Navchalna_programa_fizika

Міністерство транспорту та зв’язку України Державний університет інформаційно-комунікаційних технологій

РОБОЧА НАВЧАЛЬНА ПРОГРАМА

з дисципліни: “Фізика”

(ДЛЯ СТУДЕНТІВ ЗАОЧНОЇ ФОРМИ НАВЧАННЯ)

Київ - 2006

Міністерство транспорту та зв’язку України Державний університет інформаційно-комунікаційних технологій

Затверджую Заступник директора ІЗДН з навчальної роботи Катунін В.В.

„ ” 2006 року

РОБОЧА НАВЧАЛЬНА ПРОГРАМА (ДЛЯ СТУДЕНТІВ ЗАОЧНОЇ ФОРМИ НАВЧАННЯ)

з дисципліни Фізика

напрямів підготовки: 0924 Телекомунікації 1601 Інформаційна безпека 0907 Радіотехніка Освітньо-кваліфікаційного рівня ─ бакалавр Програму рекомендовано Кафедрою Фізики протокол № __ від „___” травня 2006 року Зав.кафедри Бушма О.В.

Узгоджено з факультетами: Інформаційної безпеки Ільїн О.В. Телекомунікацій Артеменко А.М.Інформаційних технологій Смирнов В.С.

Узгоджено Начальник навчально-методичного відділу

Гніденко М.П. „ ” 2006 року

I. ПРЕДМЕТ, МЕТА ТА ЗАВДАННЯ ДИСЦИПЛІНИ

Предметом навчальної дисципліни є ФІЗИКА – базова фундаментальна дисципліна, яка є основою фахової під-

готовки в усіх напрямах розвитку техніки, в тому числі і у галузі інформаційно-комунікаційних технологій. “Фізика – наука, яка вивчає загальні властивості і за-кони руху речовини і поля” (А.Ф.Йоффе). Фізика вивчає найбільш загальні і фу-ндаментальні закономірності явищ природи і законів руху. Без знання цих зако-нів неможливо отримати правильне розуміння про більш складні явища і форми руху матерії, які вивчаються іншими природознавчими та технічними науками.

Вивчення фізики сприяє розвитку загального раціонально-аналітичного мислення кожної особистості, формує у студентів фізичну картину світу, що є необхідним для орієнтування у сучасному потоці швидкозмінної науково-технічної інформації.

Особливістю програми є поглиблене й детальне вивчення таких розділів фізики, як електрика і магнетизм, коливання, фізика твердого тіла.

Врахування особливостей підготовки фахівців у галузі зв`язку здійснюєть-ся розглядом на лекціях прикладів практичного застосування законів фізики, що вивчаються, в техніці зв`язку, відповідним добором задач на практичних занят-тях та тематики лабораторних робіт.

Метою вивчення навчальної дисципліни є:

надання студентам знань щодо – основних фізичних явищ і ідей, фундаментальних понять, законів і теорій кла-сичної і сучасної фізики; методів фізичних досліджень, засобів та методів розв`язання конкретних задач з різних розділів фізики; –формування у студентів наукового світогляду і сучасного фізичного мислення; навичок активної само-стійної навчальної, наукової та практичної діяльності.

Завданнями навчальної дисципліни є формування у студентів наступних умінь: застосовувати набуті теоретичні знання при вирішеннях конкретних техніч-

них завдань; проводити фізичні експерименти з використанням стандартної ви-мірювальної апаратури та обробляти результати експериментів; виділяти конкре-тний фізичний зміст у прикладних задачах майбутньої спеціальності, а саме:

використовувати набуті знання основ кінематики і динаміки поступального

та обертального рухів матеріальної точки, твердого тіла, понять про роботу, ене-ргію, потужність, законів збереження і перетворення енергії для експеримента-льних вимірювань цих величин, обробки експериментальних результатів, визна-чення похибок таких вимірювань;

вимірювати електричне поле і напругу, розрізняти матеріали по електрич-

ним властивостям (провідники і діелектрики), визначати діелектричні проник-ність та сприйнятливість, електроємність, вимірювати електричний струм, опір і

питомий опір провідників, вміти, використовуючи закони Ома і Джоуля-Ленца, знаходити невідомий параметр (напругу, силу струму, опір провідника, потуж-ність струму) по відомим (виміряним) іншим; розраховувати складні електричні кола за допомогою правил Кірхгофа; визначати основні характеристики магніт-ного поля, використовувати явища електромагнітної індукції і взаємоіндукції для розрахунків і виготовлення різних типів трансформаторів с заданими характери-стиками; визначати енергію магнітного поля, застосовувати рівняння Максвелла для електромагнітного поля; на основі теорії коливань на прикладах механічних та електричних коливань (гармонічні коливання, додавання гармонічних коли-вань однакового та взаємно перпендикулярних напрямків, вільні згасаючі та ви-мушені коливання), визначати їх характеристики, застосовувати теорію коливань в техніці сучасного зв’язку;

визначати особливості пружних, акустичних, електромагнітних хвиль: фа-

зову швидкість хвиль, хвильовий пакет і групову швидкість, використовувати такі хвильові явища як інтерференція і дифракція хвиль; на основі принципів та законів квантової механіки та атомної фізики (корпускулярно-хвильовий дуалізм властивостей мікрочастинок, хвилі де Бройля, співвідношення невизначеностей Гейзенберга, хвильова функція і її статистичний зміст, рівняння Шредінгера як головне рівняння нерелятивістської квантової механіки) застосовувати їх для опису конкретних квантових систем ─ електрон у потенційній ямі, стани елект-рона у атомі водню, багатоелектронні атоми, квантове обґрунтування Періодич-ної системи елементів Д.І.Менделєєва);

розуміти електрофізичні та оптичні властивості різних типів приладів мікро

та оптоелектроніки (власна та домішкова провідність напівпровідників, контактні явища та принципів дії напівпровідникових приладів на основі зонної теорії тве-рдих тіл (кристалічні і аморфні тверді тіла, дефекти в кристалах, види кристаліч-них зв’язків, зонна структура металів, напівпровідників та діелектриків);

II. РОЗПОДІЛ НАВЧАЛЬНОГО ЧАСУ

II.1. Розподіл навчального часу за семестрами і видами занять

Розподіл навчального часу за семестрами і видами занять Семестр Всього

годин Лекц. Лабор. Практ. МК СРС

Семестр.Атест.

1(2) 180 10 4 4 - 162 Іспит 2(3) 180 6 2 2 - 170 Іспит

Усього 360 16 6 6 - 332

II.2 Розподіл навчального часу за темами та видами занять

Семестр 1 (2) Розподіл навчального часу за видами занять Номери та найменування

тем Всього годин Лекц. Лабор. Практ. Семін. МК СРС

Тема 1. Фізичні основи ме-ханіки

42 2 - - - - 40

Тема 2. Електрика 60 4 2 2 - - 52 Тема 3. Магнетизм 30 2 - - - - 28 Тема 4. Коливання 48 2 2 2 - - 42

Усього за семестр 180 10 4 4 - - 162 Семестр 2(3)

Тема 5. Хвилі та хвильові явища

42 2 - 2 - - 38

Тема 6. Елементи кванто-вої механіки

42 2 - - - - 40

Тема 7. Елементи фізики твердого тіла

54 1 - - - - 53

Тема 8. Електричний струм та контактні явища в напів-провідниках

42 1 2 - - - 38

Усього за семестр 180 6 2 2 - - 170 Усього 360 16 6 6 - - 332

ІІІ. ЗМІСТ

СЕМЕСТР 1(2)

Тема 1. Фізичні основи механіки Предмет та завдання фізики. Основи вимірювань фізичних величин. Механіка. Фізичні моделі в механіці (матеріальна точка, абсолютно тверде

тіло). Кінематика матеріальної точки. Механічний рух (система відліку, радіус-вектор, траєкторія, шлях, переміщення). Кінематичні рівняння руху. Швидкість, прискорення та його складові. Приклади різних типів рухів (рівномірний та рів-номірно прискорений рух та ін.). Кінематика обертального руху (кут повороту, вектор кутової швидкості, кутове прискорення). Зв’язок лінійних та кутових хара-ктеристик руху.

Динаміка матеріальної точки та абсолютно твердого тіла. Інерціальні сис-теми відліку. Перший закон Ньютона. Маса та імпульс тіла. Сила. Види сил (гра-вітаційні, тертя, пружності).Другий закон Ньютона. Принцип незалежності дії сил. Третій закон Ньютона. Поступальний рух абсолютно твердого тіла. Центр мас. Динамічні характеристики обертального руху (момент сили, моменти інерції та імпульсу тіла). Рівняння динаміки обертального руху абсолютно твердого тіла. Аналогії в описі поступального та обертального рухів.

Робота сили при поступальному та обертальному рухах. Потужність. Кіне-тична енергія поступального та обертального рухів абсолютно твердого тіла. Кон-сервативні сили. Потенціальна енергія. Повна механічна енергія. Закони збере-ження в механіці (закон збереження механічної енергії, імпульсу, моменту імпу-льсу) та приклади їх використання.

Тема 2. Електрика

Електричний заряд. Закон збереження електричного заряду замкнутої сис-теми. Закон Кулона. Електростатичне поле та його напруженість. Лінії напруже-ності електростатичного поля. Принцип суперпозиції електростатичних полів. Робота електростатичного поля по переміщенню заряду. Потенціальна енергія за-ряду. Потенціал. Зв’язок між напруженістю і потенціалом. Еквіпотенціальні по-верхні.

Потік вектора напруженості (індукції) електростатичного поля. Теорема Ос-троградського-Гаусса та приклади її застосування.

Діелектрики. Електричний диполь. Поляризація діелектриків та їх типи. Ве-ктор поляризованості. Електростатичне поле в діелектрику, вектор зміщення (електричної індукції). Діелектричні проникність та сприйнятливість діелектрика. Зв’язок між векторами напруженості, зміщення та поляризованості. Сегнетоелек-трики.

Провідники. Вільні заряди. Провідники в електростатичному полі, електро-статична індукція, електростатичний захист. Розподіл надлишкового заряду в провіднику. Електростатичне поле зарядженого провідника. Електроємність уса-мітненого провідника. Конденсатори та їх типи. Електроємність конденсатора (плоского, циліндричного, сферичного). З’єднання конденсаторів. Енергія та об’ємна густина енергії електростатичного поля.

Електричний струм. Умови існування електричного струму. Сила та густина струму. Сторонні сили, електрорушійна сила. Напруга. Закон Ома в інтегральній формі для ділянки та замкнутого електричного кола. Опір і питомий опір провід-ників. Провідність і питома провідність провідників. Закон Ома в диференціаль-ній формі. Правила Кірхгофа для розгалужених кіл. З’єднання провідників. Робо-та та потужність електричного струму. Закон Джоуля-Ленца.

Тема 3. Магнетизм

Магнітне поле та його характеристики (магнітна індукція, напруженість). Магнітна проникність речовини. Лінії магнітної індукції. Принцип суперпозиції магнітних полів. Закон Біо-Савара-Лапласа та приклади його застосування. Тео-рема про циркуляцію вектора індукції (напруженості) магнітного поля.

Дія магнітного поля на рухомі заряди. Сила Лоренца. Рух заряджених час-тинок в магнітному полі. Ефект Холла.

Потік вектора магнітної індукції. Теорема Остроградського-Гаусса для маг-нітного поля. Закон Ампера. Робота по переміщенню провідника зі струмом у ма-гнітному полі.

Магнітне поле в речовині. Магнітний момент електрона та атома. Типи маг-нетиків. Магнетики в стаціонарному магнітному полі. Намагнічування, вектор намагніченості, магнітна сприйнятливість. Природа діа- та парамагнетизму. фе-ромагнетизм. Магнітний гістерезис. Точка Кюрі. Домени. Природа феромагнети-зму. Ферити.

Явище електромагнітної індукції. Закон Фарадея. Правило Ленца. Вихрові струми (струми Фуко). Самоіндукція. Індуктивність провідника (соленоїда). Струми самоіндукції при розмиканні та замиканні електричного кола. Взаємоін-дукція. Енергія та об’ємна густина енергії магнітного поля.

Тема 4. Коливання

Коливання та їх типи. Механічні коливання. Диференціальне рівняння віль-них гармонічних коливань та його розв’язок. Характеристики гармонічних коли-вань (амплітуда, частота, період, фаза). Енергія коливань. Маятники (пружинний, математичний, фізичний).

Метод векторних діаграм. Додавання гармонічних коливань одного напрям-ку з рівними, близькими (биття) та різними частотами. Додавання взаємно перпе-ндикулярних гармонічних коливань (фігури Ліссажу).

Вільні згасаючі коливання, їх диференціальне рівняння та його розв’язок. Характеристики згасання (коефіцієнт згасання, час релаксації, логарифмічний де-кремент згасання, добротність). Аперіодичний процес, критичний опір. Вимушені коливання, їх диференціальне рівняння та його розв’язок. Механічний резонанс. Автоколивання, параметричний резонанс.

Електричний коливальний контур. Вільні, згасаючі та вимушені електричні коливання. Диференціальні рівняння та їх розв’язки. Електричний резонанс. Ене-ргія електричних коливань Активний, реактивний і повний опір коливального ко-нтуру.

СЕМЕСТР 2 (3)

Тема 5. Хвилі та хвильові явища Хвильовий процес та види хвиль. Гармонічна хвиля та її характеристики.

Рівняння плоскої та сферичної хвиль. Пружні хвилі. Фазова швидкість пружної хвилі. Хвильове рівняння пружної хвилі.

Вихрове електричне поле. Скін-ефект. Циркуляція вектора напруженості вихрового електричного поля. Струм зміщення. Узагальнена теорема про цирку-ляцію вектора напруженості магнітного поля (закон повного струму). Рівняння Максвелла для електромагнітного поля в інтегральній та диференціальній фор-мах.

Електромагнітні хвилі (ЕМХ). Хвильове рівняння ЕМХ. Особливості ЕМХ. Шкала ЕМХ. Випромінювання ЕМХ електричним диполем. Енергія ЕМХ та енер-гетичні характеристики (об’ємна густина, потік, вектор густини потоку – вектор Умова-Пойнтінга, інтенсивність).

Хвильові явища. Монохроматичні та когерентні хвилі. Інтерференція хвиль. Умови виникнення максимумів та мінімумів інтенсивності. Розрахунок інтерфе-ренційної картини від двох когерентних джерел. Використання інтерференції. Стояча електромагнітна хвиля. Вузли та пучності. Дифракція хвиль. Умови та ме-тоди її спостереження. Принцип Гюйгенса-Френеля. Дифракція у паралельних променях на щілині, умови мінімумів та максимумів інтенсивності.. Принцип су-перпозиції хвиль. Хвильовий пакет. Групова швидкість.

Тема 6. Елементи квантової механіки

Теплове випромінювання, його особливості та характеристики. Абсолютно чорне тіло. Закон Кірхгофа. Розподіл енергії в спектрі випромінювання абсолют-но чорного тіла. Закони випромінювання абсолютно чорного тіла. Формула Ре-лея-Джинса. „Ультрафіолетова катастрофа”. Гіпотеза Планка, формула Планка. Зовнішній фотоефект. Рівняння Ейнштейна. Фотони. Корпускулярно-хвильовий дуалізм електромагнітного випромінювання.

Модель атома Резерфорда. Переваги та недоліки. Постулати Бора. Борівська теорія воднеподібного атома. Енергія електрона в атомі водню. Спектр випромі-нювання атома водню. Серіальна формула. Розвиток теорії Бора. Еліптичні орбі-ти. Орбітальне квантове число. Орбітальні механічний та магнітний моменти еле-ктрона. Магнетон Бора. Просторове квантування. Магнітне квантове число.

Особливості оптичних спектрів багато електронних атомів. Спін електрона, спінове квантове число. Власний магнітний момент електрона, магнітне спінове число. Закони заселення електронами енергетичних рівнів в атомах: принцип Па-улі і закон мінімальних енергій. Періодична система елементів Д. І. Менделєєва та її квантове обґрунтування.

Корпускулярно-хвильовий дуалізм мікрочасток. Гіпотеза де Бройля та її експериментальне підтвердження. Співвідношення невизначеностей Гейзенберга. Хвильова функція і її статистичний зміст. Головне рівняння нерелятивістської квантової механіки. Стаціонарне рівняння Шредінгера.

Застосування рівняння Шредінгера .Мікрочастинка в одномірній прямокут-ній потенціальній ямі (квантування енергії, принцип відповідності Бора). Тунель-ний ефект, його природа та прояви.

Тема 7. Елементи фізики твердого тіла

Елементи зонної теорії. Кристалічні і аморфні тверді тіла. Кристалічна гра-тка. Види кристалічних зв’язків (іонний, ковалентний, металевий, молекулярний). Виникнення дозволених і заборонених енергетичних зон в кристалах. Оцінка ши-рини заборонених зон та віддалі між рівнями в зоні заповнення енергетичних зон електронами. Зони валентна, заборонена та провідності. Електричні властивості твердих тіл за зонною теорією – провідники, напівпровідники та діелектрики. Електрони провідності – модель електронного газу. Визначення концентрації ві-льних носіїв заряду.

Поняття про квантову статистику, функція густини дозволених енергетич-них енергетичних станів для електронів. Розподіл електронів по енергетичних станах. Класичний розподіл Больцмана та квантовий розподіл Фермі.

Електропровідність металів. Класична та квантова теорії електропровідності металів. Незалежність енергії та концентрації вільних електронів у металі від те-мператури. Вироджений електронний газ. Залежність питомої електропровідності (опору) металів від температури. Наближення вільних електронів: рухливість та ефективна маса електронів. Надпровідність.

Електропровідність напівпровідників. Власні напівпровідники. Генерація та рекомбінація носіїв заряду у власних напівпровідниках. Електрони провідності та дірки. Механізм діркової провідності. Розрахунок концентрації та рівня Фермі у власних напівпровідниках та їхня залежність від температури. Теоретична форму-ла електропровідності домішкового напівпровідника.

Вплив світла на електропровідність напівпровідників – фотопровідність.

Тема 8. Електричний струм та контактні явища у напівпровідниках Електричний струм у напівпровідниках. Дифузійний та дрейфовий струми.

Співвідношення Ейнштейна між рухливістю та коефіцієнтом дифузії. Дифузійна довжина та довжина зсуву носіїв заряду. Ефект Холла. Ефект Ганна.

Контактні явища. Робота виходу електронів з кристалу. Контакт двох мета-лів, контактна різниця потенціалів. Термоелектричні явища: Зеебека, Пельтьє. Контакт двох напівпровідників з різними типами провідності. Утворення p-n пе-реходу. Рівноважний стан p-n переходу. Воль-амперна характеристика p-n пере-ходу. Інжекція та екстракція носіїв заряду. Напівпровідникові прилади (діоди, транзистори)

Поняття про гетеропереходи та їхнє використання (сонячні елементи, світ-лодіоди, напівпровідникові лазери).

IV. ТЕМАТИЧНИЙ ПЛАН

Із них № з/п

Вид заняття

Всього Годин Ауд.

зан. СРС

Семестри, найменування розділів та тем, найменування навчальних занять та навчальні

питання, завдання на самостійну роботу

Дидактичне забезпечення

занять

Інформацій-но-

методичне забезпечення

Семестр 1(2) Тема 1. Фізичні основи механіки

1.

Лекція 1 42 2 40 Заняття 1. Основи механіки поступального та обертального рухів. 1. Предмет та завдання фізики. 2. Механіка. Основна задача механіки. Фізичні мо-делі у механіці (матеріальна точка, абсолютно тверде тіло). 3. Кінематика матеріальної точки. Система відліку, радіус-вектор, траєкторія, шлях, переміщення. Кіне-матичні рівняння руху. Лінійні швидкість, лінійне прискорення. 4. Обертальний рух матеріальної точки навколо не-рухомої осі (вектор кута повороту, кутові швидкість та прискорення). Зв’язок лінійних та кутових харак-теристик руху. 5. Динамічні характеристики руху матеріальної точ-ки (сила, маса та імпульс тіла). Закони Ньютона. 6. Динамічні характеристики обертального руху твердого тіла (момент сили, моменти інерції та імпу-льсу тіла). 7. Основне рівняння динаміки обертального руху а.т.т. 8. Робота сили. Потужність. Робота консервативної сили. Потенціальна енергія. Завдання на СРС 1. Проробити зміст лекції та відповідні розділи у

підручниках. 2. Поступальний рух твердого тіла. Центр мас (іне-

Плакати 3, 4 Основна література: [1].т.1 гл.1-3 [2] гл..І-3 [3], гл.1,2, 3 Додаткова література: [2,5,6,8,9, 19].




зан. СРС




занять



рції) тіла. 3. Види сил (гравітаційні, тертя, пружності). 4. Закон збереження імпульсу замкненої механічної

системи. 5. Закон збереження моменту імпульсу замкненої

механічної системи. 6. Кінетична енергія поступального та обертально-

го руху твердого тіла. 7. Робота сили при обертанні твердого тіла. 8. Повна механічна енергія тіла. Закон збереження

механічної енергії. 9. Вимірювання фізичних величин та визначення

похибок вимірювання. Розв’язування задач: [5] з №№1.1-3.100

Тема 2. Електрика 2. Лекція 2 32 2 30 Заняття 2. Електростатичне поле та його характе-

ристики. 1. Електричний заряд. Закон Кулона. 2. Електростатичне поле. Напруженість електроста-

тичного поля. Лінії напруженості. 3. Робота електростатичного поля по переміщенню

заряду. Потенціальна енергія заряду. Потенціал еле-ктричного поля. Еквіпотенціальні поверхні.

4. Зв’язок між напруженістю і потенціалом елект-ростатичного поля.

5. Принцип суперпозиції електростатичних полів для напруженості та потенціалу електричного поля.

6. Теорема Остроградського-Гаусса в інтегральній формі. Потік вектора напруженості (індукції) елект-ростатичного поля.

7. Діелектрики та їх типи. Поляризація діелектри-

Плакати 6, 8 Основна література: [1], т.2, гл.1-3 [2], т.2, р.1 [3], гл.11, Додаткова література: [2 –10].




зан. СРС




занять



ків. Види поляризації. Вектор поляризації. Діелект-рична сприйнятливість

8. Електричне поле в діелектрику. Діелектрична проникність та її фізичний зміст. Зв’язок діелектрич-ної проникності з діелектричною сприйнятливістю. Завдання на СРС 1. Проробити зміст лекції та відповідні розділи у

підручниках. 2. Закон збереження електричного заряду. 3. Застосування теореми Остроградського-Гаусса

до розрахунку електростатичних полів. 4. Сегнетоелектрики, їхні властивості та викорис-

тання. 5. Провідники в електричному полі. Електростати-

чна індукція. Захист від електричних полів. 6. Розподіл надлишкового заряду в провіднику.

Електростатичне поле зарядженого провідника. Еле-ктроємність відокремленого провідника.

7. Конденсатори, їх типи. Електроємність конден-сатора. Електроємність при з’єднанні конденсаторів.

8. Енергія та об’ємна густина енергії електричного поля.

3. Практи-чне за-няття 1

12 2 10 Заняття 3 Електростатика. 1. Характеристики електричного поля. Зображення електричних полів. 2. Розрахунок електричних. 3. Діелектрики. 4. Розв’язування задач: [5] з №№9.1-9.129. Завдання на СРС 1. Розв’язування задач: [5] №№ 9.25, 9.32, 9.45, 9.119, 9.123.

Основна література: [1], т.2, гл.1, с.11-25, [2], т.2, р.1, с. 14-28,




зан. СРС




занять



4. Лекція 3 12 2 10 Заняття 4. Постійний електричний струм. 1. Електричний струм. Характеристики струму (си-ла струму, вектор густини струму). 2. Сторонні сили. Електрорушійна сила. Напруга. 3. Закон Ома в інтегральній та диференціальній фо-рмах для ділянки (однорідної і неоднорідної) та за-мкнутого електричного кола. 4. Опір провідника електричному струму, питомий опір. Електропровідність провідника, питома елект-ропровідність. 5. Робота та потужність електричного струму. 6. Приклади розв’язування задач. Завдання на СРС 1. Закон Джоуля-Ленца. 2. Правила Кірхгофа для розгалужених кіл. 3. Опір при з’єднуванні провідників.

Основна література: [1], т.2, гл.V, с. 98-113, [2].n.2, гл.2, с.105-134, [3], гл.12, с. 116-123. Додаткова література [3-10].

5. Лабора-торне заняття

1

4 2 2 Заняття 5. Вивчення закону Ома. 1. Повторення законів постійного електричного струму. 2. Виконання експериментальної частини лабора-торної роботи. 3. Оформлення лабораторної роботи. 4. Здача лабораторної роботи. Завдання на СРС Підготовка до лабораторної роботи.

Макет Методично-навчальний посібник до лабораторної роботи

Тема 3. Магнетизм 6. Лекція 4 30 2 28 Заняття 6. Магнітне поле.

1. Магнітне поле. Силова характеристика магнітно-го поля (індукція чи напруженість). Лінії магнітної індукції. Вихровий характер магнітного поля.

Плакат 9 Основна література: [1], т.2, гл.. VI-VIІI




зан. СРС




занять



2. Потік вектора магнітної індукції. Теорема Остро-градського-Гаусса для магітного поля. 3. Закон Біо-Савара-Лапласа. 4. Явище електромагнітної індукції. Закон Фарадея. Правило Ленца. 5. Самоіндукція. Індуктивність провідника. ЕРС самоіндукції. Взаємоіндукція. 6. Енергія та об’ємна густина енергії магнітного поля. Завдання на СЗС 1. Проробити зміст лекції та відповідні розділи у підручниках. 2. Закон Біо-Савара-Лапласа та приклади його за-стосування (визначення індукції магнітного поля прямолінійного провідника зі струмом). 3. Рух зарядженої частинки у магнітному полі. Си-ла Лоренца. 4. Формула Ампера. Контур зі струмом у магнітно-му полі. 5. Робота по переміщенню провідника та контуру зі струмом у магнітному полі. 6. Магнітний момент електрона і атома. 7. Типи магнетиків. 8. Магнетики в стаціонарному магнітному полі. Намагнічування, вектор намагніченості, магнітна сприйнятливість. 9. Зв’язок між індукцією; напруженістю і вектором намагніченості, між магнітною проникністю та сприйнятливістю. 10. Феромагнетизм. Магнітний гістерезис. Точка Кюрі. Домени. Природа феромагнетизму. Роль об-

[2], ч.2, гл.2, 8-10 [3], гл.14-16 Додаткова література: [3-10].




зан. СРС




занять



мінної взаємодії у виникненні феромагнетизму. 11. Феррити, їхні властивості та використання. 12. Струми при замиканні та розмиканні кола постійного струму.

Тема 4. Коливання. 7. Лекція 5 33 2 31 Заняття 7. Електричні коливання.

1. Коливання та їх типи. Гармонічні коливання та їх характеристики (амплітуда, частота, фаза, період). 2. Електричний коливальний контур. Диференціа-льне рівняння вільних незгасаючих електричних ко-ливань. Енергія електромагнітних коливань. 3. Згасаючі електричні коливання. Диференціальне рівняння та його розв’язок. Характеристики коли-вань. 4. Вимушені електричні коливання. Диференціаль-не рівняння та його розв’язок і характеристики. Елек-тричний резонанс. Завдання на СРС 1. Проробити зміст лекції та розділи у підручни-ках. 2. Механічні вільні незгасаючі коливання, їх ди-ференціальне рівняння та розв’язок. Енергія механіч-них коливань. 3. Додавання гармонічних коливань одного на-прямку та взаємно перпендикулярних. 4. Згасаючі коливання. Диференціальне рівняння та його розв’язок. Характеристики коливань. 5. Аперіодичний процес. Критичний опір. 6. Вимушені механічні коливання, диференціаль-

Плакати 10, 12, 13

Основна література: [1]т. 2, гл.XIV, XV [2], т.2, р.12 [3], гл.18, с.160-173. Додаткова література: [3-10].




зан. СРС




занять



не рівняння і його розв’язок. Механічний резонанс. 7. Автоколивання. Параметричний резонанс. Їх використання в техніці. 8. Маятники (пружин., математичний, фізичний).


9 2 7 Заняття 8. Коливання. 1. Опитування студентів, перевірка рішень заданих задач. 2. Розв’язування задач [5] з №№14.1-14.28. Завдання на СРС Розв’язування задач [5] №№ 14.4, 14.10, 14.25.

Основна література: [1]т. 2, гл.XIV, XV [2], т.2, р.12 [3], гл.18, с.160-173.


2

6 2 4 Заняття 9. Вивчення вимушених електричних ко-ливань. 1. Повторити закони вимушених коливань. 2. Виконання експериментальної. частини лабора-торної роботи. 3. Оформлення лабораторної роботи. 4. Здача лабораторної роботи. Завдання на СРС Підготовка до лабораторної роботи.

Макет Методично-навчальний посібник до лабораторної роботи №9.

Семестр 2 (3) Тема 5. Хвилі та хвильові явища.

10 Лекція 6 32 2 30 Заняття 10. Хвилі. 1. Хвильовий процес. Види хвиль. Гармонічна (бі-жуча) хвиля та її характеристики (амплітуда, частота, фаза, фазова швидкість, довжина хвилі, хвильове чи-сло). Хвильова поверхня, фронт хвилі. 2. Узагальнення закону електромагнітної індукції (Фарадея). Вихрове електричне поле. Циркуляція ве-

Плакат 13 Основна література: [1] т.2, гл. ІХ, XIV- XVІ [2] т.2, р.10, 14, т.3 р. 2, [3] гл 17,19,21




зан. СРС




занять



ктора напруженості вихрового електричного поля (Перше рівняння Максвелла). 3. Закон повного струму. Струм зміщення. Друге рівняння Максвела та його фізичний зміст. 4. Система рівняння Максвелла в інтегральній фо-рмі. Електромагнітне поле. 5. Рівняння Максвелла в диференціальній формі. Доведення існування електромагнітних хвиль з аналі-зу рівнянь Максвелла. Хвильове рівняння електрома-гнітного поля. 6. Рівняння плоскої біжучої електромагнітної хвилі та її характеристики. 7. Енергія електромагнітних хвиль (об’ємна густи-на, потік, вектор Умова-Пойтінга, інтенсивність). Завдання на СРС 1. Проробити зміст лекції та розділи в підручниках. 2. Пружна хвиля. Хвильове рівняння пружної хвилі. 3. Звукова хвиля. Об’єктивні (спектр, інтенсивність) та суб’єктивні характеристики звуку (висота тону, тембр, гучність). Швидкість звуку в повітрі. 4. Вихрові струми. Скін-ефект. 5. Шкала електромагнітних хвиль 6. Когерентні хвилі. Інтерференція хвиль. Умови ви-никнення максимумів та мінімумів інтерференції. Оптична довжина шляху, оптична різниця ходу. 7. Стояча електромагнітна хвиля. Вузли та пучності. 8. Дифракція хвиль. Принцип Гюйгенса-Френеля. 9. Дифракція паралельних променів на щілині. Умови виникнення дифракційних максимумів та мінімумів. 10. Принцип суперпозиції хвиль. Хвильовий пакет.

Додаткова література: [3-10].




зан. СРС




занять



Дисперсія хвиль. Групова швидкість.


10 2 Заняття 11. Пружні та електромагнітні хвилі. 1. Опитування студентів, перевірка рішень заданих задач. 2. Розв’язування задач [5] з №№12.1-14.28. 16.4, 16.1-16.36. Завдання на СРС 1. Розв’язування задач [5] №№12.60, 12.64, 12.14216.1-16.36.

Основна література: [1] т.2, гл. ІХ, XIV- XVІ [2] т.2, р.10, 14, т.3 р. 2, [3] гл 17,19,21

Тема 6. Елементи квантової механіки. 12. Лекція 7 42 2 40 Заняття 12. Квантова природа теплового випро-

мінювання. 1. Теплове випромінювання, його рівноважність, ха-

рактеристики. Закон Кірхгофа. 2. Абсолютно чорне тіло. Розподіл енергії в спектрі

випромінювання абсолютно чорного тіла. Закони Стефана-Больцмана та Віна.

3. Гіпотеза Планка, формула Планка. Корпускуляр-но-хвильовий дуалізм електромагнітного випро-мінювання.

4. Гіпотеза де Бройля та її експериментальне підтве-рдження.

5. Співвідношення невизначеностей Гейзенберга. Обмеженість координатно-імпульсного методу класичної фізики.

6. Хвильова функція, її статистичний зміст та влас-тивості.. Стаціонарне рівняння Шредінгера.

7. Квантово-механічний опис воднеподібного атома. Квантові числа.

Плакати 15-17 Основна літе-ратура: [1], т.3, гл. 1, 3, 4 [2], т.3, р. 9, 11-13 [3], гл. 25, 27, 28 Додаткова література [3-10].




зан. СРС




занять



Завдання на СРС 1. Проробити зміст лекції та відповідні розділи у

підручниках 2. Зовнішній фотоефект. Закони фотоефекта. Рівнян-

ня Ейнштейна 3. Фотони (маса, імпульс, енергія). 4. Планетарна модель атома. Постулати Бора. Борів-

ська теорія воднеподібного атома. 5. Спектр випромінювання атома водню. Серіальна

формула. 6. Мікрочастинка в одномірній прямокутній потен-

ціальній ямі. Квантування енергії. Принцип Від-повідності Бора.

7. Тунельний ефект. 8. Закони заселення електронами енергетичних ста-

нів в атомах: принцип Паулі і закон мінімальності енергії. Електронна оболонка атома.

9. Періодична система елементів Д. І. Менделєєва та її квантово-механічне обґрунтування.

Тема 7. Елементи фізики твердого тіла 13. Лекція 8 54 2 52 Заняття 13. Зонна теорія твердих тіл.

1. Тверде тіло. Кристалічні і аморфні тверді тіла. Кристалічна гратка.

2. Види зв’язків (іонний, ковалентний, металевий, молекулярний).

3. Зонна теорія твердого тіла. Утворення енергетич-них зон електрона в кристалі. Заповнення енерге-тичних зон електронами. Зони валентна, забороне-на та провідності.

4. Електронний газ. Розрахунок концентрації вільних електронів.

Плакат 18 Основна літе-ратура: [1] т.3, р.ХІV, [2], т.3, р. 14, [3], гл. 29, Додаткова література [3-10].




зан. СРС




занять



5. Функція густини дозволених енергетичних станів електронів у твердих тілах.

6. Класичний та квантовий (Фермі-Дірака) розподіл електронів по енергетичних станах.

7. Квантова теорія електропровідності металів. Ефек-тивна маса, рухливість електронів. Залежність еле-ктропровідності металів від температури

Завдання на СРС 1. Уявлення про рідкі кристали. Їхні властивості та

використання. 2. Класична теорія електропровідності металів. 3. Надпровідність. 4. Напівпровідники. Процеси генерації та рекомбі-

нації носіїв заряду у власних напівпровідниках. Електрони провідності та дірки.

5. Рівноважна концентрація носіїв заряду. Розраху-нок концентрації електронів і дірок та енергії Фе-рмі у власному напівпровіднику.

6. Уявлення про дефекти та домішки.. Донорні та акцепторні домішки.

7. Теплова генерація та рекомбінація носіїв заряду у домішкових напівпровідниках. Швидкість генера-ції та рекомбінації.

8. Явище залушування носіїв заряду. Основні та не-основні носії заряду. Напівпровідники „n” та „p” - типу.

9. Концентрація носіїв заряду і рівень Фермі у домі-шковому напівпровіднику та його залежність від температури.

10. Електропровідність напівпровідників. Вплив світ-ла на електропровідність напівпровідників. Фото-




зан. СРС




занять



провідність. Тема 8. Електричний струм та контактні явища у

напівпровідниках




зан. СРС




занять




3

42 2 40 Заняття 14 Дослідження ефекту Зеебека. 1. Повторення законів фізики контактних явищ. 2. Виконання експериментальної частини лаборато-

рної роботи. 3. Оформлення лабораторної роботи. 4. Здача лабораторної роботи. Завдання на СРС Підготовка до лабораторної роботи.

1. Уявлення про явище дифузії. Дифузійний та дрей-фовий струми.

2. Співвідношення Ейнштейна між рухливістю та ко-ефіцієнтом дифузії. Дифузійна довжина та довжина зсуву носіїв заряду

3. Ефект Холла. 4. Ефект Ганна. 5. Робота виходу електронів з металу у вакуум. 6. Контакт двох металів, контактна різниця потенціа-

лів. 7. Термоелектричні явища: Зеебека та Пельтьє і їхнє

використання. 8. Контакт двох напівпровідників з різними типами

провідності. Утворення p-n переходу. Його власти-вості.

9. Рівноважний стан p-n переходу. Воль-амперна ха-рактеристика p-n переходу. Інжекція та екстракція носіїв заряду.

Поняття про гетеропереходи та їх використання.

Макет Методично-навчальний посібник до лабораторної роботи №10. Основна література: [1] т.2, гл. XIV [2], р.11 [3] гл.18,19 Додаткова література [3-10].

V. ЗАВДАННЯ ДЛЯ ІНДИВІДУАЛЬНОЇ РОБОТИ СТУДЕНТІВ

Підготувати конспект відповідей на запитання до іспиту.

ПЕРЕЛІК ЗАПИТАНЬ ДО ІСПИТУ 1(2) семестрі 1. Кінематика матеріальної точки. Система відліку. Траєкторія. Шлях. Радіус-

вектор. Переміщення. Швидкість та прискорення точки. 2. Криволінійний рух матеріальної точки. Нормальне та тангенціальне приско-

рення. 3. Обертальний рух матеріальної точки. Кутова швидкість та кутове прискорен-

ня. Зв'язок між лінійними та кутовими характеристиками руху. 4. Динаміка матеріальної точки. Маса. Імпульс. Сила. Інерційні та неінерційні

системи відліку. Закони Ньютона. 5. Поняття моменту імпульсу та моменту сили відносно точки. Рівняння момен-

тів. 6. Поступальний рух абсолютно твердого тіла. Центр мас. Динамічне рівняння

руху. 7. Обертальний рух абсолютно твердого тіла. Основний закон динаміки оберта-

льного руху. 8. Момент інерції а. т. т. відносно осі. Визначення моменту інерції циліндру. 9. Сили в механіці. Сила всесвітнього тяжіння. Сила пружності. Сила тертя. 10. Робота сили. Потужність. Консервативні сили. Потенціальна енергія. 11. Закони збереження в механіці. Закон збереження імпульсу. Закон збереження

моменту імпульсу. Закон збереження механічної енергії. 12. Електричні заряди. Закон збереження електричного заряду. Закон Кулона. 13. Електростатичне поле. Напруженість електростатичного поля. Силові лінії.

Принцип суперпозиції полів. 14. Робота електростатичного поля по переміщенню точкового заряду. Потенціа-

льна енергія. 15. Потенціал електростатичного поля. Еквіпотенціальні поверхні. Зв’язок між

напруженістю та потенціалом поля. 16. Потік вектора напруженості електростатичного поля. Теорема Гаусса в інтег-

ральній і диференціальній формах. 17. Застосування теореми Гаусса до розрахунку поля рівномірно зарядженої сфе-

ри. 18. Електричний диполь. Електричний момент диполя. Диполь в електростатич-

ному полі. 19. Діелектрики. Полярні і неполярні діелектрики. Сегнетоелектрики. 20. Поляризація діелектрика. Види поляризації. Поляризованість. Поляризаційні

заряди. Діелектрична сприйнятливість. 21. Електростатичне поле в діелектрику. Діелектрична проникність. Вектор елек-

тричного зміщення. Зв’язок між напруженістю поля в діелектрику, поляризо-ваністю діелектрика та вектором електричного зміщення електростатичного поля.

22. Провідники в електростатичному полі. Електростатична індукція. Електроста-тичний захист.

23. Розподіл додаткового заряду по поверхні провідника. Електроємність усаміт-неного провідника.

24. Конденсатори. Електроємність конденсатора. Ємність плоского, сферичного та циліндричного конденсаторів. З’єднання конденсаторів.

25. Енергія електростатичного поля. Об’ємна густина енергії поля. Енергія кон-денсатора.

26. Постійний електричний струм. Сила і густина струму. Умови існування елек-тричного струму в електричному колі.

27. Сторонні сили. Електрорушійна сила. Напруга. 28. Закон Ома в інтегральній формі для однорідної та неоднорідної ділянки кола,

для замкнутого кола. Електричний опір. 29. Закон Ома в диференціальній формі. Питомий опір, питома електропровід-

ність провідника. 30. Правила Кірхгофа та їх застосування до розрахунку розгалужених електрич-

них кіл. 31. Робота і потужність постійного струму. Коефіцієнт корисної дії джерела

струму. 32. Теплова дія струму. Закон Джоуля-Ленца в інтегральній та диференціальній

формах. 33. Магнітне поле. Індукція та напруженість магнітного поля. Лінії магнітної ін-

дукції. Принцип суперпозиції магнітних полів. 34. Потік вектора магнітної індукції. Теорема Гаусса для магнітного поля в інтег-

ральній та диференціальній формах. 35. Закон Біо-Савара-Лапласа та його застосування до розрахунку магнітного по-

ля прямолінійного провідника із струмом. 36. Сила Лоренца. Рух зарядженої частинки в магнітному полі. 37. Сила Ампера. Рамка із струмом в магнітному полі. Магнітний момент провід-

ного контуру. 38. Магнітний момент електрона і атома. Діамагнітний ефект. 39. Магнетики. Види магнетиків: діа-, пара-, феромагнетики. Намагніченість ре-

човини. Магнітна сприйнятливість магнетика. 40. Магнітне поле в магнетиках. Магнітна проникність. 41. Явище електромагнітної індукції. Закон Фарадея. Правило Ленца. Вихрові

струми. 42. Явище самоіндукції. Індуктивність провідника. Індуктивність соленоїда. 43. Екстраструми вмикання та вимикання. 44. Явище взаємоіндукції. Коефіцієнт взаємоіндукції. Трансформатор. 45. Енергія магнітного поля. Енергія поля соленоїда. Об’ємна густина енергії ма-

гнітного поля. 46. Коливання. Гармонічні коливання та їх характеристики (амплітуда, частота,

період. фаза). 47. Додавання гармонічних коливань однакового напряму. Биття. Гармонічний

аналіз. 48. Додавання взаємно перпендикулярних гармонічних коливань. Фігури Ліссажу. 49. Власні механічні коливання. Диференціальне рівняння коливань та його

розв’язок. Енергія коливань.

50. Вільні затухаючі механічні коливання. Диференціальне рівняння коливань та його розв’язок. Характеристики затухаючих коливань (логарифмічний декре-мент затухання, частота, період, час релаксації).

51. Вимушені механічні коливання. Диференціальне рівняння коливань та його розв’язок. Резонанс.

52. Електричний коливальний контур. Вільні незатухаючі коливання в контурі. Диференціальне рівняння коливань та його розв’язок. Енергія коливань.

53. Вільні затухаючі коливання в електричному коливальному контурі. Диферен-ціальне рівняння коливань та його розв’язок. Характеристики коливань (лога-рифмічний декремент затухання, час релаксації, період, частота, добротність).

54. Вимушені коливання в електричному коливальному контурі. Диференціальне рівняння коливань та його розв’язок.

ПЕРЕЛІК ЗАПИТАНЬ ДО ІСПИТУ 2 (3) семестрі

1. Хвилі. Гармонічна хвиля та її характеристики (довжина, фазова швидкість,

хвильове число). Хвильова поверхня. Рівняння плоскої та сферичної хвиль. 2. Пружна хвиля. Поперечна та поздовжня хвилі. Хвильове рівняння. Швидкість

пружної хвилі. 3. Енергія пружної хвилі. Об’ємна густина енергії. Вектор густини потоку енергії

(вектор Умова). Інтенсивність. 4. Звукова хвиля. Об’єктивні (спектр, інтенсивність) та суб’єктивні характерис-

тики звуку (висота тону, тембр, гучність). Швидкість звуку в повітрі. 5. Закон повного струму в інтегральній та диференціальній формах. 6. Струм зміщення. Узагальнення Максвеллом закону повного струму. 7. Вихрове електричне поле. Узагальнення Максвеллом закону електромагнітної

індукції. 8. Система рівнянь Максвелла. Електромагнітне поле як єдність електричного та

магнітного полів. 9. Електромагнітна хвиля. Хвильове рівняння. 10. Плоска електромагнітна хвиля. Швидкість хвилі. Поляризованість хвилі.

Зв’язок між амплітудними значеннями напруженостей електромагнітної хвилі. 11. Енергія електромагнітної хвилі. Об’ємна густина енергії. Вектор Пойтінга. Ін-

тенсивність електромагнітної хвилі. 12. Випромінювання електромагнітних хвиль диполем. Шкала електромагнітних

хвиль. Принцип радіозв’язку. 13. Інтерференція хвиль. Когерентні хвилі. Умови спостереження максимумів та

мінімумів інтерференції. 14. Стояча електромагнітна хвиля. Вузли та пучності стоячої хвилі. 15. Дифракція хвиль. Принцип Гюйгенса-Френеля. Дифракція на щілині. 16. Принцип суперпозиції хвиль. Хвильовий пакет. Групова швидкість. 17. Теплове випромінювання. Інтегральна та спектральна випромінювальна здат-

ності тіла. Спектральна поглинальна здатність тіла. Абсолютне чорне тіло. Сі-ре тіло.

18. Закони Кірхгофа і Стефана Больцмана. 19. Розподіл енергії в спектрі випромінювання а. ч. т. Закон Віна. Гіпотеза і фор-

мула Планка.

20. Зовнішній фотоефект. Досліди Столєтова. Вольт-амперна характеристика ва-куумного елементу. Закони фотоефекту. Рівняння Ейнштейна.

21. Корпускулярно-хвильовий дуалізм речовини. Формула де Бройля. Співвідно-шення невизначеностей Гейзенберга.

22. Хвильова функція мікрочастки та її статистичний зміст. Стаціонарне рівняння Шредінгера.

23. Мікрочастка в одномірній прямокутній потенціальній ямі. Знаходження влас-них функцій та власних значень енергії мікрочастки.

24. Атом водню. Спектр випромінювання атома. Серіальна формула. 25. Постулати Бора. Енергія електрона в атомі. 26. Квантово-механічний опис воднеподібного атома. Квантові числа: головне,

азимутальне, магнітне. Орбітальний механічний і магнітний моменти електро-на в атомі. Спін електрона і магнітне спінове число.

27. Багатоелектронний атом. Принцип Паулі. Квантово-механічне обгрунтування періодичної системи елементів.

28. Кристали. Кристалічна гратка. Дефекти кристалічної гратки. Типи хімічного зв’язку між атомами в кристалах.

29. Рівняння Шредінгера для вільних електронів в металах. Енергія Фермі. 30. Утворення енергетичних зон кристалів. Зонна структура металів, напівпровід-

ників та діелектриків. 31. Розподіл вільних електронів по енергетичним станам в металах та напівпрові-

дниках. Статистика Фермі-Дірака. 32. Електропровідність металів. Поняття ефективної маси, часу релаксації, рухли-

вості. Залежність опору металів від температури. Надпровідність. 33. Електропровідність напівпровідників. Донорні та акцепторні домішки. Темпе-

ратурна залежність електропровідності напівпровідників. Власна та домішкова провідності.

34. Рівноважні та не рівноважні носії заряду в напівпровідниках. Внутрішній фо-тоефект. Стаціонарна фотопровідність.

35. Електричний струм у напівпровідниках. Дифузійний та дрейфовий струми. Співвідношення Ейнштейна між рухливістю та коефіцієнтом дифузії. Дифу-зійна довжина та довжина зсуву носіїв заряду.

36. Ефект Холла. Ефект Ганна. 37. Робота виходу електронів з кристалу. Контакт двох металів, контактна різни-

ця потенціалів. 38. Термоелектричні явища: Зеебека, Пельтьє. 39. Контакт двох напівпровідників з різними типами провідності. Рівноважний

стан p-n переходу. Воль-амперна характеристика p-n переходу. Інжекція та ек-стракція носіїв заряду.

40. Напівпровідникові прилади (діоди, транзистори) 41. Поняття про гетеропереходи та їхнє використання (сонячні елементи, світло-

діоди, напівпровідникові лазери).

VI. ЗАГАЛЬНІ МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

Навчальна дисципліна ФІЗИКА відноситься до загальноосвітньої дисциплі-ни. Разом з дисципліною Фізика оптичного зв’язку забезпечує загальне спряму-вання процесу навчання студентів та їхню підготовку для вивчення професійно-орієнтованих дисциплін. Крім того, категорії та поняття дисципліни можуть знайти своє відображення при вивченні таких предметів як філософія, радіотехні-ка, телевізійні і комунікаційні мережі зв’язку, інформаційна безпека та інших предметів технічного напрямку.

Основними формами вивчення дисципліни є лекції, практичні заняття, ла-бораторні заняття, виконання індивідуальних завдань та самостійна робота сту-дента.

Навчальна робота студента - заочника по вивченню Фізики складається із наступних елементів: прослуховування лекції викладача, розв’язання задач, ви-конання лабораторних робіт, самостійного вивчення теоретичного матеріалу по навчальним посібникам, виконання індивідуальних завдань (написання відпові-дей на контрольні запитання), здачі іспиту.

Вказівки до самостійної роботи

1. Вивчати курс систематично протягом усього навчального процесу. Вивчення Фізики у стислі строки перед екзаменом не дасть глибоких та міцних знань. 2. Обравши якийсь навчальний посібник у якості основного для певної частини курсу, дотримуватись цього посібника при вивченні всієї частини або принаймні її розділу. Заміна одного посібника іншим в процесі навчання може привести до втрати логічного зв’язку між окремими питаннями. Але якщо основний посібник не дає повної чи ясної відповіді на деякі питання програми, необхідно звертатись до інших навчальних посібників. 3. При читанні навчального посібника складати конспект (відповіді на основні запитання до іспиту), у якому записувати закони і формули, що описують ці за-кони, визначення фізичних величин та їх одиниць, робити рисунки і розв’язувати типові задачі. При рішенні задач користуватись Міжнародною системою одиниць (СІ). 4. Самостійну роботу по фізиці піддавати систематичному контролю. Для цього після вивчення чергового розділу треба навчатись відповідати на основні питання до іспиту по цьому розділу. При цьому треба використовувати робочу програму з Фізики. 5. Прослухати лекцію по Фізиці, яка організована для студентів – заочників. Ко-ристуватись очними консультаціями викладачів, а також подавати питання у письмовому вигляді. 6. На практичне заняття відбирається такий навчальний матеріал, на якому можна застосувати набуті теоретичні знання до розв’язання конкретних задач по дисци-пліні.

Вказівки до розв’язання задач

1. Вказати основні закони і формули, на яких базується рішення, сформулювати ці закони словами, роз’яснити означення формул літерами. Якщо при розв’язанні задач використовується формула, яка отримана для окремого випадку і не пере-

дає будь який фізичний закон, чи не є визначенням деякої фізичної величини, то її слід вивести. 2. Дати рисунок, що пояснює зміст задачі. Виконати його акуратно за допомогою креслярських приладів. 3. Супроводжувати рішення задачі короткими, але ж вичерпним поясненнями. 4. Отримати рішення у загальному вигляді, тобто виразити шукану величину в літерних позначеннях величин, що задані в умові задачі. При такому способі рі-шення проміжні величини не розраховуються. 5. Підставити у праву частину отриманої робочої формули замість символів ве-личин їх позначення, провести з ними необхідні дії і переконатися, що отримана при цьому одиниця відповідає шуканій величині. 6. Підставити у робочу формулу числові значення величин, які виражені в одини-цях однієї системи, та виконати обчислення величин, що підставлені у формулу. Записати у відповіді числове значення та скорочене найменування одиниці шука-ної величини. 7. При підстановці у робочу формулу, а також при запису відповіді числові зна-чення величин записати як добуток десяткової дроби з однією значущою цифрою перед комою на відповідну ступінь десяти. Наприклад, замість 3520 слід записати 3,52·103 , замість 0,00129 записати 1,29·10-3 і т. ін. 8. Оцінити, де це є можливим, правдоподібність числової відповіді. У ряді випад-ків така оцінка допоможе виявити помилковість отриманої відповіді. Наприклад, швидкість світла у середовищі не може бути більше швидкості світла у вакуумі.

Вказівки до виконання лабораторних робіт Мета виконання лабораторних робіт – поглибити теоретичні знання студен-тів, ознайомити їх з технічними засобами і методами точного вимірювання, на-вчити фізичному експериментуванню. В навчальному процесі фізичне експери-ментування є одним із методів вивчення фізики як науки. Важливі і виховні аспекти виконання лабораторних робіт: вони сприяють розвитку спостережливості, конструктивного мислення, цікавості до предмету і творчого підходу до надбання знань. Лабораторні роботи не є чимось ізольованим від лекційного курсу фізики. Вони є однією із складових частин цілісного навчального процесу, в кому відби-вається єдність теорії, досліду і практики в пізнанні природи. Студент повинен старанно готуватись до лабораторної роботи: - ознайомитись з короткими теоретичними відомостями, які викладені в методич-ному посібнику до даної лабораторної роботи, - опрацювати рекомендовану літературу, - скласти конспект, - дати усні відповіді на контрольні запитання, які викладені в методичному посі-бнику до даної лабораторної роботи, При необхідності студент повинен заздалегідь скористуватись лабораторією для отримання консультації, більш детального вивчення приладів і т.п. Без попере-дньої підготовки студент не допускається до виконання лабораторної роботи. Перед першим заняттям студент повинен ознайомитись з правилами техніки безпеки в даній лабораторії, про що має поставити свій підпис у обліковому жур-налі.

Результати вимірювань потрібно акуратно внести в таблицю, форму якої по-винна бути заздалегідь продумана. Після закінчення експерименту, не демонтуючи установку або схему, відразу ж обрахувати кінцевий результат; якщо він незадовільний, то знову провести ви-мірювання. Для отримання заліку студент повинен представити письмовий звіт про ви-конання лабораторної роботи, в якому крім записів по підготовці мають бути на-ведені первинні дані і кінцеві результати експерименту: формула, результат об-числення шуканої величини, абсолютна і відносна похибки, відповідні графіки.

КРИТЕРІЇ ОЦІНЮВАННЯ ЗНАНЬ І ВМІНЬ СТУДЕНТІВ

„Відмінно" - заслуговує студент, який показав повні знання і розуміння фізичних процесів, вірно сформулював всі закони або положення, перераховані в питанні, безпомилково виконав усі розрахунки наданої задачі та виявив при цьому творчі здібності. „Добре"- заслуговує студент, який показав повні знання і розуміння фізичних процесів, вірно сформулював всі закони або положення, перераховані в питанні, але виконав розрахункове завдання з деякими помилками, які не носять принци-пового характеру, або неохайно оформив роботу. „Задовільно" - студент повинен показати розуміння фізичних процесів, (вірно відобразити та описати його суть), сформулював всі закони або положення, пере-раховані в питанні, але допустив помилки при відповідях на питання та у розв’язанні задачі. „Незадовільно" одержує студент, який не розуміє фізичних процесів, хибно сформулював закони або положення, перераховані в питанні, або під час вико-нання розрахунків задачі.

VII. ІНФОРМАЦІЙНО-МЕТОДИЧНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ

Список літератури

1. Основна 1. Савельев И.В. Курс общей физики в 3-х томах. Учебное пособие для

студентов вузов.-М.:Наука, 1986-1988. 2. Кучерук І.М., Горбачук І.Т., Луцик П.П. Загальний курс фізики. Київ.

“Техніка, ” т.1-3. 1999-2001. 3. Трофимова Т.И. Краткий курс физики. М.: Высшая школа 2000. 352с. 4. Детлаф А.А.,Яворский Б.М., Милковская Л.Б. Курс физики в 3-х томах.

Учебн. пособие для вузов. М.: Высш.школа.1973-1979. 5. Волькенштейн В.С. Сборник задач по общему курсу физики; 12-е изд.

испр. М.:Наука, 1990. 400с. 6. Чертов А.Г., Воробьев А.А. Задачник по физике. Учебн. пособие для

студентов вузов. 4-е изд., переработ. и доп. М. Высшая школа, 1981-496 с.

7. Савельев И.В. Сборник вопросов и задач по общей физике. М., Астрел 6. АСТ, 2001. 319с.

8. Трофимова Т.И. Сборник задач по курсу физики для втузов. М.: «Оникс 21 век», «Мир и образование», 2003. 383с.

9. Воробьев А.А., Чертов А.Г. Физика. Методические указания и контроль-ные задания для студентов-заочников инженерно-технических специа-льностей высшых учебных заведений. 4-е изд., переработ.-М. Высшая школа. 1983. 160с.

2. Додаткова

1. Зисман Г.Н., Тодес О.М. Курс общей физики в 3-х частях. Учебн. посо-

бие для лицеев, коледжей и высших учебных заведений. Киев. Дніпро. 1994.

2. Орир Д.Ж. Физика. Пособие для студентов вузов: в 2-х томах. Перевод с англ. М. Мир. 1981.

3. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике: 3-е изд., испр. М. Наука. 1990-624с.

4. Чертов А.Г. Единицы физических величин: справ. пособие-М. Высшая школа, 1977.

5. Трофимова Т.И. 500 основных законов и формул. Справочник. М. Выс-шая школа, 2003. 62с.

6. Трофимова Т.И. Физика в таблицах и формулах: учебное пособие для студентов втузов. М.:ДРОФА, 2002 431с.

7. Геворкян Р.Г. Курс физики: учебн. пособие для вечерних и заочных фа-культетов вузов. М. Высшая школа, 1979-656с.

8. Матвеев А.И. Курс общей физики в 5-ти томах. М. Высшая школа, 1986-1989.

9. Сивухин Д.В. Курс общей физики в 5-ти томах. М. Наука, 1974-1989.

10. Фейнман С., Лейтон Р., Сэндс М., Фейнмановские лекции по физике. Выпуски 1-10.-М. Мир, 1976-1989.

11. Викулин И.М., Стафеев В.И. Физика полупроводниковых приборов. 2-е изд., перераб. и доп. М. Радио и связь, 1990. 264с.

12. ДСТУ 3651.0-97 Одиниці фізичних величин. Основні одиниці фізичних величин Міжнародної системи одиниць. Основні положення, назви та по-значення. Київ. Держстандарт України.

13. ДСТУ 3651.1-97. Метрология. Одиниці фізичних величин. Похідні оди-ниці фізичних величин Міжнародної системи одиниць та позасистемні одиниці. Основні поняття, назви та позначення. Київ. Держстандарт України.

14. ГОСТ 8.207-76. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Ме-тоды обработки результатов наблюдений. Основные положения. М. Гос-комстандарт СССР.

15. Міщенко Л.А.. “Основи вимірювань фізичних величин”. Навчальний по-сібник. Київ, ДУІКТ, 2003, с.16.

Розробник робочої навчальної програми доц. кафедри фізики, к.ф.-м.н. Л.А.Міщенко

Navchalna_programa_fizika

Documents

Transcript of Navchalna_programa_fizika