Центр дистанционного обучения КнАГУ

Distance Education Center of KnASU

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 механики

О 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

  • Геометрическая оптика(Практическая работа)

  • Методические указания к лабораторным работам(Лабораторная работа)

  • Минитест "Волны"(Рубежный тест)

  • Линзы. Фотометрия.(Практическая работа)

  • Уравнение бегущей волны(Традиционная лекция)

  • Практическое задание "Волны"(Домашнее задание)

  • Минитест "Интерференция света"(Рубежный тест)

Световые волны

  • Механические волны (Практическая работа)(Практическая работа)

  • По маршруту(Лабораторная работа)

  • Интерференция света от двух источников.(Практическая работа)

  • Практическое задание "Интерференция света"(Домашнее задание)

  • Естественный свет (Дополнительный материал)

Модуль 2 : Дифракция света.

Виды дифракции

  • Дифракция света(Домашнее задание)

  • Метод зон Френеля(Традиционная лекция)

  • По маршруту(Лабораторная работа)

  • Волновые свойства света(Практическая работа)

  • Дифракционная решетка(Практическая работа)

Модуль 3 : Поляризованный свет.

Закон Малюса

  • Получение и исследование поляризованного света(Традиционная лекция)

  • Закон Брюстера. Закон Малюса(Практическая работа)

  • Коллоквиум по теме "Волновая оптика"(Практическая работа)

  • Световые явления Интерактивный модуль(Домашнее задание)

  • Минитест "Волновые свойства света"(Рубежный тест)

  • Поляризация света ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ(Домашнее задание)

  • По маршруту(Лабораторная работа)

Модуль 4 : Квантовая природа света.

Тепловое излучение

  • Ультрафиолетовая катастрофа(Традиционная лекция)

  • Минитест "Тепловое излучение"(Рубежный тест)

  • Тепловое излучение (Практическая работа)(Практическая работа)

  • Законы теплового излучения ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ(Домашнее задание)

  • Фотоны(Практическая работа)

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)

  • Боровская модель атома водорода(Практическая работа)

  • Интерактивный модуль "Двойственная природа света"(Домашнее задание)

  • Минитест "Фотоны"(Рубежный тест)

  • Атом водорода ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ(Домашнее задание)

Модуль 6 : Элементы квантовой механики.

Корпускулярно-волновой дуализм вещества

  • Уравнение Шредингера(Традиционная лекция)

  • Длина волны де-Бройля (Практическая работа)(Практическая работа)

Модуль 7 : Квантово-механическая модель атома.

Водородоподобные системы

  • По маршруту(Лабораторная работа)

  • Простейшие одномерные задачи квантовой механики ИНТЕРАКТИВНЫЙ МОДУЛЬ(Домашнее задание)

  • Минитест Квантовая механика(Рубежный тест)

  • Квантово-механическая модель атома водорода(Практическая работа)

  • По маршруту(Лабораторная 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

  • Водородоподобные системы(Практическая работа)

  • Зачетное занятие(Лабораторная работа)

  • Распределение Ферми-Дирака (Дополнительный материал)

Экзамен

  • Заключительный тест(Экзамен)

Информационные ресурсы

  1. Трофимова, Т.И. Курс физики / Т.И. Трофимова. – М.: Высшая школа, 2006. – 530 с.
  2. Детлаф, А.А Курс физики / А.А. Детлаф, Б.М. Яворский. – М.: Высшая школа, 2009. – 605 с.
  3. 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.
  4. Зисман, Г.А Курс общей физики /Г.А. Зисман, О.М. Тодес.- Санкт-Петербург: Издательский дом «Лань», 2007. – 3 т.
  5. Волькенштейн, В.С. Сборник задач по общему курсу физики / В.С. Волькенштейн . – Санкт- Петербург: Книжный мир, 2005.-326 с.
  6. 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:

  1. Посещение лекций и ведение конспекта - 2 балла
  2. Защита решённых на практическом занятии задач - 4 балла
  3. Решение практического домашнего задания из трех задач -6 баллов
  4. Выполнение и защита лабораторной работы - 10 баллов
  5. Выполнение минитеста или интерактивного модуля - 5 баллов
  6. 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



Модулей 8

Часов 144

Недель 16

Часов в неделю 4

КнАГУ

Комсомольский-на-Амуре Государственный Университет