Требования к результатам освоения содержания дисциплины

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование элементов следующих компетенций в соответствии с ФГОС ВПО и ООП ВПО по данному направлению подготовки:

А) общекультурных (ОК)

- способностью к обобщению и анализу на основе общей культуры мышления, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её оптимального достижения (ОК–1);

- способностью к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства (ОК-6);

- способностью критически оценивать свои достоинства и недостатки, наметить пути и выбрать средства развития достоинств и устранения недостатков (ОК-7);

- способностью осознавать социальную значимость своей будущей профессии, обладать высокой мотивацией к выполнению профессиональной деятельности (ОК-8);

- способностью применять основные положения и методы социальных, гуманитарных и экономических наук при решении социальных, профессиональных и организационных задач и анализе социально-значимых проблем и процессов (ОК-9);

- способностью применять основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-10);

- способностью понимать сущность и значение информации в развитии современного общества, использовать основные методы, способы и средства получения, хранения, переработки информации (ОК-11);

- способностью применять методы, способы и средства получения, хранения, переработки информации и использовать компьютер как средство управления информацией (ОК-12);

- способностью к письменной и устной деловой (профессиональной) коммуникации на одном из иностранных языков (ОК-14);

б) профессиональных (ПК):

производственно-технологическая деятельность:

- способность применять аналитические, вычислительные и системно-аналитические методы для решения прикладных задач в области управления объектами техники, технологии, организационными системами, работать с традиционными носителями информации, распределенными базами знаний (ПК-1);

– способность представлять современную научную картину мира на основе знаний основных положений, законов и методов естественных наук и математики (ПК-2);

- способность применять принципы оценки, контроля и менеджмента качества (ПК-3);

- способность использовать принципы руководства и администрирования малых групп исполнителей (ПК-4);

- способность к проведению измерений и наблюдений, составлению описания проводимых исследований, подготовке данных для составления обзоров, отчетов и научных публикаций, составлению отчета по выполненному заданию, к участию во внедрении результатов исследований и разработок (ПК-5);

- способность к освоению новой техники, новых методов и новых технологий (ПК-6);

- способность участвовать в разработке организационно-технической документации, выполнять задания в области сертификации технических средств, систем, процессов, оборудования и материалов (ПК-7)

научно-исследовательская деятельность:

- способность принимать научно-обоснованные решения на основе математики, физики, химии, информатики, экологии, методов системного анализа и теории управления, осуществлять постановку и выполнять эксперименты по проверке их корректности и эффективности (ПК-8);

- способность формировать презентации, научно-технические отчеты по результатам выполненной работы, оформлять результаты исследований в виде статей и докладов на научно-технических конференциях (ПК-9);

проектно-конструкторская деятельность:

- способность разрабатывать технические задания по проектам на основе профессиональной подготовки и системно-аналитических исследований сложных объектов управления различной природы (ПК-10);

- способность применять методы системного анализа, технологии синтеза и управления

для решения прикладных проектно-конструкторских задач (ПК-11);

- способность разрабатывать методы моделирования, анализа и технологии синтеза процессов и систем в области техники, технологии и организационных систем (ПК-12);

- способность создавать программные комплексы для системного анализа и синтеза сложных систем (ПК-13);

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Знать: смысл физических понятий, физических величин, физических законов, принципов и постулатов, а также вклад российских и зарубежных ученых, оказавших наибольшее влияние на развитие физики.

Уметь: применять физические знания для решения физических задач; приводить примеры практического применения физических знаний; описывать фундаментальные опыты, оказавшие существенное влияние на развитие физики; воспринимать и на основе полученных знаний самостоятельно оценивать информацию физического содержания; использовать новые информационные технологии для поиска, обработки и предъявления информации по физике.

Владеть: методами проведения физических измерений, методами корректной оценки погрешностей измерений и расчетов.

Приобрести опыт деятельности в решении технических задач, в проведении экспериментов.

Содержание и структура дисциплины

Содержание разделов дисциплины

Разделы дисциплины, изучаемые в 1 семестре

№ раздела Наименование раздела   Содержание раздела Форма текущего контроля
Механика Системы отсчета. Понятия о пространстве и времени. Кинематика произвольного движения. Скорость и ускорение произвольного движения. Динамика материальной точки и поступательного движения твердого тела. Динамика вращательного движения материальной точки. Законы Ньютона. Масса. Сила. Импульс. Энергия. Механическая работа. Мощность. Кинетическая и потенциальная энергия. Законы сохранения. Консервативные и диссипативные силы. Закон сохранения механической энергии. Закон сохранения полной энергии. Абсолютно упругий и неупругий удары. Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции. Инерциальные системы. Механический принцип относительности. Преобразования Галилея. Теорема сложения скоростей лабораторные работы, рубежный контроль
Молекулярная физика Предмет и методы молекулярной физики. Термодинамические состояния и термодинамические параметры. Экспериментальные газовые законы. Уравнение состояния идеального газа. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа. Распределение Максвелла числа молекул по скоростям. Средняя длина свободного пробега. Реальные газы, жидкости, твердые тела. лабораторные работы  
Основы термодинамики Идеальный газ. Степени свободы. Внутренняя энергия газа. Первое начало термодинамики. Работа газа при изменении его объема. Теплоемкость. Применение первого начала термодинамики к изопроцессам. Тепловые машины. Циклические процессы. Цикл Карно. Второе начало термодинамики. Обратимые процессы. Силы и потенциальная энергия межмолекулярных взаимодействий. Уравнение Ван-дер-Ваальса. лабораторные работы
Колебания и волны Гармонические колебания. Уравнение гармонических колебаний. Графическое изображение гармонического колебательного движения. Энергия гармонического колебательного движения материальной точки. Гармонический осциллятор. Виды маятников. Сложение гармонических колебаний. Фигуры Лиссажу, биения. Затухающие колебания. Вынужденные колебания. Резонанс. Упругие волны. Механизм волнового движения. Уравнение бегущей волны. лабораторные работы

Разделы дисциплины, изучаемые в 2 семестре

№ раздела Наименование раздела   Содержание раздела Форма текущего контроля
Электростатика Электрическое поле в вакууме. Закон Кулона. Напряженность поля точечного заряда. Графическое изображение электростатических полей. Суперпозиция полей. Работа сил электростатического поля. Потенциальная энергия заряда в электростатическом поле. Потенциал. Разность потенциалов. Связь разности потенциалов с напряженностью поля. Эквипотенциальные поверхности. Теорема Гаусса и ее применение для расчета электрических полей. Электроемкость проводника. Конденсатор. Соединение конденсаторов. Диэлектрики в электрическом поле. Механизм поляризации диэлектриков. Вектор электрического смещения. Сегнетоэлектрики. лабораторные работы  
Постоянный ток Условия существования постоянного тока. Сила тока, плотность тока. Электродвижущая сила источника тока. Законы Ома. Сопротивление проводников. Закон Ома для участка цепи в дифференциальной форме. Работа и мощность электрического тока. Закон Джоуля-Ленца в интегральной и дифференциальной формах. Разветвленные цепи. Правила Кирхгофа. Эмиссионные явления и их применение. лабораторные работы, рубежный контроль
Электромагнетизм Магнитное поле и его характеристики. Графическое изображение магнитных полей. Закон Био-Савара-Лапласа и его применение для расчета магнитных полей. Взаимодействие проводников с током. Действие магнитного поля на движущиеся заряды. Сила Лоренца. Движение заряженных частиц в магнитном поле. Вихревой характер магнитного поля. Циркуляция вектора магнитной индукции. Магнитный поток. Работа перемещения контура с током в магнитном поле. Явление электромагнитной индукции. Явление самоиндукции и взаимоиндукции. Трансформаторы. Энергия магнитного поля. Магнитные свойства вещества. Вектор магнитной индукции в веществе. Магнитная восприимчивость, магнитная проницаемость среды. Природа диа- и парамагнетизма. Ферромагнетики и их свойства. Природа ферромагнетизма. Собственные незатухающие и затухающие колебания. Переменный ток. Закон Ома для переменного тока. Уравнения Максвелла. Ток смещения. Электромагнитные волны, их получение, энергия электромагнитного поля. лабораторные работы  
Оптика Основные законы оптики. Геометрическая оптика. Тонкая линза. Принцип Гюйгенса. Волновая оптика. Интерференция световых волн. Когерентность. Способы наблюдения интерференции света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Зоны Френеля. Дифракция Френеля от простейших преград. Дифракция Фраунгофера от щели. Дифракционная решетка. Разрешающая сила объектива. Поляризация света. Взаимодействие электромагнитных волн с веществом. Дисперсия. Групповая скорость. Поглощение. Рассеяние света. лабораторные работы  

Разделы дисциплины, изучаемые в 3 семестре

№ раздела Наименование раздела   Содержание раздела Форма текущего контроля
Атомная физика Опыты Резерфорда и ядерная модель атома. Постулаты Бора. Спектр водорода. Резонансное свечение и люминесценция. Волновые свойства частиц. Гипотеза де Бройля. Соотношение неопределенностей. Общее уравнение Шредингера и уравнение для стационарных состояний. Квантование энергии. Отражение и прохождение частиц через потенциальный барьер. Туннельный эффект. Электрон в потенциальной яме. Контактная разность потенциалов. Энергия Ферми. Элементы квантовой механики и спектры. Атомные системы со многими электронами. Принцип тождественности одинаковых частиц. Принцип Паули. лабораторные работы  
Физика твердого тела Периодическая система химических элементов. Квантовые эффекты в твердых телах. Типы связей атомов в твердых телах. Ковалентная связь. Межмолекулярная связь. Металлическая связь. Электронный газ. Энергетические зоны в твердых телах. Основы зонной теории. Зонная структура и волны Блоха. Понятие о теории сверхпроводимости. лабораторные работы, рубежный контроль  
Ядерная физика Состав и структура ядра. Энергия связи ядра. Размеры ядра. Спин ядра. Электрические свойства и форма ядра. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Альфа-, бета- и гамма-излучения ядер. Модельные представления о структуре ядер. Капельная модель ядра. Оболочечная модель ядра. Условиестабильности ядер. Элементарные частицы.   лабораторные работы  

Структура дисциплины

 

Общая трудоемкость дисциплины составляет 10 зачетных единиц (252 часов)

Вид работы Трудоемкость, часов
1 семестр 2 семестр 3 семестр Всего
Общая трудоемкость
Аудиторная работа:
Лекции (Л)
Практические занятия (ПЗ) - - - -
Лабораторные работы (ЛР)
Самостоятельная работа:
Самоподготовка (проработка и повторение лекционного материала и материала учебников и учебных пособий, подготовка к лабораторным и практическим занятиям, коллоквиумам, рубежному контролю и т.д.),
Подготовка и сдача зачетов и экзаменов[1]
Вид итогового контроля (зачет, экзамен)   экзамен экзамен экзамен  

 

Разделы дисциплины, изучаемые в 1 семестре

 

№ раз- дела Наименование разделов Количество часов
Всего Аудиторная работа Вне- ауд. работа СР
Л ЛР
Механика
Молекулярная физика
Основы термодинамики
Колебания и волны
  Итого:
                 

 

Разделы дисциплины, изучаемые в 3 семестре

 

№ раз- дела Наименование разделов Количество часов
Всего Аудиторная работа Вне- ауд. работа СР
Л ЛР
Атомная физика
Физика твердого тела
Ядерная физика
  Итого:
                 

 

Лабораторные работы