Программа дисциплины обязательного компонента для специальности 1-53 01 02 «Автоматизированные системы обработки информации»
Скачать 0.56 Mb.
|
 Учреждение образования «Гомельский государственный университет имени Франциска Скорины» УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной работе УО «ГГУ им. Ф. Скорины» ________________ И.В. Семченко (подпись) ____________________ (дата утверждения) Регистрационный № УД-____________/р. ФИЗИКА Учебная программа дисциплины обязательного компонента для специальности 1–53 01 02 «Автоматизированные системы обработки информации» Факультет физический Кафедра общей физики Курс (курсы) 1-2 Семестр (семестры) 2-4
Составила В.В.Свиридова, канд. физ.- мат. наук, доцент 2010 Учебная программа составлена на основе типовой учебной программы «Физика» для специальности 1-53 01 02 «Автоматизированные системы обработки информации», утвержденной Министерством образования Республики Беларусь 3 июня 2008 г., регистрационный № ТД-1.051/тип. Рассмотрена и рекомендована к утверждению в качестве рабочего варианта на заседании кафедры общей физики ____ _______2010 г., протокол №_____ Заведующий кафедрой доцент ____________ Е.Б. Шершнев Одобрена и рекомендована к утверждению Методическим советом физического факультета ___ _________ 2010 г., протокол № ___ Председательдоцент ____________ Е.А. Дей ^ Курс «Физика» является одним из основных естественнонаучных дисциплин для студентов специальности «Автоматизированные системы обработки информации» и составляет фундаментальную теоретическую базу их научной и профессиональной деятельности. В условиях непрерывно изменяющихся техники и технологий базовые научные знания, на основе которых проектируется любое оборудование и любой технологический процесс, служат защитой от профессиональной дисквалификации. Изучение курса физики способствует развитию у студентов научного мировоззрения, на основе которого складываются представления о современной физической картине мира, формированию умения выделять физическое содержание в прикладных задачах, возникающих в ходе профессиональной деятельности; Не менее важным является овладение физическими методами исследования, приборами и техникой эксперимента. Все это создает основу для изучения специальных дисциплин и последующей успешной инженерной деятельности. Целью дисциплины обязательного компонента «Физика» является овладение студентами основными понятиями и законами классической и современной физики. Задачами дисциплины являются:
Изложение курса физики предполагает использование математического аппарата, излагаемого в курсе «Высшая математика». Дисциплина «Физика» является основой для усвоения курса «Теория электрических цепей». Общее количество часов – 222; аудиторное количество часов – 48, из них: лекции – 32, лабораторные занятия – 12, практические занятия – 4. Форма отчетности – экзамены. Содержание учебного материала Раздел 1 Физические основы механики. Термодинамика и молекулярная физика ^ Задачи механики. Физические модели: материальная точка, механическая система, абсолютно твердое тело. Способы описания движения материальной точки. Путь, перемещение, скорость, ускорение. Кинематика прямолинейного движения. Тангенциальное, нормальное и полное ускорение. Кинематика абсолютно твердого тела. Поступательное и вращательное движение абсолютно твердого тела. Угловая скорость и угловое ускорение. Связь между угловыми и линейными кинематическими величинами. ^ Основная задача динамики. Первый закон Ньютона и инерциальные системы отсчета. Сила и принцип независимости действия сил. Второй закон Ньютона и границы его применимости. Третий закон Ньютона. Типы физических взаимодействий. Силы трения скольжения, качения и вязкого сопротивления. Деформации. Силы упругости. Закон Гука. Силы реакции. ^ Силы внутренние и внешние. Замкнутая механическая система. Закон сохранения импульса как фундаментальный закон природы. Законы сохранения и симметрия пространства-времени. Центр масс. Теорема о движении центра масс. Динамика тел переменной массы. Уравнение Мещерского. Реактивные силы. Реактивное движение. Формула Циолковского. Характеристика реактивных двигателей для космических полетов. Работа силы. Мощность. Консервативные и диссипативные силы. Кинетическая энергия. Потенциальная энергия. Консервативная система и закон сохранения энергии в механике. Общефизический закон сохранения энергии. Удар абсолютно упругих и неупругих тел. ^ Число степеней свободы твердого тела. Уравнения движения твердого тела. Момент импульса тела относительно оси. Момент инерции тела относительно оси. Теорема Штейнера. Основное уравнение динамики вращательного движения. Вращение твердого тела вокруг неподвижной оси. Закон сохранения момента импульса. Кинетическая энергия вращающегося тела. Работа при вращении. ^ Общие сведения о колебаниях. Уравнение свободных колебаний под действием квазиупругой силы и его общее решение. Гармонический осциллятор. Энергия гармонического осциллятора. Сложение гармонических колебаний. Физический и математический маятники (малые колебания). Уравнение затухающих колебаний и его решение. Коэффициент затухания. Логарифмический декремент затухания. Добротность. Уравнение вынужденных колебаний и его общее решение. Установившиеся вынужденные колебания. Резонанс. Резонансные кривые. ^ Распространение волн в упругой среде. Продольные и поперечные волны. Фронт волны и волновая поверхность. Плоские, сферические и цилиндрические волны. Скорость волны. Длина волны. Уравнение плоской волны. Волновой вектор и волновое число. Волновое уравнение. Суперпозиция волн. Уравнение плоской стоячей волны. Сферическая волна. Энергия упругой волны. Поток и плотность потока энергии. Вектор Умова. Эффект Доплера для звуковых волн. ^ Принцип относительности Галилея. Постулаты специальной теории относительности. Синхронизация часов. Понятие события. Преобразования Лоренца и требование релятивистской инвариантности. Релятивистский закон преобразования скорости. Относительность понятия одновременности. Измерение расстояний и промежутков времени. Импульс и энергия релятивистской частицы. Преобразования импульса и энергии. Взаимосвязь энергии и импульса. Энергия покоя. Уравнение движения релятивистской частицы Преобразование вектора силы при переходе из одной инерциальной системы отсчета в другую. Законы сохранения энергии и импульса. ^ Задачи молекулярной физики. Модель физического тела. Основные положения молекулярно-кинетической теории и их анализ. Модель идеального газа. Статистический и термодинамический способы описания. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории. Молекулярно-кинетический смысл температуры. Распределение энергии молекул по степеням свободы. Распределение Максвелла. Наиболее вероятная, средняя арифметическая и среднеквадратичная скорости молекул. Распределение Больцмана. Барометрическая формула. Средняя длина свободного пробега молекул. Понятие о вакууме. Силы и потенциальная энергия межмолекулярного взаимодействия. Уравнение Ван-дер-Ваальса, изотермы реальных газов. Критическое состояние вещества. Внутренняя энергия и теплоемкость газа Ван-дер-Ваальса; эффект Джоуля-Томсона. Поверхностное натяжение. Смачивание. Капиллярные явления. Фазы и фазовые переходы. Фазовая диаграмма. Тройная точка. Сжижение газов. Кристаллические твердые тела. Физические типы кристаллических решеток. Теплоемкость и теплопроводность твердых тел. Внутренняя энергия и ее свойства. Работа и теплота. Теплоемкость. Первое начало термодинамики. Теплоемкость идеального газа. Закон Майера. Применение первого начала к изопроцессам в идеальном газе. Круговой процесс. Обратимые и необратимые тепловые процессы. Цикл Карно. Второе начало термодинамики. Энтропия. Статистический смысл энтропии, второго начала термодинамики. Термодинамическая вероятность. Связь энтропии с термодинамической вероятностью. Третье начало термодинамики. ^ Тема 9 Электрическое поле в вакууме Электрический заряд и его свойства. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона. Принцип суперпозиции сил. Электростатическое поле. Напряженность электростатического поля. Принцип суперпозиции полей. Напряженность поля точечного заряда и системы зарядов. Поток и дивергенция векторного поля. Теорема Гаусса для электростатического поля (в интегральной и локальной формах). Циркуляция и ротор векторного поля. Теорема о циркуляции вектора напряженности электростатического поля. Безвихревой характер электростатического поля. Потенциал электростатического поля. Связь потенциала и напряженности электростатического поля. Потенциал поля точечного заряда и системы зарядов. Электрический момент диполя. Момент сил, действующих на диполь в электростатическом пате. Потенциальная энергия диполя в электростатическом поде. Сила, действующая на диполь в неоднородном электростатическом поле. Тема 10 Электрическое поле в средах Диэлектрики. Связанные и сторонние заряды. Поляризованность. Диэлектрическая восприимчивость. Вектор электрического смешения. Диэлектрическая проницаемость. Теорема Гаусса для вектора электрического смешения. Условия на границе двух диэлектриков. Проводники. Проводники в электростатическом поле. Поле внутри проводника и у его поверхности. Распределение заряда в проводнике. Электроемкость уединенного проводника. Емкость системы проводников. Конденсаторы. Потенциальная энергия системы зарядов. Энергия электростатического поля. Плотность энергии. ^ Электрический ток. Сила и плотность тока. Сторонние силы. Электродвижущая сила. Напряжение. Закон Ома. Электрическое сопротивление. Способы соединения сопротивлений. Работа и мощность электрического тока. Закон Джоуля-Ленца. КПД электрической цепи. Режим короткого замыкания. Разветвленные электрические цепи. Правила Кирхгофа. ^ Поле равномерно движущегося заряда. Магнитная индукция. Сила Лоренца. Принцип суперпозиции полей. Закон Био-Савара-Лапласа. Магнитный поток. Теорема Гаусса для магнитного поля (в интегральной и локальной формах). Теорема о циркуляции вектора магнитной индукции. Вихревой характер магнитного поля. Сила Ампера. Магнитный момент контура с током. Сила, действующая на контур с током в магнитном поле. Работа сил магнитного поля при перемещении контура с током. Потенциальная механическая энергия контура с током в магнитном поле. ^ Намагниченность. Токи намагничивания. Циркуляция намагниченности. Вектор напряженности магнитного поля. Теорема о циркуляции вектора напряженности магнитного поля. Условия на границе двух магнетиков. Кривая намагничивания. Гистерезис. Остаточная намагниченность. Диамагнетики, парамагнетики, ферромагнетики. ^ Явление и закон электромагнитной индукции. Токи Фуко. Закон Ленца. Явление самоиндукции. Индуктивность контура. Коммутационные токи в цепях с индуктивностью. Явление взаимной индукции. Взаимная индуктивность. Трансформатор. Энергия магнитного поля. Плотность энергии магнитного поля. ^ Квазистационарные токи. Свободные колебания в контуре без активного сопротивления. Свободные затухающие колебания. Логарифмический декремент затухания. Добротность. Вынужденные электрические колебания. Резонансные кривые для напряжения и силы тока. ^ Вихревое электрическое паче. Электромагнитное поле. Ток смещения. Уравнения Максвелла. Закон сохранения энергии в электродинамике. Плотность энергии электромагнитного ноля. Вектор Умова-Пойнтинга. Преобразования компонент электромагнитного поля при переходе из одной инерциальной системы отсчета в другую. ^ Волновые уравнения для электромагнитной волны. Основные свойства плоской электромагнитной волны. Опыты Герца. Опыт Лебедева. Интенсивность электромагнитной волны. Поведение плоской электромагнитной волны на границе раздела двух сред. Излучение диполя. ^ Тема 18 Предварительные сведения История развития представлений о природе света. Электромагнитная и квантовая теории света. Основные общие понятия оптики. Световая волна. Волновой фронт. Волновая поверхность. Принцип Гюйгенса. Геометрическая оптика, законы геометрической оптики. Световой поток. ^ Принцип суперпозиции волн. Закон сложение интенсивностей. Интерференция двух волн. Оптическая разность хода. Условия интерференционных максимумов и минимумов интенсивности. Понятие о когерентности. Временная и пространственная когерентность. Способы наблюдения интерференции света. Интерференция при отражении от тонких пластинок. Кольца Ньютона. Просветление оптики. Интерферометры. Применение интерференции света в технике. ^ Принцип Гюйгенса-Френеля. Дифракция Френеля и дифракция Фраун-гофера. Зоны Френеля. Дифракция Френеля на круглом отверстии и непрозрачном диске. Дифракция Фраунгофера. Дифракция на одной и многих щелях. Дифракционная решетка. Применение дифракционной решетки в спектральных приборах. Дифракция рентгеновских лучей. Принцип голографии. ^ Естественный и поляризованный свет. Степень поляризации. Прохождение света через анизотропную среду (кристаллы). Обыкновенный и необыкновенный лучи (волны). Оптическая ось и главная плоскость кристалла. Дихроизм. Поляризаторы и анализаторы. Закон Малюса. Поляризация при отражении и преломлении. Формулы Френеля. Угол Брюстера. ^ Распространение света в веществе. Поглощение света веществом; закон Бугера. Рассеяние света. Дисперсия света. Нормальная и аномальная дисперсия. Классическая электронная дисперсия света. ^ Тема 23 Квантовые свойства электромагнитного излучения Гипотеза Планка. Формула Планка для испускательной способности абсолютно черного тела. Фотоны. Масса, энергия и импульс фотона. Фотоэффект. Формула Эйнштейна для фотоэффекта. Фотоприемники на основе фотоэффекта. Эффект Комптона. Давление света. Корпускулярно-волновой дуализм. Принцип дополнительности Бора. ^ Гипотеза де Бройля. Дифракция электронов. Опыты Дэвиссона-Джермера. Неприменимость понятия траектории к микрочастицам. Соотношение неопределенностей Гейзенберга. Задание состояния частицы в квантовой механике: пси-функция и вероятностный смысл ее квадрата модуля. Нормировка. Принцип суперпозиции состояний. Пространство состояний микрочастицы. Тема 25 Операторы физических величин Понятие оператора в пространстве состояний. Собственные значения и собственные функции операторов. Физический смысл спектра собственных значений оператора, поставленного в соответствие физической величине. Средние значения величин. Операторы радиус-вектора, импульса, момента импульса и полной энергии (оператор Гамильтона) микрочастицы. Собственные значения и собственные функции оператора квадрата момента импульса и проекции момента импульса на координатную ось. ^ Нестационарное (временное) и стационарное уравнения Шредингера. Стационарные состояния. Частица в одномерной бесконечно глубокой потенциальной яме и трехмерном потенциальном ящике с абсолютно непроницаемыми стенками. Квантование энергии. Гармонический осциллятор (результаты решения). Прохождение частицы через одномерный потенциальный барьер. Туннельный эффект. ^ Спин. Оператор Гамильтона системы микрочастиц. Тождественные частицы. Симметричные и антисимметричные состояния. Фермионы и бозоны. Принцип Паули. Фазовое пространство. Квантовые статистики Ферми-Дирака и Бозе-Эйнштейна. Сверхпроводимость. Эффект Джозефсона. Высокотемпературная сверхпроводимость. Сверхтекучесть. ^ Тема 28 Элементарные частицы Виды взаимодействий и классы элементарных частиц. Частицы и античастицы. Систематика элементарных частиц. Кварки. ^ Ядерные силы. Масса и энергия связи ядра. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Ядерные реакции. Энергетическая схема ядерной реакции. Пути использования ядерной энергии. Термоядерные реакции синтеза. Термоядерная энергия. ^ Квантовомеханическая модель атома водорода (результаты решения уравнения Шредингера). Квантовые числа электрона в атоме. Квантовые числа орбитального и спинового моментов. Сложение моментов. Результирующий момент многоэлектронной системы. Квантовые числа этого момента. Вырождение уровней. Кратность вырождения. Схема уровней. Правило отбора. Спектральные серии атома водорода. Магнитный момент атома. Атом в магнитном поле. Эффект Зеемана. Распределение электронов в атоме по энергетическим уровням. Слой и оболочка (оболочка и подоболочка). Периодическая система элементов. ^ Уравнение Шредингера для простейшей молекулы (молекула водорода). Схема энергетических уровней двухатомной молекулы, их колебательная и вращательная структуры. Комбинационное рассеяние света. ^ Кристаллическое состояние. Физические типы кристаллических решеток. Теплоемкость кристаллов. Фонолы. Взаимодействие излучения с веществом. Спонтанное и вынужденное излучения. Принцип летального равновесия и формула Планка. Лазер (на примере трехуровневой системы). Распределение электронов по энергиям (распределение Ферми-Дирака). Уровень Ферми. Идеальный электронный газ. Электрон в периодическом поле кристалла. Энергетические зоны в кристаллах. Металлы, полупроводники, диэлектрики. Электропроводность металлов и полупроводников. Контактные явления. Электроны проводимости и дырки. Собственная и примесная проводимость полупроводников. Типы полупроводников. Физика р-п - перехода. Полупроводниковые диоды и транзисторы. . ^ дисциплины
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Похожие рефераты:
| Программа дисциплины обязательного компонента для специальности 1-53... Учебная программа дисциплины обязательного компонента составлена на основе требований образовательного стандарта Республики Беларусь.... | Программа по дисциплине обязательного компонента для специальности... Учебная программа дисциплины обязательного компонента составлена в соответствии с требованиями образовательного стандарта Республики... |
| Программа дисциплины обязательного компонента для специальности 1-53... Учебная программа составлена на основе типовой учебной программы «Начертательная геометрия и инженерная графика» для специальности... | Программа дисциплины обязательного компонента для специальности 1-53... Учебная программа составлена на основе типовой учебной программы «Начертательная геометрия и инженерная графика» для специальности... |
| Программа дисциплины обязательного компонента для специальности 1... ... | Рабочая учебная программа дисциплины обязательного компонента для... |
| Программа дисциплины обязательного компонента для специальности:... Составили: Желонкина Т. П. старший преподаватель, Семченко И. В. д ф м н, доктор В. Г. Шолох, к ф м н., доцент | Программа дисциплины обязательного компонента для специальности 1... Рассмотрена и рекомендована к утверждению в качестве рабочего варианта на заседании кафедры асои |
| Программа дисциплины обязательного компонента для специальности 1... Рассмотрена и рекомендована к утверждению в качестве рабочего варианта на заседании кафедры асои | Рабочая программа по дисциплине теория принятия решений для специальности... «Информатика и вычислительная техника» для специальности 22 02 00 – «Автоматизированные системы обработки информации и управления»,... |
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
