Дисциплина “Физика” относится к базовой части математического и естественно-научного цикла основной образовательной программы подготовки бакалавров по направлению 140400 Электроэнергетика, электротехника. Дисциплина “Физика” в сочетании с другими дисциплинами общего естественнонаучного цикла должна формировать цельное представление о процессах и явлениях, происходящих в неживой природе, научный способ мышления, умение видеть естественнонаучное содержание проблем, возникающих в практической деятельности специалиста. Знания, полученные по освоению дисциплины “Физика” необходимы для освоения дисциплин профессионального цикла соответствующего профиля подготовки.

Целью изучения дисциплины «Физика» является получение студентами базового образования по направлению подготовки 140400 Электроэнергетика, электротехника по всем профилям подготовки. 
Задачами дисциплины является изучение основных физических явлений; овладение фундаментальными понятиями, законами и теориями физики, а также методами физического исследования; овладение приемами и методами решения конкретных задач из различных областей физики; формирование навыков проведения физического эксперимента, умения выделить конкретное физическое содержание в прикладных задачах будущей деятельности.

Вид учебной работы

Всего часов

из них, проводимых в интерактивной форме

семестры

1

2

3

ОБЩАЯ  ТРУДОЕМКОСТЬ  ДИСЦИПЛИНЫ

360

50

108

108

144

АУДИТОРНЫЕ  ЗАНЯТИЯ:

252

50

90

90

72

Лекции  (Лк)

108

30

36

36

36

Практические (семинарские) занятия  (ПЗ)

90

 

36

36

18

Лабораторные работы  (ЛР)

54

20

18

18

18

и(или) другие виды аудиторных занятий

 

 

 

 

 

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА:

108

 

18

18

72

Курсовой проект (работа)

 

 

 

 

 

Расчетно-графические работы

 

 

 

 

 

Реферат

 

 

 

 

 

и (или) другие виды самостоятельной работы

72(36)

 

18

18

36(36)

ВИД  ИТОГОВОГО КОНТРОЛЯ

(З – зачет,  Э – экзамен)

З, З, Э

 

З

З

Э

Содержание разделов дисциплины

 

1 СЕМЕСТР

РАЗДЕЛ 1. Физические основы классической механики.

 

Предмет физики. Физические основы классической механики. Кинематика материальной точки. Система отсчета. Скорость. Ускорение и его составляющие. Движение тела, брошенного под углом к горизонту. Угловая скорость и угловое ускорение. Динамик прямолинейного движения. Динамика материальной точки. Первый закон Ньютона. Масса и силы. Второй закон Ньютона. Третий закон Ньютона. Динамика системы частиц. Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции. Работа и энергия. Законы сохранения. Основные представления о законах сохранения. Закон сохранения импульса. Работа и энергия. Консервативные силы. Закон сохранения полной механической энергии. Удар абсолютно упругих тел. Удар абсолютно неупругих тел. Диссипация энергии. Динамика вращательного движения. Момент инерции. Теорема Штейнера. Кинетическая энергия вращения тела. Момент силы. Работа по вращению тела. Основной закон динамики вращательного движения тела. Определение момента импульса. Закон сохранения момента импульса. Динамика твердого тела. Гравитация. Небесная механика. Элементы механики жидкостей и газов. Давление в жидкости и газе. Уравнение неразрывности. Уравнение Бернулли. Вязкость. Ламинарный и турбулентный режимы течения жидкостей. Движение тел в жидкостях и газах.

 

РАЗДЕЛ 2. Основы релятивистской механики.

 

Элементы специальной теории относительности. Преобразования Галилея. Механический принцип относительности. Постулаты специальной теории относительности. Относительность одновременности. Преобразования Лоренца. Одновременность событий в разных системах отсчета. Длина тел в разных системах отсчета (сокращение длины). Длительность событий в разных системах отсчета (замедление времени). Релятивистский закон сложения скоростей. Интервал между событиями. Релятивистское выражение для импульса. Основной закон релятивистской динамики. Закон взаимосвязи массы и энергии.

 

РАЗДЕЛ 3. Молекулярная физика и термодинамика.

 

Основы молекулярной физики и термодинамики. Феноменологическая термодинамика. Основы молекулярной физики. Статистическая физика. Статистический и термодинамический методы исследования. Параметры состояния вещества. Кинетическая теория равновесного идеального газа. Уравнение состояния идеального газа. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеальных газов. Закон Максвелла о распределении по скоростям теплового движения. Барометрическая формула. Распределение Больцмана. Среднее число столкновений и средняя длина свободного пробела молекул. Явления переноса в газах. Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Изотермы реальных газов и их сравнения с теоретическими. Основы термодинамики. Термодинамика идеального газа. Внутренняя энергия системы. Теплота и работа. Работа газа при его расширении. Первое начало термодинамики и его применение к изопроцессам. Теплоемкость идеального газа. Круговой процесс (цикл). Обратимые и необратимые процессы. Цикл Карно. Энтропия. Второе начало термодинамики. Явления переноса в газах. Агрегатные состояния вещества. Тепловые свойства твердых тел. Равновесие фаз и фазовые переходы. Явления на поверхности жидкости. Квантовые газы. Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса.

 

 

 

2 СЕМЕСТР

РАЗДЕЛ 4. Электричество и магнетизм.

 

Электростатика. Постоянное электрическое поле в вакууме. Электрический заряд. Закон сохранения электрического заряда. Взаимодействие зарядов. Закон Кулона. Электрическое поле. Напряженность поля. Электрический диполь. Потенциал электрического поля. Поток вектора напряженности. Теорема Остроградского-Гаусса. Примеры вычисления электростатических полей с помощью теоремы Остроградского-Гаусса. Диэлектрики и проводники в постоянном электрическом поле. Виды поляризации диэлектриков. Электрическое поле в диэлектрике. Поляризованность диэлектрика. Теорема Остроградского-Гаусса для электростатического поля в диэлектрике. Условия на границе раздела двух диэлектрических сред. Сегнетоэлектрики. Проводники в электростатическом поле. Электроемкость уединенного проводника. Конденсаторы. Энергия электростатического поля. Постоянный электрический ток. Законы постоянного тока. Электрический ток. Сила и плотность тока. Закон Ома для однородного проводника. Сторонние силы. Закон Ома для неоднородного участка цепи. Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца. Классическая теория электропроводности металлов. Электрические свойства твердых тел. Правила Кирхгофа для разветвленных цепей. Электромагнетизм. Постоянное магнитное поле в вакууме. Магнитное поле. Вектор индукции магнитного поля. Действие магнитного поля на заряды и токи. Силы Ампера. Закон Био-Савара-Лапласа. Напряженность магнитного поля. Закон полного тока для магнитного поля в вакууме. Магнитный поток. Теорема Гаусса для магнитного поля. Сила Лоренца. Принцип действия циклических ускорителей заряженных частиц. Явление Холла. Явление электромагнитной индукции. Самоиндукция. Индуктивность. Энергия магнитного поля. Постоянное магнитное поле в веществе. Магнитные моменты атомов. Магнитное поле в веществе. Напряженность магнитного поля. Относительная магнитная проницаемость. Диамагнетики. Парамагнетики. Ферромагнетики. Понятие о природе ферромагнетизма. Антиферромагнетики. Явление сверхпроводимости. Электромагнитное поле. Основы теории Максвелла для электромагнитного поля. Второе уравнение Максвелла. Ток смещения. Полная система уравнений Максвелла для электромагнитного поля. Относительность электрической и магнитной составляющих электромагнитного поля. Колебания и волны. Колебательный контур. Электромагнитные колебания. Свободные незатухающие колебания. Свободные затухающие колебания. Свободные гармонические колебания в колебательном контуре. Дифференциальное уравнение вынужденных колебаний и его решение. Переменный ток. Волновые процессы. Электромагнитные волны. Энергия электромагнитных волн.

 

3 СЕМЕСТР

РАЗДЕЛ 5. Оптика

 

Волновая оптика. Световые волны. Интерференция световых волн. Когерентность и ее осуществление. Способы наблюдения интерференции света. Некоторые примеры применения интерференции света. Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Дифракция на круглом отверстии и диске. Поляризация света. Естественный и поляризованный свет. Поляризация при отражении и преломлении. Двойное лучепреломление. Взаимодействие электромагнитных волн с веществом. Дисперсия света. Электронная теория дисперсии света. Поглощение и рассеяние света. Тепловое излучение и его характеристики. Закон Кирхгофа. Абсолютно черное тело. Законы теплового излучения абсолютно черного тела. Фотоэффект. Фотоны. Масса и импульс фотона. Двойственная природа света.

 

РАЗДЕЛ 6. Элементы квантовой физики. Основы атомной и ядерной

 физики

 

Основы квантовой механики. Двойственная корпускулярно-волновая природа микрообъектов. Вероятностный смысл волн де Бройля. Волновая функция Соотношение неопределенностей. Уравнение Шредингера. Простые задачи квантовой механики. Туннельный эффект. Боровская теория атома. Строение атома. Атом водорода. Молекулы. Физика лазеров. Спонтанное и вынужденное излучение. Оптическое усиление в среде с инверсной заселенностью. Лазеры. Механический и магнитный моменты электрона в атоме. Принцип тождественности микрочастиц. Бозоны и фермионы. Понятие о квантовых статистиках Бозе-Эйнштейна и Ферми-Дирака. Зонная теория твердых тел. Основы зонной теории. Металлы, диэлектрики, полупроводники с точки зрения зонной теории. Собственная проводимость полупроводников. Примесная проводимость полупроводников n-типа. Примесная проводимость полупроводников р-типа. Электронно-дырочной переход. Физика атомного ядра и элементарных частиц. Основные свойства и строение ядра. Энергия связи ядер. Ядерные силы. Ядерные реакции. Цепной процесс деления ядер. Термоядерные реакции. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Элементарные частицы.