География», профили « региональная политика и территориальное управление», «общая география»

Экология и природопользование», профили «геоэкология», «природопользование»

Курс 1

Калининград 2012

Лист согласования

Составитель: доцент кафедры «прикладная физика», к.т.н., доцент Харюков В.Г.

УМК обсуждён и утверждён на заседании кафедры «прикладная физика»

Протокол №_________от «___»____________2011 г.

Зав. кафедрой:________________.Никулин Н.М.

 

Менеджер ООП_______________Волкова И.И.

 

УМК одобрен методическим советом факультета географии и геоэкологии

Протокол №____от «___»_____________2011 г.

Председатель методического совета ________________

 

 

«Утверждаю»

Декан факультета географии и геоэкологии

 

профессор_______________Орлёнок В.В.

 

«Утверждаю»

Начальник

Управления образовательных программ__________________

Житиневич Д.Г.

 

Рекомендован к открытой печати

Председатель экспертного совета ___________________________

 

 

ПРОГРАММНО - ПЛАНИРУЮЩИЙ БЛОК

 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени И. КАНТА

ФАКУЛЬТЕТ ГЕОГРАФИИ И ГЕОЭКОЛОГИИ

 

 

«Согласовано» Декан факультета географии и геоэкологии профессор, д.г.-м.н. В.В. Орленок _________________ ________ «___» ____________ 2011 г.

«Утверждаю» Начальник управления образовательных программ доцент, к.ю.н. Д.Г. Житиневич ________________ «___» ____________ 2011 г.

 

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

Учебной дисциплины «ФИЗИКА»

для студентов 1 курса

направлений 021600.62 «Гидрометеорология»,

021000.62 «гГеография»,

022000.62 «Экология и природопользование»

 

Калининград 2011

 

Лист согласования

Составители:

 

доцент кафедры прикладной физики к.т.н., доцент

Харюков Владимир Геннадьевич

 

Рабочая программа обсуждена и утверждена на заседании кафедры

прикладной физики

Протокол №____от «____»__________ 20101 г.

Зав.кафедрой: ___________/Никулин Н.М./

 

Рабочая программа одобрена методическим советом факультета географии и геоэкологии

Протокол №_____от «____»_______________2011 г.

 

Председатель методического совета

профессор, д.г.-м.н._________________В.В. Орленок

 

Программа пересмотрена на заседании кафедры _______________

Внесены следующие изменения (или изменений не внесено):_______________________

___________________________________________________________________________

Протокол №____от «____»__________ 2011__ г.

Зав.кафедрой: _________________

 

 

Менеджер ООП

Доцент, к.г.н. _________________ И,И, Волкова

 

Пояснительная записка

 

1.1. Статус дисциплины

Дисциплина «Физика» является одной из составляющих в основной образовательной программе направлений 021600.62 «Гидрометеорология», 021000.62 «География», 022000.62 «Экология и природопользование» Это обязательная общепрофессиональная дисциплина базовой части математического и естественнонаучного цикла Б.2.

1.2. Требования к начальной подготовке

Для успешного изучения дисциплины необходимо знание

· дифференциального и интегрального исчисления,

.

1.3. Перечень дисциплин, для которых освоение данной дисциплины необходимо как предшествующее:

· высшая математика

 

Цель и задачи

Цель курса – изучение основных законов природы, определяющих изменение и развитие окружающей среды.

Задачи курса:

· изучение методов проведения и обработки экспериментов;

· изучение основных разделов общей физики;

· использование полученных знаний для объяснения различных явлений в естествознании;

· воспитание убеждённости в возможности познания законов природы, чувства ответственности за защиту окружающей сркды.

 

Формируемые компетенции

В результате освоения дисциплины формируются следующие общекультурные и профессиональные компетенции:

· обладать базовыми знаниями фундаментальных разделов физики в объёме, необходимом для освоения физических основ в гидрометеорологии.

·

1.6. Перечень знаний, умений и навыков студента в результате освоения дисциплины

 

В результате освоения дисциплины студент должен

знать:

-фундаментальные основы, современные достижения и проблемы естествознания;

- влияние энергетических установок на окружающую среду;

- проблемы и перспективы атомной энергетики и управляемого термоядерного синтеза.

уметь:

- использовать полученные знания в профессиональной деятельности.

владеть:

- основными законами физики применительно к гидрометеорологии, географии, экологии и природопользованию;

- навыками использования физических методов в экспериментальном исследовании окружающей среды, математической обработки результатов экспериментов.

 

 

2. Тематический план

Очная форма обучения

Темы	Количество часов
	аудиторные занятия	сам. работа
всего часов	в том числе
лекции	практич. занятия	лаб. занятия
Тема № 1. Введение. Роль эксперимента в физике. Методы обработки прямых и косвенных измерений.	4 -		-	-
Тема № 2. Физические основы механики				-
Тема № 3. Колебания и волны
Тема № 4. Молекулярная физика
Тема № 5. Термодинамика		-	-		-
Тема № 6.Электричество и магнетизм				-	14-
Тема № 7. Геометрическая оптика				-	8-
Тема № 8. Волновая оптика		4-
Тема № 9.Физика атома
Тема № 10.Физика атомного ядра				-
Тема № 11. Квантовая физика				-
Тема № 12. Элементы космологии				-
Итого часов		36-	36-	-	70-
Подготовка к экзамену		-	-	-
КСР
Итого по дисциплине	180 часов
Э 5 ЗЕ*

*ЗЕ – зачетная единица

Содержание дисциплины

Содержание основных разделов курса

Тема № 1. Введение. Содержание курса. Метод принципов. Роль эксперимента в развитии физики.

Тема № 2. Физические основы механики. Кинематика и динамика материальной точки. Путь и перемещение. Скорость. Ускорение. Поступательное и вращательное движение. Законы Ньютона. Принцип относительности Галилея. Закон сохранения количества движения. Работа, мощность и энергия. Теорема о кинетической энергии. Потенциальная энергия. Закон сохранения полной механической энергии.

Механика твёрдого тела. Уравнение моментов. Основное уравнение динамики вращательного движения. Момент инерции. Теорема Штейнера. Закон сохранения момента количества движения.

Неинерциальные системы отсчёта. Центробежная сила. Сила Кориолиса. Приливы.

Границы применимости механики Ньютона. Основы специальной теории относительности. Релятивистские Эффекты.

Физические основы гидродинамики. Уравнение Бернулли.

Тема № 3. Колебания и волны. Гармонические колебания. Амплитуда и фаза колебаний. Математический маятник. Затухающие колебания. Автоколебания. Вынужденные колебания. Резонанс. Распространение волн в упругой среде. Продольные и поперечные волны. Звук.

Тема № 4. Молекулярная физика. Основы молекудярно-кинетической теории. Давление. Температура. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории. Идеальный газ. Уравнение Клапейрона – Менделеева. Статистические распределения. Барометрическая формула.

Реальные газы. Уравнение Ван – дер - Ваальса

Тема № 5. Термодинамика. Работа в термодинамике. Адиабатическая оболочка. Внутренняя энергия и количество теплоты. Первое начало термодинамики. Второе начало термодинамики. Энтропия. Закон возрастания энтропии.

Свойства жидкостей и твёрдых тел. Поверхностное натяжение. Капиллярные явления. Фазовые превращения. Уравнение Клапейрона – Клаузиуса.

Тема № 6. Электричество и магнетизм. Электростатика. Закон Кулона. Напряжённость и потенциал электрического поля. Электрическое поле в веществе. Проводники и диэлектрики. Теорема Гаусса.

Законы постоянного тока. Источники тока. Э.д.с. Законы Ома. Правила Кирхгофа. Резисторы. Конденсаторы. Тепловое и магнитное действие тока. Закон Джоуля – Ленца. Ток в различных средах. Электролиз. Полупроводники.

Магнитное поле. Индукция магнитного поля. Теорема о магнитной циркуляции. Сила Лоренца и её проявление на Земле. Магнитное поле в веществе. Ферромагнетики.

Электромагнитные волны. Шкала электромагнитных волн. Свет. Развитие взглядов на природу света. Фотоэффект.

Тема № 7.Геометрическая оптика. Основы геометрической оптики. Законы отражения и преломления света. Полное внутреннее отражение. Линзы. Формула линзы. Оптические системы. Глаз человека как оптическая система

Тема № 8.Волновая оптика. Интерференция света. Опыты Юнга. Когерентность. Просветление оптики. Дифракция света. Принцип Гюйгенса – Френеля. Дифракция на круглом отверстии. Дифракционная решётка. Поляризация. Дисперсия. Взаимодействие света с веществом.

Тема № 9. Физика атома. Строение атома. Открытие электрона. Опыты Резерфорда. Планетарная модель атома. Постулаты Бора. Спектр атома водорода. Спонтанное и индуцированное излучение. Принцип работы лазера.

Тема № 10 Физика атомного ядра. Строение атомного ядра. Открытие протона и нейтрона. Ядерные силы и их особенности. Ядерные реакции. Энергия связи ядра. Тепловые эффекты ядерных реакций.

Проблемы и перспективы атомной энергетики. Атомные электростанции. Атомная бомба. Проблема управляемого термоядерного синтеза.

Радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Период полураспада. Трансурановые элементы. Элементарные частицы.

Тема № 11. Квантовая физика. Тепловое излучение. Гипотеза Планка о квантах. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Корпускулярно-волновой дуализм. Гипотеза де Бройля. Уравнение Шрёдингера.

Тема № 12. Элементы космологии. Солнечная система. Звёзды и источники их энергии. Методы исследования Вселенной. Современные представления об эволюции звёзд.