Скачать 0.69 Mb.
|
3 ![]() 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 ^ Семестры 2-4 Лекции 118 часов Экзамен 2-4 семестрыПрактические занятия 52 часа Зачет нет Лабораторные занятия 52 часа Курсовой проект нет ^ по дисциплине 518 часов высшего образования дневная Составили: Желонкина Т.П. старший преподаватель, Семченко И.В. д.ф.-м.н, доктор В.Г. Шолох, к.ф.-м.н., 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 ^ Типовая учебная программа по дисциплине «Физика» разработана дл» студентов высших учебных заведений специальностей информатики и радиоэлектроники. Программа составлена в соответствии с требованиями образовательных стандартов Республики Беларусь и типовых учебных планов специальностей в области информатики и радиоэлектроники. Целью изучения курса физики является:
Задачи изучения дисциплины «Физика»:
Для изучения курса физики необходимо знание следующих разделов курса «Высшая математика»:
В результате изучения дисциплины обучаемый должен: знать:
уметь:
Общее количество часов – 518; аудиторное количество часов – 222, из них: лекции – 118, лабораторные занятия – 52, практические занятия – 52. Форма отчетности – экзамен. ^ Раздел 1. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ. ТЕРМОДИНАМИКА И МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА Введение Материя и ее свойства. Задачи и методы физики. Роль абстракций и моделей в физике. Физические величины и их измерения. ^ Задачи механики. Материальная точка и абсолютно твердое тело. Система отсчета. Способы описания движения материальной точки. Основные соотношения кинематики прямолинейного движения. Тангенциальное, нормальное и полное ускорения. Виды движения твердого тела. Вращение твердого тела вокруг неподвижной оси. Угловые кинематические величины. Связь между линейными и угловыми кинематическими величинами. ^ Причины изменения скорости тела. Первый закон Ньютона. Инерциальные и неинерциальные системы отсчета. Преобразования Галилея и механический принцип относительности. Второй и третий законы Ньютона. Типы взаимодействия. Закон всемирного тяготения. Сила тяжести и вес тела. Деформации. Силы упругости. Закон Гука. Силы реакции. Силы трения и сопротивления. Силы инерции. Границы применимости классической механики. ^ Законы сохранения и свойства пространства-времени. Импульс. Закон сохранения импульса. Центр масс системы. Cистема центра масс. Движение тел переменной массы. Уравнение Мещерского и формула Циолковского. Работа и мощность. Кинетическая энергия. Консервативные и диссипативные силы. Понятие силового поля. Потенциальная энергия частицы в силовом поле. Закон сохранения энергии в механике. Потенциальная энергия и ее связь с силой взаимодействия. Момент силы. Момент импульса. Уравнение моментов. Закон сохранения момента импульса. ^ Основное уравнение динамики вращательного движения. Вращение твердого тела вокруг неподвижной оси. Момент инерции и примеры его вычисления. Теорема Штейнера. Понятие о тензоре моментов инерции. Главные оси. Шаровой симметричный и асимметричный волчки. Кинетическая энергия вращающегося твердого тела и тела, совершающего плоское движение. Качение тела по наклонной плоскости. Гироскоп. Прецессия гироскопа. ^ Общие сведения о колебаниях. Свободные гармонические колебания. Гармонический осциллятор. Энергия гармонического осциллятора. Физический и математический маятники. Затухающие колебания. Их характеристики: время релаксации, декремент затухания, добротность. Вынужденные колебания. Резонанс. Сложение колебаний с одинаковыми частотами. Векторная диаграмма. Сложение колебаний с близкими частотами. Биения. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний. Фигуры Лиссажу. ^ Волны и их характеристики. Уравнение бегущей волны. Уравнение плоской волны. Волновое уравнение. Скорость распространения упругих волн. Фазовая и групповая скорости волны. Энергия упругой волны. Поток и плотность потока энергии. Вектор Умова. Стоячие волны. Узлы и пучности стоячих волн. Условия когерентности. Звуковые волны. Эффект Доплера. ^ Постулаты специальной теории относительности. Синхронизация часов. Понятие события. Преобразования Лоренца и требование релятивистской инвариантности. Релятивистский закон сложения скоростей. Относительность понятия одновременности. Пространственно-временной интервал. Импульс и энергия релятивистской частицы. Преобразования импульса и энергии. Взаимосвязь импульса и энергии. Энергия покоя. Законы сохранения энергии и импульса. ^ Макроскопическая система и се термодинамическое состояние. Уравнение состояния. Идеальный газ. Уравнение состояния идеального газа. Первый закон термодинамики. Внутренняя энергия идеального газа. Уравнение Майера. Адиабатический процесс. Уравнение Пуассона. Термодинамический цикл. КПД цикла (тепловой машины). Второй закон термодинамики. Обратимые и необратимые процессы. Неравенство Клаузиуса. Энтропия системы. Закон возрастания энтропии. Цикл Карно. КПД цикла Карно (идеальной тепловой машины). Термодинамический и статистический методы исследования. Понятие функции распределения (плотности вероятности) случайной величины. Распределение молекул идеального газа по скоростям (распределение Максвелла). Средняя, среднеквадратичная и наивероятная скорости молекул. Распределение молекул идеального газа по энергиям. Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекулы. Закон равнораспределения кинетической энергии молекулы по степеням свободы. Внутренняя энергия и теплоемкость идеального газа. Статистический смысл температуры. Уравнение молекулярно-кинетической теории давления газа. Распределение молекул идеального газа по координатам (распределение Больцмана). Распределение Максвелла-Больцмана. Макро- и микросостояния термодинамической системы. Статистический вес макросостояния. Статистический смысл энтропии. Энтропия и необратимость. Реальные газы. Силы и потенциальная энергия межмолекулярного взаимодействия. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Фазовые переходы 1 и II рода. Критическая точка Раздел 2. ЭЛЕКТРИЧЕСТВО. МАГНЕТИЗМ ^ Тема 9. Электростатическое поле в вакууме Электрический заряд и его свойства. Измерение заряда. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона. Точечный заряд. Электростатическое поле. Напряженность электростатического поля. Силовые линии. Принцип суперпозиции полей. Напряженность поля точечного заряда и системы зарядов. Теорема Гаусса для электростатического поля (в интегральной и локальной формах). Дифференциальная формулировка закона Кулона. Источники и стоки поля вектора ![]() ^ Диэлектрики и проводники. Свободные, связанные и сторонние заряды. Проводники в электрическом поле. Поле внутри проводника и у его поверхности. Распределение заряда в проводнике. Электроемкость уединенного проводника. Емкость системы проводников. Конденсаторы. Диэлектрики в электрическом поле. Поляризация диэлектриков. Влияние поляризации на электрическое поле. Вектор электрического смешения. Диэлектрическая проницаемость. Теорема Гаусса для вектора электрического смешения. Граничные условия. Энергия электростатического поля. Объемная плотность энергии. ^ Условия существования электрического тока. Сила и плотность тока. Уравнение непрерывности. Сопротивление проводника. Закон Ома для однородного проводника. Сторонние силы. ЭДС. Закон Ома для неоднородного участка кепи. Обобщенный закон Ома в локальной форме. Закон Джоуля - Ленца. Электропроводность металлов, газов и электриков. Полупроводники. Контактные явления. ^ Опыты Эрстеда. Поле равномерно движущегося заряда. Магнитная индукция В. Сила Лоренца. Принцип суперпозиции полей. Закон Био-Савара-Лапласа. Магнитный поток. Закон Био-Савара-Лапласа. Теорема Гаусса для магнитного поля (в интегральной и локальной формах). Теорема о циркуляции вектора ![]() ^ . Магнитное поле в веществе Намагниченность. Токи намагничивания. Циркуляция намагниченности. Вектор напряженности магнитного поля ![]() ![]() ^ Опыты Фарадея. Возникновение ЭДС в движущихся проводниках. Магнитный поток. Потокосцепление. Закон электромагнитной индукции Фарадея. Правило Ленца. Вихревой характер индукционного электрического поля. Явление самоиндукции. Индуктивность. ЭДС самоиндукции. Взаимная индуктивность. Энергия магнитного поля. Плотность энергии магнитного поля. ^ Квазистационарные токи. Свободные колебания в контуре без активного сопротивления. Свободные затухающие колебания. Время релаксации. Добротность. Логарифмический декремент затухания. Вынужденные электрические колебания. Резонансы в цепи переменного тока. Мощность в цепи переменного тока. Тема 16. Уравнения Максвелла Электромагнитное поле. Ток смещения. Уравнения Максвелла. Материальные уравнения. Энергия и плотность энергии электромагнитного поля. Вектор Пойнтинга. Закон сохранения энергии в электродинамике. Релятивистский характер электромагнитного поля. Преобразования компонент электромагнитного поля при переходе из одной инерциальной системы отсчета в другую. ^ Волновые уравнения для электромагнитной волны. Плоские электромагнитные волны и их свойства. Опыты Герца. Опыт Лебедева. Интенсивность электромагнитной волны. Поведение плоской электромагнитной волны на границе раздела двух сред. Излучение диполя. ^ Тема 18. Предварительные сведения Световая волна. Показатель преломления среды. Законы геометрической оптики. Оптическая длина пути. Принцип Ферма. Таутохронность. ^ Принцип суперпозиции волн. Закон сложения интенсивностей. интерференция двух волн. Оптическая разность хода. Условия интерференционных максимумов и минимумов интенсивности. Понятие о когерентности. Временная и пространственная когерентность. Время, длина и радиус когерентности. Способы наблюдения интерференции света. Интерференция при отражении от тонких пластинок. Кольца Ньютона. Просветление оптики. Интерферометры. ^ Принцип Гюйгенса-Френеля. Дифракция Френеля и дифракция Фраунгофера. Законы Френеля. Дифракция Френеля от круглого отверстия. Дифракция Фраунгофера от одной и от двух щелей. Дифракционная решетка. Дифракция рентгеновских лучей. Формула Брега-Вульфа. Рентгеноструктурный анализ. Понятие о голографии. ^ Естественный и поляризованный свет. Степень поляризации. Прохождение света через анизотропную среду (кристаллы). Обыкновенный и необыкновенный лучи (волны). Оптическая ось и главная плоскость кристаллизации. Дихроизм. Поляризаторы и анализаторы. Закон Малюса. Поляризация при отражении и преломлении. Формулы Френеля. Угол Брюстера. ^ с веществом Физическая сущность явления преломления света. Дисперсия света. Групповая скорость. Элементарная теория дисперсии. Поглощение света. Коэффициент поглощения. Закон Бугера. Рассеяние света. ^ Тема 23. Квантовые свойства электромагнитного излучения Гипотеза Планка. Теория равновесного теплового излучения. Фотоэффект. Формула Эйнштейна. Эффект Комптона. Модельные представления электромагнитного излучения при его взаимодействии с веществом. ^ 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 её квадрата модуля. Нормировка. Принцип суперпозиции состояний. Пространство состояний микрочастицы. ^ 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. Фермионы и бозоны. Принцип Паули. Фазовое пространство. Квантовые статистики Ферми-Дирака и Бозе-Эйнштейна. Сверхпроводимость. 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 по-доболочка). Периодическая система элементов. ^ Уравнение Шредингера для простейшей молекулы (молекула водорода). Схема энергетических уровней двухатомной молекулы, их колебательная и вращательная структуры. Комбинационное рассеяние света. ^
|
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 «Физика» для специальности 1-53 01 02 «Автоматизированные системы... | 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 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»,... |