Самостоятельная работа магистранта под руководством преподавателя (СРМП)
СОДЕРЖАНИЕ
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА
ДИСЦИПЛИНЫ
Стр.
1. | Типовая учебная программа дисциплины……………... | 6 |
2. | Силлабус (рабочая учебная программа дисциплины)… | 6 |
3. | Карта учебно-методической обеспеченности дисциплины……………………………………………… | 18 |
4. | Методические рекомендации по дисциплине………… | 19 |
5. | Лекционный комплекс (тезисы лекций)………………. | 20 |
6. | План практических (семинарских) занятий…………… | 62 |
7. | Материалы для СРМ…………………………………….. | 65 |
8. | Материалы по контролю и оценке учебных достижений обучающихся……………………………………….. | 67 |
1 ТИПОВАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
Типовая учебная программа по дисциплине «Основные принципы современной физики» утверждена и введена в действие протокольным решением заседания Республиканского учебно-методического совета высшего и послевузовского образования от 30 декабря 2009 г.
2 СИЛЛАБУС (РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА) ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«Основные принципы современной физики» для специальности
6М060400-«Физика»
Преподаватель: Леонтьев Павел Иванович
Телефон:
Кабинет: 304/5
Офисные часы и время консультаций: по расписанию занятий и графику СРМП
Разработан на основании ГОСО РК специальности, рабочих учебных планов специальности, типовой программы дисциплины.
Выписка из рабочих учебных планов
|
|
Таблица 1
Поток (группа) | Креди ты |
Общее кол-во часов | Распределение аудиторных часов | Форма Контроля | ||
лекции | Практические | Лабораторные | ||||
Ф-м-13 | 2 | 90 | 15 | 15 | - | Экзамен |
Общие сведения
1.1 Цель курса:
Цель изучения дисциплины «Основные принципы современной физики» состоит в том, чтобы в физической науке о Природе уделить внимание методам описания физических явлений на основе базовых представлений, принципов и логических схем, имеющих основополагающее и всеобщее значение для предмета в целом. Это необходимо для формирования целостного научного мировоззрения естествоиспытателя широкого профиля, способного видеть, грамотно ставить и решать многочисленные практические и теоретически важные задачи, в том числе возникающие на стыках различных научных направлений.
Задачи курса
Для достижения указанных целей необходимо выполнить следующие задачи:
· изложить основные подходы, принципы и законы физики, имеющие всеобщий, универсальный характер и обратить внимание на важные особенности и взаимосвязь математических конструкций и методов, отражающих эти законы;
· показать проявление общих принципов в частных законах и явлениях, относящихся к отдельным разделам физики и техники;
|
|
· сформировать навыки использования базовых законов и принципов для постановки и решения исследовательских практических и теоретических задач в отдельных разделах физики и смежных с ней областях науки и техники.
В результате изучения дисциплины «Основные принципы современной физики» магистрант должен:
- знать основные законы и принципы современной физики, имеющие всеобщий характер, и особенности их математических выражений;
- знать проявление этих законов и принципов и ту роль, которую они играют в конкретных приложениях и моделях физических явлений;
- уметь эффективно применять основные методы, законы и принципы в постановке, решении и анализе конкретных исследовательских задач в отдельных разделах физики и других отраслях естественнонаучного знания.
1.3 Пререквизиты: классическая механика, статистическая физика и термодинамика; оптика и атомная физика; электродинамика и СТО.
1.4 Постреквизиты:физические основы нанотехнологиий.
Организация и планирование курса
Курс лекционных заданий
Таблица 2
|
|
№ занятия | Содержание лекционных занятий | Кол-во часов | |
очное | заочное | ||
1 | Введение. Предмет и задачи физики. Положение физики в системе естествознания и её роль в практической деятельности человека. Физический метод исследования. Особая роль математики в формулировке физических принципов, законов и логических схем для описания физических явлений. | 1 | |
2 | Система физических понятий и величин. Модель физического явления. Физические понятия и физические величины. Системы единиц измерения физических величин. Международная система единиц измерения СИ (System International). Инвариантность физических законов относительно выбора масштабов основных физических величин в данном классе систем единиц измерения (Принцип масштабной инвариантности). Переход от одних эталонов к другим в данном классе систем единиц измерения и преобразования производных физических величин. | 1 | |
3 | Масштабная инвариантность и физические законы в безразмерном виде. П-теорема и её следствия. Примеры применения метода размерностей для решения физических задач и проверки полученных результатов. Методы подобия и размерностей в задачах механики, газодинамики, геофизики, астрофизики, технических приложениях и других отраслях знания. Безразмерные критерии подобия и параметры - система базовых понятий для данной модели физического явления. | 1 | |
4 | Этапы физического исследования. Исследовательская постановка физической задачи. Формулировка модели физического явления. Выбор определяющих параметров и анализ размерности. Анализ предельных случаев по безразмерным параметрам. Критерии подобия, автомодельность и промежуточная асимптотика. | 1 | |
5 | Анализ других видов симметрии. Использование симметрии и законов сохранения для решения задачи. Методы оценки количественного результата по порядку величины. Представление, проверка и анализ полученных результатов. Формулировка выводов проведённого исследования. | 1 | |
6 | Механика. Механическая система. Физическое и фазовое пространство. Состояние и процессы. Импульс и энергия - функции состояния механической системы. Работа - функция процесса. Роль начальных условий состояния и динамических законов перехода. Законы сохранения. | 1 | |
7 | Фазовые портреты. Аттракторы. Возникновение и развитие хаоса. Порядок из хаоса. Роль симметрии физических законов. Детерминизм и проблемы необратимого поведения. | 1 | |
8 | Источники и поля. Закон сохранения заряда. Уравнения Максвелла. Теория поля. Электростатические аналогии. Электромеханическая аналогия. "Почему уравнения для разных явлений столь похожи?" Проблема дискретного и непрерывного описания. Поля и потенциалы. Закон Кулона и всемирного тяготения. | 1 | |
9 | Термодинамика и статистическая физика. Термодинамическая система. Состояние и процессы. Нулевое начало термодинамики и температура. Первое начало термодинамики - баланс энергии в т/д системах. Теплоёмкость. Второе начало термодинамики и энтропия. Третье начало термодинамики. Термодинамические функции и соотношения между ними. Тепловые аппараты: тепловая машина и тепловой насос. "Энергосбережение" с точки зрения физики. | 1 | |
10 | Системы многих частиц. Вероятность состояния. Формула Больцмана для энтропии. Частицы в тепловом равновесии. Распределения Максвелла и Больцмана. Равновесное тепловое излучение. Давление излучения. Звёзды. | 1 | |
11 | Экстремальные принципы. Принцип Ферма. Принцип Гамильтона. Принцип Лагранжа. Принцип минимума потенциальной энергии в состоянии равновесия. Принцип минимального прироста энтропии в неравновесных процессах. Принципы релятивистской и квантовой теории Инерциальные системы отсчёта. Свойства пространства - времени относительно инерциальных систем и их связь с законами сохранения. Принцип относительности - принцип инвариантности инерциальных систем отсчёта. Принцип постоянства скорости света. Физическая процедура синхронизации часов. Преобразования Лоренца. Интервал между событиями и его инвариантность. Принцип причинности. | 1 | |
12 | Релятивистская динамика. Импульс и энергия релятивистской частицы. Масса релятивистской частицы и её инвариантность. Законы сохранения импульса и энергии в релятивистской механике. Четырёхмерное пространство событий. 4-векторы физических величин. Группа преобразований 4-векторов. Тардионы, люксоны, тахионы - гипотезы и реальность. | 1 | |
13 | Стандартная модель Гипотеза Большого Взрыва. | 1 | |
14 | Жизнь. Жизнь - особая структура мезомасштаба. Строение и особенность живых организмов. ДНК - материальный носитель генетической информации. Физико-химические свойства молекулы ДНК. Принцип комплементарности. Генетический код - единый принцип кодирования материальной основы всех живых организмов. Особенности симметрии генетического кода. Какова функциональная роль такой симметрии? Какие "законы сохранения" отражает эта симметрия? | 1 | |
15 | Теория физических структур и теория систем отношений. Понятие физического закона. Почему физические законы именно таковы? Что кроется за многочисленными физическими аналогиями? Работы Кулакова. Второй закон Ньютона без массы и силы. Закон Ома без сопротивления и напряжения. Теорема Михайличенко о рангах физических структур. Концепции близко - и дальнодействия. Полевое описание физических явлений. Геометрофизика. Теория систем отношений. Реляционная концепция описания Природы. Математика и Природа. | 1 | |
Барлығы /Итого: | 15 |
Курс практических занятий
|
|
Таблица 3
№ занятия | Содержание практических занятий | Кол-во часов | |
очное | заочное | ||
1. | Физический метод исследования. | 1 | |
2. | Методы оценки и расчёта физических величин. | 1 | |
3. | Методы проверки полученного результата. | 1 | |
4. | Формирование модели физического явления. | 1 | |
5. | Использование симметрии в решении физических задач. | 1 | |
6. | Законы сохранения в физических задачах. | 1 | |
7. | Проблемы обратимости и необратимости в физике. | 1 | |
8. | Задачи электродинамики. | 1 | |
9. | Задачи энергетики и экологии. | 1 | |
10. | Задачи о «Вечных двигателях». | 1 | |
11. | Экстремальные принципы в физике | 1 | |
12. | Задачи СТО | 1 | |
13. | Задачи квантовой теории | 1 | |
14 | Физика и жизнь | 1 | |
15 | Физика и математика | 1 | |
Барлығы /Итого: | 15 |
Самостоятельная работа магистранта под руководством преподавателя (СРМП)
Таблица 4
№ занятия | Содержание занятий СРМП | Кол-во часов
Мы поможем в написании ваших работ! |