Физика. Часть 3. Волновые процессы. Оптика. Квантовая физика.
Аннотация
Данный курс является третьей частью общего курса физики, рассчитанного на три семестра. В этой части курса рассматриваются волновые и квантовые свойства света и основы квантовой механикиО курсе
Курс посвящен
Курс посвящен изучению наиболее общих законов природы, свойств и строения материи и законов её движения. Понятия физики и её законы лежат в основе всего естествознания. Физика относится к точным наукам и изучает количественные закономерности явлений. Вместе с тем физика является и экспериментальной наукой, многие её законы основываются на эмпирических данных. Дисциплина нацелена на формирование знаний, умений и навыков формирования компетенции УДКф в процессе освоения образовательных программ.
Цели курса
1. Изучение основных физических явлений; 2. формирование научного мировоззрения и современного физического мышления; 3. овладение фундаментальными понятиями, законами и теориями классической и современной физики, а также методами физического исследования; 4. овладение приемами и методами решения конкретных задач из различных областей физики; 5. ознакомление с современной научной аппаратурой, формирование навыков проведения физического эксперимента, умение выделить конкретное физическое содержание в прикладных задачах будущей специальности.
Инновационные технологии обучения
Мультимедийные лекции, интерактивные демонстрации, система тестирования, бально-рейтинговая оценка знаний.Результаты обучения
Изучение курса способствует формированию большинства приведенных ниже общекультурных и профессиональных компетенций (ОК и ПК): – способность к самоорганизации и самообразованию (ОК-7) – способность представить адекватную современному уровню знаний научную картину мира на основе знания основных положений, законов и методов естественных наук и математики; (ОПК-1) – способность выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлечь для их решения соответствующий физико-математический аппарат (ОПК-2) – способность владеть основными приемами обработки и представления экспериментальных данных (ОПК-5) – способность выполнять эксперименты и интерпретировать результаты по проверке корректности и эффективности решений (ПК - 7)
Мотивационная фраза
Физика формирует научное мировоззрение и современное восприятие окружающего мира, физическое мышление и является основой для дальнейшего успешного изучения общетехнических и специальных дисциплин.Формат курса
Состав курса
Изучение теоретического материала, решение задач, выполнение лабораторных работ.
Расписание курса
Модуль 1 : Волны различной природы.
Механические волны
- Методические указания к лабораторным работам(Лабораторная работа)
- Минитест "Волны"(Рубежный тест)
- Уравнение бегущей волны(Традиционная лекция)
- Геометрическая оптика(Практическая работа)
- Теоретические вопросы(Домашнее задание)
- Линзы. Фотометрия.(Практическая работа)
- Минитест "Интерференция света"(Рубежный тест)
- Практическое задание "Волны"(Контрольная работа)
- Интерактивный модуль (Домашнее задание)
- Интерактивный модуль (Домашнее задание)
Световые волны
- Теоретические вопросы(Домашнее задание)
- Механические волны(Практическая работа)
- По маршруту(Лабораторная работа)
- Практическое задание "Интерференция света"(Контрольная работа)
- Интерференция света от двух источников.(Практическая работа)
- Естественный свет (Дополнительный материал)
- Интерактивный модуль (Домашнее задание)
Модуль 2 : Дифракция света.
Виды дифракции
- Теоретические вопросы(Домашнее задание)
- Дифракция света(Контрольная работа)
- По маршруту(Лабораторная работа)
- Метод зон Френеля(Традиционная лекция)
- Волновые свойства света(Практическая работа)
- Дифракционная решетка(Практическая работа)
- Интерактивный модуль (Домашнее задание)
Модуль 3 : Поляризованный свет.
Закон Малюса
- Получение и исследование поляризованного света(Традиционная лекция)
- Теоретические вопросы(Домашнее задание)
- Закон Брюстера. Закон Малюса(Практическая работа)
- Коллоквиум по теме "Волновая оптика"(Практическая работа)
- Минитест "Волновые свойства света"(Рубежный тест)
- Поляризация света ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ(Контрольная работа)
- По маршруту(Лабораторная работа)
- Световые явления Интерактивный модуль(Домашнее задание)
- Интерактивный модуль (Домашнее задание)
Модуль 4 : Квантовая природа света.
Тепловое излучение
- Ультрафиолетовая катастрофа(Традиционная лекция)
- Минитест "Тепловое излучение"(Рубежный тест)
- Тепловое излучение(Практическая работа)
- Законы теплового излучения ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ(Контрольная работа)
- Фотоны(Практическая работа)
- Интерактивный модуль (Домашнее задание)
Фотоэффект
- Интерактивный модуль "Анализируем фотоэффект"(Домашнее задание)
- Минитест "Внешний фотоэффект"(Рубежный тест)
- Законы фотоэффекта(Практическая работа)
Модуль 5 : Строение атомов и спектры излучения.
Водородоподобные системы
- Боровская теория атома водорода(Традиционная лекция)
- Интерактивный модуль "Двойственная природа света"(Домашнее задание)
- Минитест "Фотоны"(Рубежный тест)
- Атом водорода ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ(Контрольная работа)
- Боровская модель атома водорода(Практическая работа)
Модуль 6 : Элементы квантовой механики.
Корпускулярно-волновой дуализм вещества
- Практическое задание "Элементы квантовой механики"(Контрольная работа)
- Длина волны де-Бройля(Практическая работа)
- Уравнение Шредингера(Традиционная лекция)
Модуль 7 : Квантово-механическая модель атома.
Водородоподобные системы
- По маршруту(Лабораторная работа)
- По маршруту(Лабораторная работа)
- Простейшие одномерные задачи квантовой механики ИНТЕРАКТИВНЫЙ МОДУЛЬ(Домашнее задание)
- Минитест Квантовая механика(Рубежный тест)
- Уравнение Шредингера(Практическая работа)
Основы физики лазеров
- Интерактивный модуль Лазер(Домашнее задание)
- Минитест "Принцип действия и устройство лазеров"(Рубежный тест)
- Принцип действия и устройство лазеров(Традиционная лекция)
Модуль 8 : Элементы квантовых статистик и физики твердого тела.
Статистические закономерности
- Зачетное занятие(Лабораторная работа)
- Водородоподобные системы(Практическая работа)
- Распределение Ферми-Дирака (Дополнительный материал)
Экзамен
- Заключительный тест(Экзамен)
Информационные ресурсы
- Трофимова, Т.И. Курс физики / Т.И. Трофимова. – М.: Высшая школа, 2006. – 530 с.
- Детлаф, А.А Курс физики / А.А. Детлаф, Б.М. Яворский. – М.: Высшая школа, 2009. – 605 с.
- Савельев, И.В. Курс общей физики: в 3 т.:учеб.пособие для студентов втузов / И.В. Савельев. – Санкт-Петербург: Издательский дом «Лань», 2007. – 3 т.
- Зисман, Г.А Курс общей физики /Г.А. Зисман, О.М. Тодес.- Санкт-Петербург: Издательский дом «Лань», 2007. – 3 т.
- Волькенштейн, В.С. Сборник задач по общему курсу физики / В.С. Волькенштейн . – Санкт- Петербург: Книжный мир, 2005.-326 с.
- Чертов, А.Г., Задачник по физике / А.Г. Чертов, А.А. Воробьев. – М.: Высшая школа, 2005 – 550 с.
Оценивание и документы
Правила Формирования оценки
Оценивание производится по бально-рейтинговой системе по следующим видам работ:
- Посещение лекций и ведение конспекта - 2 балла
- Защита решённых на практическом занятии задач - 4 балла
- Решение практического домашнего задания из трех задач -6 баллов
- Выполнение и защита лабораторной работы - 10 баллов
- Выполнение минитеста или интерактивного модуля - 5 баллов
- Выполнение итогового теста ( три положительных результа) - 30 баллов
Система оценивания
При формировании оценки суммируются баллы по всем видам работ.
Предусмотрен понижающий коэффициент 0,8 при просрочке сдачи задания на срок, больше одной недели.
Направления подготовки
- 12.03.04 Биотехнические системы и технологии
- 27.03.05 Инноватика
- 15.03.06 Мехатроника и робототехника
- 11.03.04 Электроника и наноэлектроника
- 13.03.02 Электроэнергетика и электротехника