докладов. Лабораторная работа №1. Изучение звездного неба с помощью подвижной карты. Раздел 1. МЕХАНИКА Тема 1.1 Кинематика Механическое движение. Относительность движения. Система отсчета. Элементы кинематики материальной точки. Преобразование координат Галилея. Механический принцип относительности. Классический закон сложения скоростей. Вращательное движение и его кинематические параметры. (**-третий уровень обучения). Связь между угловой и линейной скоростью. Студент должен: знать: - основные понятия кинематики; механическое движение, скорости и ускорения, системы отчета, принцип относительности, постулаты Эйнштейна; - объяснение различия классического и релятивистского законов сложения скоростей. уметь: - решать задачи с использованием формул для равномерного и равноускоренного движений, на вращательное движение. Самостоятельная работа студентов: - решение задач, - решение качественных задач, - решение экспериментальных задач - составление экспериментальных задач, - составление структурных таблиц. Тема 1.2 Динамика. Основная задача динамики. Сила. Масса. Законы Ньютона. Понятие релятивистской массы (зависимость массы от скорости). Основной закон релятивистской динамики материальной точки. Закон всемирного тяготения. Гравитационное поле. Сила тяжести. Вес и невесомость. Студент должен: знать: - основную задачу динамики, понятия массы, силы, законы Ньютона, их проявление и применение; - закон всемирного тяготения. уметь: - решать задачи на применение законов Ньютона, закон всемирного тяготения, с использованием закона зависимости тела от скорости. Самостоятельная работа студентов: - решение задач, - решение качественных задач, - решение экспериментальных задач - составление экспериментальных задач, - составление отчетов по лабораторным работам, - составление структурных таблиц. Тема 1.3 Законы сохранения в механике. Импульс тела. Закон сохранения импульса в классической и релятивисткой механике. Реактивное движение. Работа. Мощность. Механическая энергия и ее виды. Закон сохранения энергии. Студент должен: знать: - понятия импульса тела, энергии, работы, законы сохранения. уметь: - решать задачи на применение закона сохранения импульса и механической энергии в классической механике. Самостоятельная работа студентов: - решение задач, - работа со справочниками, - ответы на контрольные вопросы, - тестирование, - решение экспериментальных задач. Раздел 2. МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА Тема 2.1 Основы молекулярно – кинетической теории. Основные положения молекулярно – кинетической теории и их опытные обоснования. Силы и энергия межмолекулярного взаимодействия. Скорости движения молекул и их измерение. Опыт Штерна. Распределение молекул – скоростям. Массы и размеры молекул. Постоянная Авогадро. Идеальный газ. Давление газа. Понятие вакуума. Межзвездный газ. Основное уравнение молекулярно – кинетической теории идеального газа. Температура - мера средней кинетической энергии хаотического движения молекул. Уравнение Клапейрона – Менделеева. Изопроцессы и их графики. Термодинамическая шкала температур. Абсолютный нуль. Студент должен: знать: - основные понятия и количественные соотношения между величинами, определяющими состояние идеального газа; - энергетический аспект молекулярной физики идеального газа; - графическое изображение изопроцессов, законы и формулы. уметь: - использовать знания в решении физических задач; - разбираться в физических закономерностях; - читать и строить графики зависимости между основными параметрами состояния газа. Самостоятельная работа студентов: - решение задач, - решение качественных задач, - решение экспериментальных задач - составление экспериментальных задач, - составление отчетов по лабораторным работам, - составление структурных таблиц. Лабораторная работа №2. Проверка объединенного газового закона. Тема 2.2 Основы термодинамики. Изменение внутренней энергии газа в процессе теплообмена и совершаемой работы. Первое начало термодинамики. Работа газа при изобарном изменении его объема. Физический смысл молярной газовой постоянной. Адиабатный процесс. Применение первого начала термодинамики к изопроцессам. Необратимость тепловых процессов. Понятие о втором начале термодинамики. Принцип действия тепловой машины. Понятие о цикле Карно. КПД теплового двигателя. Холодильные установки роль тепловых двигателей в народном хозяйстве и охрана природы. Студент должен: знать: - основные понятия этой темы (температура, тепловое равновесие, внутренняя энергия и др.) закон сохранения и превращения энергии в тепловых процессах; - работу тепловых двигателей и их применение, методы профилактики и борьбы с загрязнением окружающей среды. уметь: - решать задачи на расчет работы газа в изобарном процессе, КПД тепловых двигателей. Тема 2.3 Агрегатное состояние веществ и фазовые переходы. Понятие фазы вещества. Насыщенный пар и его свойства. Взаимодействие атмосферы и гидросферы. Влажность воздуха. Точка росы. Приборы для определения влажности воздуха. Кипение. Зависимость температуры кипения от давления. Критическое состояние вещества. Понятие об атмосферах планет. Сжижение газов и использование полученных жидкостей в технике. Характеристика жидкого состояния вещества. Ближний порядок. Поверхностное натяжение. Смачивание. Капиллярные явления в природе, быту и технике. Внутреннее трение в жидкости, вязкость. Кристаллическое состояние вещества. Дальний порядок. Типы связей в кристаллах, виды кристаллических структур. Механические свойства твердых тел и жидкостей. Плавление и кристаллизация. Изменение объема и плотности вещества при их сближении с Солнцем. Случаи равновесия твердой, жидкой и газообразной фаз. Диаграмма равновесных состояний и фазовых переходов. Тройная точка. Растворы и сплавы. Метеориты. Студент должен: знать: - понятия (насыщенные и ненасыщенные пары; влажность воздуха, поверхностное натяжение, смачивание, анизотропия монокристаллов, кристаллические тела; упругие и пластические деформации); - использование кристаллов и других материалов в технике. уметь: - пользоваться психрометром, определять экспериментально модуль упругости материала; - решать задачи на влажность воздуха. Самостоятельная работа студентов: - решение задач, - решение качественных задач, - составление экспериментальных задач, - анализ физического явления, - самостоятельная работа с учебником, составить план, тезисы, конспект, сделать выписки из текста, - составление структурных таблиц, - составление отчетов по лабораторным работам. Лабораторная работа №3 Определение влажности воздуха. Лабораторная работа №4. Определение коэффициента поверхностного натяжения воды. Лабораторная работа №5. Определение модуля Юнга резины. Раздел 3. ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ Тема 3.1 Электрическое поле. Понятие об электромагнитном поле и его частных проявлениях. Материальность электромагнитного поля. Явление электризации тел. Электрический заряд. Закон сохранения электрического заряда. Взаимодействие точечных зарядов. Закон Кулона. Электрическая постоянная. Электрическое поле и его напряженность. Принцип суперпозиции полей точечных зарядов. Графическое изображение полей точечных зарядов. Однородное электрическое поле. Опыт Иоффе – Милликена. Работа по перемещению заряда, совершаемая силами электрического поля. Потенциал и разность потенциалов. Поверхность равного потенциала. Связь между напряженностью и разностью потенциалов. Проводники и диэлектрики в электрическом поле. Диэлектрическая проницаемость среды. Поляризация диэлектриков. Электростатическая защита. Электроемкость. Конденсаторы и их соединение. Энергия электрического поля заряженного конденсатора. Студент должен: знать: - понятие электромагнитного поля и его частные проявления – электрического и магнитного полей; - объяснять свойства электрического поля, потенциальный характер электрического поля, физический смысл и определение напряженности, потенциала, напряжения и емкости; - электрические свойства проводников и диэлектриков; графическое изображение электрического поля заряженных тел, поверхности равного потенциала. уметь: - решать задачи на движение и равновесие заряженных частиц в электрическом поле; - на расчет напряженности, напряжения, работы электрического поля, электроемкости, энергии электрического поля. Самостоятельная работа студентов: - решение задач, - решение качественных задач, - решение экспериментальных задач - составление экспериментальных задач, - составление отчетов по лабораторным работам, - составление структурных таблиц, Тема 3.2 Законы постоянного тока. Физические основы проводимости металлов. Постоянный электрический ток, его характеристики. Условия, необходимые для возникновения тока. Электродвижущая сила. Закон Ома для участка цепи. Сопротивление как электрическая характеристика резисторов. Зависимость сопротивления резистора от температуры. Понятие о сверхпроводимости. Последовательное и параллельное соединение резисторов и источников тока. Правило Кирхгофа. Делитель напряжения (потенциометр). ''Мостик Уитсона''. Работа и мощность постоянного тока. Условие получения максимальной мощности во внешней цепи. Закон Джоуля – Ленца. Студент должен: знать: - условия, необходимые для существования тока, объяснять физический смысл ЭДС, график зависимости сопротивления от температуры и возникновение сверхпроводимости, принцип работы приборов, использующих тепловое действие тока. уметь: - решать задачи на использование формул силы и плотности тока, на закон Ома для участка цепи и для всей цепи, на определение эквивалентного сопротивления для различных способов соединения. Самостоятельная работа студентов: - решение задач, - решение качественных задач, - решение экспериментальных задач - составление экспериментальных задач, - составление отчетов по лабораторным работам, - составление структурных таблиц. Лабораторная работа №6. Определение ЭДС и внутреннего сопротивления источников электрической энергии. Лабораторная работа №7. Определение удельного сопротивления проводника. Лабораторная работа №8. Последовательное и параллельное соединение проводников. Лабораторная работа №9. Исследование зависимости мощности, потребляемой лампой накаливания, от напряжения на ее зажимах. Тема 3.3 Электрический ток в различных средах. Основные положения электронной теории проводимости материалов. Законы Ома и Джоуля – Ленца с точки зрения электронной теории. Недостатки классической электронной теории. Контактная разность потенциалов и работа выхода. Термоэлектричество и его применение – явление Зибека. Явление Пельтье. Электрический ток в электролитах. Электролиз. Законы электролиза. Определение величины элементарного заряда. Применение электролиза в технике. Превращение внутренней энергии в электрическую при химических реакциях в источниках тока. Аккумуляторы, их применение. Электрический ток в газах. Несамостоятельный и самостоятельный разряды. Понятие о плазме. МГД – генератор. Электрический ток в вакууме. Термоэлектронная эмиссия. Электронные пучки и их свойства. Электроннолучевая трубка. Электрический ток в полупроводниках. Электропроводность полупроводников и ее зависимость от температуры и освещенности. Собственная и примесная проводимость полупроводников. Электронно – дырочный переход. Полупроводниковый диод. Транзистор. Применение полупроводниковых приборов. Студент должен: знать: - основные понятия электронной проводимости металлов, объяснять физическую сущность термоэлектронной эмиссии, возникновение контактной разности потенциалов, природу тока в электролитах, газах, вакууме, металлах и в полупроводниках; - использование электролиза в технике. уметь: - объяснять явления природы, используя полученные знания и решать задачи в общем виде и производить вычисления в СИ. Самостоятельная работа студентов: - решение задач, - решение качественных задач, - решение экспериментальных задач - составление экспериментальных задач, - составление отчетов по лабораторным работам, - составление структурных таблиц. - подготовка докладов и рефератов Лабораторная работа № 10 Изучение электрических свойств полупроводников. Тема 3.4 Магнитное поле. Открытие магнитного поля. Постоянные магниты и магнитное поле Земли. Магнитная индукция. Вихревой характер магнитного поля. Магнитная постоянная. Магнитная проницаемость среды. Напряженность магнитного поля. Связь индукции и напряженности магнитного поля. Графическое изображение магнитных полей. Магнитные поля прямолинейного проводника с током, кругового тока и соленоида. Взаимодействие токов. Действие магнитного поля на проводник с током. Закон Ампера. Магнитный поток. Работа по перемещению проводника в магнитном поле. Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца. Движение заряженной частицы в магнитных и электрических полях. Определение удельного заряда. Магнитосфера Земли и ее взаимодействие с солнечным ветром. Радиационные пояса Земли. Магнитное свойства вещества. Кривая намагничивания. Магнитная запись информации. Студент должен: знать: - свойства магнитного поля; - объяснять физический смысл магнитной индукции, строение магнитосферы Земли и ее взаимодействие с ''солнечным ветром''; - действие магнитного поля на рамку с током; - классификацию веществ по их магнитным свойствам; физическую природу ферромагнетизма; графическое изображение магнитного поля прямого тока, кругового тока, соленоида, постоянного магнита. уметь: - определять магнитное поле соленоида, направление линий магнитной индукции, направление силы, действующей на проводник с током; - решать задачи на расчет силы Ампера, магнитной индукции, магнитного потока, силы Лоренца, работы при перемещении проводника с током в магнитном поле. Самостоятельная работа студентов: - решение задач, - решение качественных задач, - решение экспериментальных задач - составление экспериментальных задач, - составление отчетов по лабораторным работам, - составление структурных таблиц. - Тема 3.5 Электромагнитная индукция. Электромагнитная индукция. Опыт Фарадея. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца. Понятие об электромагнитной теории Максвелла. Вихревое электрическое поле. Относительный характер электрических и магнитных полей. Вихревые токи. Роль магнитных полей и явления, происходящие на Солнце. Солнечная активность. Самоиндукция. Индуктивность. ЭДС самоиндукции. Энергия магнитного поля. Студент должен: знать: - основные положения Максвелла, объяснять физический смысл индуктивности; - возникновение ЭДС индукции при движении проводника в магнитном поле; - относительный характер электрического и магнитного полей; - физическую сущность солнечной активности; - действие вихревых токов. уметь: - определять направление индуктивного тока, используя правило Ленца; - решать задачи на закон электромагнитной индукции; - на расчет ЭДС самоиндукции, энергии магнитного поля. Самостоятельная работа студентов: - решение задач, - решение качественных задач, - решение экспериментальных задач - составление экспериментальных задач, - составление отчетов по лабораторным работам, - составление структурных таблиц, - ответы на контрольные вопросы, - составление кроссвордов, - тестирование. Раздел 4 КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ. Тема 4.1 Механические колебания и волны. Колебательное движение. Гармонические колебания и их характеристики. Уравнение гармонического колебания. Превращение энергии при колебательном движении. Метод векторных диаграмм. Скорость и ускорение колеблющейся точки. Гармонический осциллятор и его управление. Биение. Свободные, затухающие и вынужденные колебания. Механический резонанс, его учет в технике. Распространение колебаний в упругой среде. Волны и их характеристики. Уравнение плоской волны: ее характеристики. График. Интерференция и дифракция волн. Студент должен: знать: - условия возникновения свободных колебаний, сущность гармонических колебаний, принцип получения любых автоколебательных процессов, основные понятия и формулы колебательного процесса. уметь: - решать задачи на формулы колебаний, читать и строить графики зависимости x(t), v(t); - конспектировать рассказ или лекцию преподавателя. Самостоятельная работа студентов: - решение задач, - решение качественных задач, - решение экспериментальных задач - составление экспериментальных задач, - составление отчетов по лабораторным работам, - составление структурных таблиц. Лабораторная работа №11. Определение ускорения свободного падения при помощи математического маятника. Лабораторная работа № 12. Изучение колебательного процесса. Тема 4.2 Электромагнитные колебания и волны. Свободные электромагнитные колебания в контуре. Превращение энергии в колебательном контуре. Собственная частота колебаний в контуре. Затухание электрических колебаний. Автоколебания. Генератор незатухающих колебаний (на транзисторе). Токи высокой частоты и их применение. Вынужденные электрические колебания. Переменный ток и его получение. Действующее значение тока и напряжения. Индуктивность и емкость в цепи переменного тока. Активное, емкостное и индуктивное сопротивления. Электрический резонанс. Векторные диаграммы. Последовательное соединение проводников всех видов. Закон Ома для участка цепи переменного тока. Мощность переменного тока. Преобразование переменного тока. Трансформатор. Передача и распределение электроэнергии. Электромагнитное поле и его распространение в виде электромагнитных волн (по Максвеллу). Открытый колебательный контур - как источник электромагнитных волн. Свойства электромагнитных волн. Энергия электромагнитного поля (волны). Физические основы радиосвязи. Принцип радиолокации и телевидения. Космические радиоизлучения. Студент должен: знать: - понятия фазы колебаний, объяснение схемы закрытого колебательного контура и основные энергетические процессы, происходящие в нем; - принцип действия генератора незатухающих колебаний (на транзисторе), получение переменного тока с помощью индукционного генератора, принцип действия трансформатора, области его применения, действие токов высокой частоты; перспективы развития энергетики в России; - принцип радиотелефонной связи. уметь: - анализировать уравнение гармонического колебания; решать задачи по формуле Томсона, на формулы переменного тока, на определение скорости электромагнитных волн, собирать детекторный и простейший радиоприемник. Самостоятельная работа студентов: - решение задач, - решение качественных задач, - решение экспериментальных задач - составление экспериментальных задач, - составление отчетов по лабораторным работам, - составление структурных таблиц. Лабораторная работа №13. Устройство и работа трансформатора. Лабораторная работа №14. Сборка и настройка простейшего радиоприемника. Тема 4.3 Волновая оптика. Электромагнитная природа света. Скорость света. Зависимость между длиной и частотой электромагнитных колебаний. Световой поток и освещенность. Звезды – основный источник света во Вселенной. Видимые визуальные величины. Звезда как точечный источник света. Законы освещенности. Абсолютные звездные величины. Светимость звезд. Принцип Гюйгенса. Закон отражения и преломления света. Физический смысл показателя преломления. Полное отражение света. Когерентность и монохроматичность. Интерференция света, ее проявления в природе и применение в технике. Дифракция света. Дифракция параллельных лучей на щели и дифракционные решетки. Дифракционный спектр. Понятие о голографии. Понятие о поляризации. Поляроиды, их применение в науке и технике. Дисперсия света. Разложение белого света призмой. Цвета тел. Виды спектров. Спектральный анализ. Фраунгоферовы линии в спектрах Солнца и звезд. Смещение спектральных линий при движении источника света по лучу зрения относительно наблюдателя Эффект Доплера – Физо. Электромагнитное излучение в различных диапазонах волн: радиоволны, инфракрасное, видимое, ультрафиолетовое и рентгеновское излучения. Свойства и применение этих излучений. Понятие о парниковом эффекте. Студент должен: знать: - понятия когерентность и монохроматичность волн, объяснять волновую природу света, физическую сущность явлений интерференции, дифракции, поляризации и дисперсии света, действие дифракционной решетки, происхождение спектров испускания и поглощения, происхождение радуги, разложение света на отдельные цвета в тонкой пленке, устройство приборов по получению спектров, сущность парникового эффекта, действие различного вида электромагнитного излучения. уметь: - решать задачи на определение показателя преломления среды, законы геометрической оптики, на применение эффекта Доплера, анализировать состав спектра электромагнитных излучений, определять длину световой волны с помощью дифракционной решетки и показателя преломления стекла. Самостоятельная работа студентов: - решение задач, - решение качественных задач, - решение экспериментальных задач - составление экспериментальных задач, - составление отчетов по лабораторным работам, - составление структурных таблиц, - подготовка к выступлению на конференции, - работа со справочниками. Лабораторная работа №15. Определение показателя преломления стекла. Лабораторная работа №16. Наблюдение интерференции, дифракции и поляризации света. Лабораторная работа №17. Измерение длинны световой волны с помощью дифракционной решетки. Лабораторная работа № 18. Наблюдение спектров испускания и поглощения. Раздел 5 КВАНТОВАЯ ФИЗИКА. Элементы теории относительности. Скорость света и методы ее определения. Экспериментальные основы специальной теории относительности. Постулаты Эйнштейна. Преобразования Лоренца (второй уровень обучения). Относительность одновременности событий. Относительность понятия длины и промежутка времени. Релятивистский закон сложения скоростей (без вывода). Принцип соответствия. Закон взаимосвязи массы и энергии. Релятивистское выражение для кинетической энергии. Соотношение между полностью энергий и импульсом частицы. Тема 5.1 Квантовая оптика. Тепловое излучение. Черное тело. Закон Кирхгофа. Распределение энергии в спектре излучения, Ультрафиолетовая катастрофа. Квантовая гипотеза Планка. Квантовая природа света. Энергия и импульс фотонов. Закон Стефана – Больцмана и Вина. Спектральные классы звезд. Внешний фотоэлектрический эффект. Опыт А.Г. Столетова. Закон внешнего фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Внутренний фотоэффект, его особенности. Применение фотоэффекта в технике. Понятие об эффекте Комптона. Давление света. Опыт Лебедева П.Н. Химическое действие света, его применение в фотографии и некоторых технологических процессах. Понятие о корпускулярно – волновой природе света. Студент должен: знать: - механизм теплового излучения, график зависимости энергии в спектре излучений; - объяснять квантовую природу света; - законы фотоэффекта, эффекта Комптона, давление света, внутренний фотоэффект на основе квантовых представлений; - сущность корпускулярно – волнового дуализма, фотона, устройство фотоэлементов и фоторезисторов; - особенности химического и биологического действия света. уметь: - решать задачи на фотоэффект, давления света, пользоваться учебной, справочной, дополнительной литературой. Самостоятельная работа студентов: - решение задач, - решение качественных задач, - решение экспериментальных задач - составление экспериментальных задач, - составление отчетов по лабораторным работам, - составление структурных таблиц, - решение вариативных задач и упражнений по образцу, - подготовка к деловым играм. Тема 5.2 Физика атома и атомного ядра. Модель атома Резерфорда. Постулаты Бора. Уровни энергии в атоме. Излучение и поглощение энергии атомом. Происхождение спектров испускания и поглощения на основе теории Бора. Объяснение образования фраунгоферовых линий в спектрах Солнца и звезд. Принцип действия и области применения квантовых генераторов. Экспериментальные методы регистрации заряженных частиц. Естественная радиоактивность и ее виды. Закон радиоактивного распада. Биологическое действие радиоактивных излучений. Состав атомных ядер. Открытие позитрона и нейтрона, ветровые силы. Дефект массы. Энергия связи атомных ядер. Виды космического излучения. Поглощение космического излучения в земной атмосфере. Общие сведения об элементарных частицах. Волновые свойства частиц. Понятие о классификации элементарных частиц и их взаимодействиях. Античастицы. Взаимное превращение вещества и поля. Деление тяжелых ядер, цепная реакция деления. Управляемая цепная реакция. Ядерные реакторы. Получение радиоактивных изотопов и их применение в медицине, промышленности и сельском хозяйстве. Перспективы развития ядерной энергетики в России. Студент должен: знать: - постулаты Бора, объяснение сущности опытов Резерфорда – Бора, уровни энергии в атоме, происхождение спектров на основе теории Бора, происхождение фраунгоферовых линий в спектрах Солнца и звезд, область применения квантовых генераторов, объяснение сущности радиоактивности, состав атомного ядра, механические деления тяжелых атомных ядер. уметь: - анализировать общие сведения об элементарных частицах, решать задачи на определение дефекта массы и энергии связи атомных ядер; - выдвигать и проверять гипотезу. Самостоятельная работа студентов: - решение задач, - решение качественных задач, - решение экспериментальных задач - составление экспериментальных задач, - составление отчетов по лабораторным работам, - составление структурных таблиц, - составление плана ответа на специально подготовленные вопросы, тезисов ответа. - подготовка к выступлению на конференции. Лабораторная работа №19. Изучение треков заряженных частиц по готовым фотографиям. Тема 5.3 Термоядерный синтез. Эволюция звезд. Термоядерный синтез и условия его осуществления. Баланс энергии при термоядерных реакциях. Проблема термоядерной энергетики. Строение звезд. Ядра звезд, как естественный термоядерный реактор. Происхождение химических элементов. Основные этапы эволюции звезд. Диалектическое развитие материального мира. Студент должен: знать: - строение звезд и процессы, происходящие в их недрах, происхождение химических элементов, этапы эволюции звезд. уметь: - пользоваться учебной, справочной, дополнительной литературой. Самостоятельная работа студентов: - решение задач, - составление отчетов по лабораторным работам, - составление структурных таблиц, - подготовка рефератов и докладов, анализ физического явления, работа со справочниками. Лабораторная работа № 20 Наблюдение солнечных пятен, поверхности Луны с помощью телескопа. Раздел 6 ОБОБЩАЮЩИЕ СВЕДЕНИЯ ПО ФИЗИКЕ И АСРОНОМИИ. Тема 6.1 Строение и развитие Вселенной. Наша звездная система – Галактика. Другие галактики. Пространственное распределение галактик. Закон Хаббла Квазары. Понятие о космологии. Взаимные превращения частиц и квантов, электромагнитного излучения на ранних стадиях развития Вселенной. Космологические эры. Реликтовые излучения. Студент должен: знать: - состав и размеры Галактики, примерные расстояния до ближайшей галактик. уметь: - вычислять расстояние до галактик на основе Хаббла. Самостоятельная работа студентов: - составление экспериментальных задач, - составление структурных таблиц, - подготовка рефератов и докладов. Тема 6.2 Современная научная картина мира. Основные этапы развития научной картины мира. Современная научная картина мира. Студент должен: знать: - механическую картину мира, электромагнитную картину мира, современную научную картину мира. Самостоятельная работа студентов: - анализ физического явления, - составление кроссвордов, - тестирование. Тема 6.3 Физики и научно – технический прогресс. Студент должен: знать: - что такой научно – технический прогресс, научно – техническая революция, главные направления НТП и НТР, роль физики в развитии отрасли народного хозяйства. Самостоятельная работа студентов: - подготовка рефератов и докладов. Раздел 7.ПРИМЕНЕНИЕ ЗАКОНОВ ФИЗИКИ. Тема 7.1 Использование основных положений и законов физики применение к будущей специальности студентов. Студент должен: уметь: эффективно применять полученные знания в профессиональной деятельности. Перечень лабораторных работ. № 1. Изучение звёздного неба с помощью подвижной карты. № 2. Проверка объединённого газового закона. № 3. Определение коэффициента поверхностного натяжения воды. № 4. Определение влажности воздуха. № 5. Определение модуля Юнга резины. № 6. Определение Э.Д.С. и внутреннего сопротивления источника тока. № 7. Определение удельного сопротивления проводника. № 8. Изучение последовательного и параллельного соединения проводников. № 9. Исследование зависимости мощности лампочки от напряжения. № 10. Изучение электрических свойств полупроводников. № 11. Изучение колебательного процесса. № 12. Определение ускорения свободного падения с помощью математического маятника. № 13. Изучение устройства и работы трансформатора. № 14. Сборка простейшего радиоприёмника. № 15. Определение показания преломления стекла. № 16. Определение длины световой волны с помощью дифракционной решётки. № 17. Наблюдение спектров испускания и поглощения. № 18. Наблюдение интерференции и дифракции света. № 19. Изучение треков по готовым фотографиям. № 20. Астрономическое наблюдение солнечных пятен, поверхности луны с помощью телескопа. Перечень самостоятельных работ По дисциплине - Физика Общее Изготовле Выполнение кол-во ние домашних часов самодельных практических приборов по работ физике 48 6 8 Решение задач Выполнение творческих работ Выполнение рефератив ных работ и докладов Подготовка к зачетам 16 8 4 6 Разработать: 1. Карточки – задания для самостоятельной работы по каждой теме. 2. Индивидуальные задания (каждому студенту) для контрольной работы. 3. Тематику сочинений на физические явления. 4. Тематику домашних экспериментальных заданий. Аудио – визуальные средства обучения. Видеофильмы 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Видеофильм по физике № 1 Видеофильм по физике № 2 Видеофильм по физике № 3 Видеофильм по физике № 4 Видеофильм по физике № 5 Видеофильм по физике № 6 Видеофильм по физике № 7 Электронные пособия по физике: 1. Репетитор по физике. 2. Мультимедийный самоучитель по физике на СD-ROM: Механика Молекулярная физика Электричество Колебания и волны. Оптика. Атомная физика. Диафильмы 1. Диафильмы по астрономии Развитие представлений о строении Вселенной Взаимосвязь астрономии и физики. Космонавтика и научно-техническицй прогресс Пульсары и нейтронные звёзды Природа звёзд. Планета Земля Определение расстояний до небесных тел. Происхождение и развитие небесных тел. Основные этапыосвоения космоса. Планеты земной группы. Природа, происхождение и развитие Луны. 2. Диафильмы по молекулярной физике: Использование свойств газов в технике. Строение атома и атомного ядра. Дисперсные системы в газах Основные газовые законы. Уравнение состояния газовой смеси. Закон сохранения энергии в тепловых процессах. Молекулярная физика и теплота 3. Диафильмы по электричеству: Транзисторы. Трёхфазные цепи. Трансформаторы. Магнитное поле Земли. Элкетрический ток в различных средах. Региональный компонент. № п/п 1 3 Раздел Раздел 1. Механика с элементами теории относительности. Раздел 2. Молекулярная физика и термодинамика. Раздел 3. Основы электродинамики. 4 Раздел 4. Колебания и волны. 5 Раздел 5. Квантовая физика. 6 Раздел 6. Обобщающие сведения по физике и астрономии. Раздел 7. Применение законов динамики. 2 7 Региональный компонент Направление научных исследований института механики РБ Научные изыскания кафедры физики твёрдого тела Башгосуниверситета. Использование магнитного поля в массспектрометрии отрицательных ионов в институте физики АН РБ Радиовещание и телевидение в Республике Башкортостан. Экскурсия в лабораторию атомных столкновений института физики молекул и кристаллов АН РБ. Экскурсия в уфимский планетарий. Развитие сети Internet в РБ. Использование основных положений и законов физики, лежащих в основе различных технологических процессов на примере работы АО «Башинформсвязь», «Концерн-БЭТО», ИКЦ «Экспресс» и др. Литература. Основная. 1. Кикин Д. Г., Самойленко П. И. Физика с основами астрономии./Учебник для средних специальных учебных заведений. М.-, Высшая школа, 1995. 2. Жданов Л. С., Жданов Г. Л., Физика./ Учебник для средних специальных заведений/.М., Высшая школа, 1990. 3. Сборник задач и вопросов по физике./Учеб. Пособие для средних специальных учебных заведений./ Под ред. Р. А. Гладковой.-М., Высшая школа, 1996. 4. Дондукова Р. А. Руководство по проведению лабораторных работ по физике. – К., Высшая школа, 1993. 5. Программы общеобразовательных учреждений. Физика, Астрономия. (Литература для учащихся и учителей). – М., «Просвещение» 1994. 6. Дмитриева В. Ф. Физика /Учебник для студентов средних специальных учебных заведений/. Дополнительная. 1. Дмитриева В. Ф. Физика./ Учеб. пособие для средних специальных учебных заведений. – М., Высшая школа,2001. 2. Методика преподавания физики в средних специальных учебных заведениях./ Под ред. А. А. Пинского, И. И. Самойленко,-М., 1991. 3. Рябоволов Г. И., Самойленко П. И., Огородникова Е. И. Планирование учебного процесса по физике./ Под ред. П. И. Самойленко, 1991. 4. Самойленко Д. И., Сергеев А. В., Иваницкий А. И., Павленко А. И. Тесты по физике (5 частей). – М., СПО, 1995. 5. Енохович А. С. Справочник по физике и технике .- М., Высшая школа, 1996. 6. Гладкова Г. Н.. Кутыловская Н. И. Сборник ведет по физике./ Учеб. пособие для заочных средних специальных учебных заведений. - М.: Высшая школа 7. Глухова Г. Н., Самойленко П. К., Ченцов А. А. Физика /учебник для техникумов гумунитарного профиля./ Под ред. Н. Г. Глухова – Высшая школа, 1987.
