Занятие 12 (1 час): практическое занятие по теме «постоянное магнитное поле. Закона био-савара-лапласа. Принцип суперпозиции. Магнитный поток»

Вопросы, рассматриваемые на семинаре:

1. Магнитная индукция.

2. Нахождение магнитного поля токов с помощью закона Био-Савара-Лапласа.

3. Применение принципа суперпозиции для расчета сложных систем токов.

4. Магнитный поток.

Список литературы:

1. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики (Учебное пособие для вузов) – М.: Высшая школа, 2002г. – 718с.

2. Трофимова Т.И. Курс физики (Учебное пособие для вузов) – М.: Академия, 2004г. – 560с.

3. Иродов И.Е. Задачи по общей физике (Учебное пособие для вузов) – М.: Физматлит, 2002г. – 432с.

4. Сивухин Д.В. Общий курс физики (Учебное пособие для вузов [В 5 томах]). Т. 3. Электричество – М.: Физматлит, 2002г. – 656с.

 

Занятие 13 (1 час): Практическое занятие по теме «Сила Ампера. Сила Лоренца. Энергия магнитного поля. Магнитная проницаемость. Магнитный момент. Электромагнитная индукция»

Вопросы, рассматриваемые на семинаре:

1. Сила Ампера.

2. Энергия магнитного поля.

3. Сила Лоренца.

4. Магнитный момент. Магнитный диполь.

5. Действие магнитного поля на магнитный диполь.

6. Диамагнетики и парамагнетики. Магнитная проницаемость. Напряженность

магнитного поля.

7. Электромагнитная индукция. Основной закон.

8. Собственный магнитный поток. Самоиндукция. Индуктивность

Список литературы:

1. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики (Учебное пособие для вузов) – М.: Высшая школа, 2002г. – 718с.

2. Трофимова Т.И. Курс физики (Учебное пособие для вузов) – М.: Академия, 2004г. – 560с.

3. Иродов И.Е. Задачи по общей физике (Учебное пособие для вузов) – М.: Физматлит, 2002г. – 432с.

4. Сивухин Д.В. Общий курс физики (Учебное пособие для вузов [В 5 томах]). Т. 3. Электричество – М.: Физматлит, 2002г. – 656с.

Занятие 14 (2 часа): Практическое занятие по темам «Дифракция и интерференция световых волн», «Тепловое излучение и квантовая оптика»

Вопросы, рассматриваемые на семинаре:

1. Электромагнитные волны.

2. Принцип Гюйгенса-Френеля.

3. Дифракция волн. Зоны Френеля.

4. Интерференция световых волн. Схема Юнга.

5. Основные интерференционные схемы (бипризма и и бизеркала Френеля, билинза

Бийе, Ллойда, Меслина, Поля).

6. Законы теплового излучения.

7. Формула Планка.

8. Квантовая оптика. Эффект Комптона.

9. Фотоэффект.

Список литературы:

1. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики (Учебное пособие для вузов) – М.: Высшая школа, 2002г. – 718с.

2. Трофимова Т.И. Курс физики (Учебное пособие для вузов) – М.: Академия, 2004г. – 560с.

3. Иродов И.Е. Задачи по общей физике (Учебное пособие для вузов) – М.: Физматлит, 2002г. – 432с.

4. Савельев И.В. Курс общей физики (Учебное пособие для вузов [В 5 томах]). Т. 4., Волны. Оптика – М.: Физматлит, 1998г. – 256с., Атомная и ядерная физика – М.: Физматлит, 2002г. – 784с.

 

Занятие 15 (1 час): Практическое занятие по теме «Физика элементарных частиц»

Вопросы, рассматриваемые на семинаре:

1. Электронная оболочка.

2. Атомное ядро. Дефект массы.

3. Энергия связи нуклонов. Удельная энергия.

4. Другие элементарные частицы.

Список литературы:

1. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики (Учебное пособие для вузов) – М.: Высшая школа, 2002г. – 718с.

2. Трофимова Т.И. Курс физики (Учебное пособие для вузов) – М.: Академия, 2004г. – 560с.

3. Иродов И.Е. Задачи по общей физике (Учебное пособие для вузов) – М.: Физматлит, 2002г. – 432с.

4. Сивухин Д.В. Общий курс физики (Учебное пособие для вузов [В 5 томах]). Т. 5. Атомная и ядерная физика – М.: Физматлит, 2002г. – 784с.

Лабораторные занятия

Часть 1. 2 семестр (7 лабораторных работ по выбору преподавателя из перечисленных ниже)

1. Движение тела брошенного под углом к горизонту.

1. Измерение скорости полета пули с помощью баллистического маятника
2. Определение моментов инерции различных тем методом крутильных колебаний.
3. Определение момента инерции махового колеса методом свободных колебаний.
4. Определение модуля Юнга из растяжения проволоки.
5. Определение коэффициента вязкости жидкости капиллярным вискозиметром.
6. Определение С_р /С_v для воздуха методом Клемана и Дезорма.
7. Определение средней длины свободного пробега и эффективного диаметра молекул воздуха.
8. Механические колебания.
9. Изучение связанных колебаний.

Часть 2. 3 семестр.

1. Измерение сопротивлений с помощью моста Уитстона

2. Определение горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли.

3. Переходные процессы в системе с конденсатором.

4. Исследование зависимости полезной мощности и КПД источника тока от его нагрузки.

5. Определение фокусного расстояния собирающей и рассеивающей линз.

6. Определение длины световой волны с помощью колец Ньютона (работа № 25)

7. Определение длин волн излучения ртутной лампы с помощью бипризмы Френеля и двойной щели.

8. Изучение Фраунгоферовой дифракции света.

9. Изучение оптических голограмм.

10. Изучение поляризованного света.

11. Исследование поля напряжений в прозрачных твердых телах методом фотоупругости.

12. Изучение законов теплового излучения.

13. Изучение спектра атома водорода.

Планы лабораторных занятий и методические рекомендации по подготовке к ним для студентов

(2 семестр).

Занятие 1 (4 часа): Лабораторная работа № 1 «Движение тела, брошенного под углом к горизонту»

Цель работы:

1. Изучение кинематики равнопеременного движения материальной точки на примере исследования полета тела в поле сил тяжести.
2. Задача сводится к установлению законов движения вдоль координатных осей, т. е. к нахождению уравнения, позволяющих определить в любой момент времени положение движущегося тела в выбранной системе координат. Затем по известному закону движения решается частная задача по нахождению параметров движения: скорости в любой момент времени и пути, проходимого телом.
3. Теоретическая часть, поясняющая движение тела в поле сил тяжести.
4. Порядок проведения работы. Таблицы для записи проведенных измерений.

5. Контрольные вопросы, позволяющие оценить усвоение теоретического материала студентом.

Принадлежности: Пружинный пистолет, подставка, рулетка, установка для определения коэффициента упругости.

Список литературы.

1. Лабораторный практикум по физике: учебное пособие / В. И. Букатый,
К.В. Соломатин. – Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2005.

2. Савельев И.В. Курс физики. Молекулярная физика. – М.: Наука, 1989, т. 1. 350 с.

3. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Механика. – М.: Наука, 1989, т. 1. 575 с.

 

Занятие 2 (4 часа): Лабораторная работа № 2 «Измерение скорости полета пули с помощью баллистического маятника»

Цель работы:

Измерение скорости полета пули на основании закона сохранения импульса с помощью баллистического маятника.

Принадлежности:

Баллистический маятник, пружинный пистолет, измерительная линейка.

Контрольные вопросы

1. Выведите закон сохранения импульса.

2. Что такое консервативные силы, потенциальная энергия? Приведите пример консервативных сил.

3. Обсудите допустимость применения в работе закона сохранения энергии.

4. Какой вклад в изменение кинетической энергии дает сила упругости нити?

Список литературы:

1. Лабораторный практикум по физике: учебное пособие / В. И. Букатый,
К.В. Соломатин. – Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2005.

2. Сивухин Д.В. Механика.- М.: Наука, 1979. §18, §- 28.

3. Савельев И.В. Курс общей физики. – М.: Наука, 1986, т.I - 432

Занятие № 3 (4 часа): Лабораторная работа №3 «Механические колебания»

Цель работы:

Изучение собственных и затухающих колебаний маятника.

Принадлежности:

Набор пружин и грузов, штатив, секундомер, сосуд с водой.

Контрольные вопросы

1. Покажите, что период колебаний Т₀ = .

2. Найдите закон движения груза в поле тяжести.

3. Докажите, что свободные незатухающие колебания являются гармоническими.

4. Выведите период колебаний математического маятника.

5. Начертите график зависимости амплитуды от времени в вязкой среде.

6. Определите относительное изменение амплитуд при малом значении .

Список литературы

1. Лабораторный практикум по физике: учебное пособие / В. И. Букатый,
К.В. Соломатин. – Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2005.

2. Иверонова В.И. Механика и молекулярная физика: Физический практикум.- М.:Наука, 1967. –С. 156.

3. Лабораторный практикум по физике / Под ред. А.С. Ахматова. – М.: Высшая школа. 1980.- С. 177.

4. Савельев И.В. Курс общей физики. – М.: Наука, 1986, т. 1. – 432с.

 

Занятие № 4 (4 часа): Лабораторная работа №4 «Определение моментов инерции различных тел методом крутильных колебаний»

Цель работы:

Определение моментов инерции твердых тел.

Принадлежности:

Трифилярный подвес, рулетка, линейка, секундомер, набор тел.

Контрольные вопросы:

1. Покажите, что выражение является решением основного решения динамики
2. При каких упрощающих предположениях выведена формула (11)?
3. Какие факторы ограничивают точность опытов?
4. Можно ли пользоваться предложенным методом для определения моментов инерции тел в том случае, если ось вращения платформы не проходит через их центр тяжести?
5. Рассчитайте момент инерции платформы по формуле для сплошного диска (цилиндра.) Параметры платформы - радиус R и ее масса m – указаны на установке. Данный результат сравните с экспериментальным, полученным по формуле(4) в соответствии с п.3.

Список литературы:

1. Лабораторный практикум по физике: учебное пособие / В. И. Букатый,
   К.В. Соломатин. – Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2005.
2. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Механика. – М.: Наука, 1979. §35 – 36.
3. Савельев И.В. Курс общей физики. Т. I.: Механика, колебания и волны, молекулярная физика. – М.: Наука, 1989. §31-33
4. Физический практикум. Механика и молекулярная физика под ред. Ивероновой В.И. – М.: Наука, 1967. – с. 95-98.

 

Занятие № 5 (4 часа): Лабораторная работа №6 «Определение момента инерции махового колеса методом свободных колебаний»

Цель работы:

Знакомство с методом измерения момента инерции твердого тела, определение момента инерции махового колеса.

Принадлежности:

Экспериментальная установка, секундомер, штангенциркуль, измерительная линейка.

Контрольные вопросы:

1 Выведите формулу . (6)

2. Почему диаметр махового колеса измеряется по разным направлениям?

3. Почему действие момента сил трения становится существенным только при достаточно больших значениях t?

4. Как просто убедиться, что силы трения, действующиена маятник, увеличивают период его колебаний?

5. Объясните, почему масса шара должна быть достаточно большой?

Список литературы:

1. Лабораторный практикум по физике: учебное пособие / В. И. Букатый,
К.В. Соломатин. – Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2005.

2. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. – М.: Высшая школа, 1989. – 608 с.

3. Савельев И.В. Курс общей физики. Т. I.: Механика, колебания и волны, молекулярная физика. – М.: Наука, 1986. -432 с.

 

Занятие № 6 (4 часа): Лабораторная работа №7 «Определение модуля Юнга из растяжения проволоки»

Цель работы:

Знакомство с методом измерения упругих свойств материала, изучение установки по растяжению проволоки.

Принадлежности:

Установка, набор грузов, измерительная линейка, микрометр.

Контрольные вопросы:

1. Какие области деформации стержня Вам известны?
2. Как, используя формулу (1), можно записать закон Гука в виде ? Чему равно k?
3. Как можно увеличить точность измерения удлинения проволоки?
4. Выявите источники основных погрешностей эксперимента и укажите возможные методы их устранения.

Список литературы:

1. Лабораторный практикум по физике: учебное пособие / В. И. Букатый,
   К.В. Соломатин. – Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2005.
2. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. – М.: Высшая школа, 1989. – 608 с.
3. Савельев И.В. Курс общей физики. Т. I.: Механика, молекулярная физика. – М.: Наука, 1986. - 432 с.

 

Занятие № 7 (4 часа): Лабораторная работа №8 «Определение коэффициента вязкости жидкости капиллярным вискозиметром»

Цель работы:

Изучение природы внутреннего трения в жидкостях и измерение коэффициента вязкости.

Принадлежности:

Экспериментальная установка, стакан, секундомер, линейка, измерительный микроскоп.

Контрольные вопросы:

1. Как вводится понятие коэффициента внутреннего трения жидкости?
2. Какой физический смысл имеет коэффициент вязкости?
3. Какова природа (механизм) внутреннего трения в жидкости?
4. От чего зависит сила внутреннего трения в жидкостях?
5. Зависит ли сила внутреннего трения и коэффициент ή от скорости течения жидкости?
6. Какое течение называется ламинарным, турбулентным?
7. Укажите все силы, приложенные к элементу жидкости, текущей в трубе?

Список литературы:

1. Лабораторный практикум по физике: учебное пособие / В. И. Букатый,
   К.В. Соломатин. – Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2005.
2. Сивухин Д.В. Общий курс физики. М.: Наука, 1979. Т I, - 159-160, 440-448, 471-490; Т.2. – с. 338-346, 371-374.
3. Матвеев А.Н. Молекулярная физика. – М: Высшая школа, 1987. – с. 341-343.

 

Занятие № 8 (4 часа): Лабораторная работа №10 «Определение С_р /С_v для воздуха методом Клемана и Дезорма»

Цель работы:

Изучение адиабатических процессов в газах, определение показателя адиабаты для воздуха.

Принадлежности:

Стеклянный сосуд, насос, манометр, выпускной кран..

Контрольные вопросы:

1. Какой процесс называется адиабатическим?
2. Нарисуйте графики адиабаты и изотермы на одном чертеже.
3. Выведите формулу (15).
4. Почему теплоемкость газов зависит от способов нагревания? Почему ?

Список литературы:

1. Лабораторный практикум по физике: учебное пособие / В. И. Букатый,
   К.В. Соломатин. – Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2005.
2. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т I, - М.: Наука, 1974. – 540 с.
3. Матвеев А.Н. Молекулярная физика. – М: Высшая школа, 1987. – 406 с.

 

Занятие № 9 (4 часа): Лабораторная работа №10 «Определение изменения энтропии воздуха статистическим и термодинамическим способами».

Цель работы:

Изучение понятия энтропии и ее определение для обратимых и необратимых процессов. Нахождение изменения энтропии воздуха термодинамическим и статистическим способами.

Принадлежности:

Стеклянный баллон, манометр, термометр, барометр, насос.

Контрольные вопросы:

1. Что такое функция состояния?
2. Точность измерения каких величин необходимо повысить в первую очередь, чтобы получить более точные значения dS?
3. В теоретической части работы утверждалось, что при равновесных процессах изменение энтропии системы равно нулю. Объясните почему при равновесном изотермическом расширении газа от объема V₀ до Vизменение энтропии отлично от нуля, т. е. dS = k*ln V/V₀? См. формулы (4), (5), (6).

Список литературы:

1. Лабораторный практикум по физике: учебное пособие / В. И. Букатый,
К.В. Соломатин. – Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2005.

2. Матвеев А.Н. Молекулярная физика. – М: Высшая школа, 1981. – 406 с.

3. Эткинс Н. Порядок и беспорядок в природе./Пер. с анг. – М.: Мир.1987. – 224 с.

Занятие № 10 (4 часа): Лабораторная работа №11 «Определение средней длины свободного пробега эффективного диаметра молекул воздуха.

Цель работы:

Вычисление длины свободного пробега и эффективного диаметра молекул воздуха по коэффициенту вязкости (внутреннего трения).

Оборудование

Стеклянный сосуд, капилляр, манометр, секундомер, линейка, мерный стакан, вспомогательный сосуд.

Контрольные вопросы:

1. Какого порядка величины и для воздуха при комнатных условиях?
2. Чем обусловлена вязкость газов?
3. Как зависит газов от температуры?
4. Объясните, чем обусловлен выбор сечений трубок в данной установке? Сравните между собой диаметр капиллярной трубки и среднюю длину свободного пробега молекулы. Пригодна ли методика измерений данной работы, если будет порядка капилляра?

Список литературы:

1. Лабораторный практикум по физике: учебное пособие / В. И. Букатый,
К.В. Соломатин. – Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2005.

2. Сивухин Д.В. Общий курс физики. – М.: Высшая школа,1975. т.2 §75, §86, §89. – 540 с.

3. Матвеев А.Н. Молекулярная физика. – М: Высшая школа, 1981. – 343 с.

4. Кикоин А.К., Кикоин И.К Молекулярная физика. – М.: Наука, 1976. – 321 с.

 

(3 семестр)

 

Занятие № 11 (4 часа): Лабораторная работа №13 «Определение сопротивлений при помощи моста Уитстона».

Цель работы:

Определение сопротивлений с использованием моста постоянного тока.

Оборудование:

Источник постоянного тока, мост Уитстона, набор неизвестных сопротивлений, магазин сопротивлений.

Контрольные вопросы:

1. Изменится ли условие равновесия моста, если гальванометр и источник тока поменять местами?
2. Почему гальванометр, применяемый в мостике Уитстона, имеет двустороннюю шкалу?
3. Запишите правило Кирхгофа (см. Приложение) для неуравновешенного моста и выведите из них условие равновесия.

Список литературы:

1. Лабораторный практикум по физике: учебное пособие / В. И. Букатый,
К.В. Соломатин. – Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2005.

2. Матвеев А.Н. Электричество и магнетизм. – М: Высшая школа, 1983. – 468 с.

 

Занятие № 12(4 часа): Лабораторная работа №14 «Определение горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля земли».

Цель работы:

Измерение напряженности магнитного поля земли путем сравнения ее с известной напряженностью магнитного поля кругового витка с током.

Оборудование:

Катушка с несколькими витками провода, буссоль, источник тока, переменное сопротивление, ключ, миллиамперметр.

Контрольные вопросы:

1. Почему северный конец стрелки направлен на север?
2. Почему магнитная стрелка устанавливается в горизонтальной плоскости?
3. Выведите формулу для напряженности магнитного поля в центре кругового тока.
4. Зависят ли результаты эксперимента от ориентации витков с током?

Список литературы:

3. Лабораторный практикум по физике: учебное пособие / В. И. Букатый,
К.В. Соломатин. – Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2005.

4. Матвеев А.Н. Молекулярная физика. – М: Высшая школа, 1981. – 406 с.

3. Калашников С.Г. Электричество.. – М.: Наука, 1977. – 591 с.

 

Занятие № 13(4 часа): Лабораторная работа №15 «Переходные процессы в системе с конденсатором».

Цель работы:

Исследование нестационарных процессов на примере заряда и разряда конденсатора..

Оборудование:

Источник питания, микроамперметр, секундомер, набор конденсаторов, вольтметр Ф4202, омическое сопротивление.

Контрольные вопросы:

1. Что такое переходной процесс?
2. Что такое время релаксации?
3. Выведите формулы (9), (10), (11).
4. Зависят ли результаты эксперимента от ориентации витков с током?
5. Нарисуйте качественный график зависимости U(t) для значений емкости С и 2С при заряде конденсатора.
6. Чему равна энергия заряженного конденсатора?

Список литературы:

1. Лабораторный практикум по физике: учебное пособие / В. И. Букатый,
   К.В. Соломатин. – Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2005.
2. Матвеев А.Н. Электричество и магнетизм. – М: Высшая школа, 1983. – 463 с.
3. Калашников С.Г. Электричество.. – М.: Наука, 1977. – 591 с.

 

Занятие № 14 (4 часа): Лабораторная работа №16 «Исследование зависимости полезной мощности и к.п.д. источника тока от его нагрузки».

Цель работы:

Изучение зависимости полезной мощности и к.п.д. источника от его мощности.

Оборудование:

Источник тока, переменное омическое сопротивление, вольтметр, микроамперметр, ключ.

Контрольные вопросы:

1. Почему для поддержания постоянной разности потенциалов необходимы силы неэлектрической природы?
2. Дайте определение полезной мощности источника, полной мощности источника.
3. Поясните физический смысл величины к.п.д. источника тока.
4. Назовите возможные способы накопления электрической энергии.

Список литературы:

3. Лабораторный практикум по физике: учебное пособие / В. И. Букатый,
К.В. Соломатин. – Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2005.

4. Матвеев А.Н. Электричество и магнетизм. – М: Высшая школа, 1983. – 468 с.

Занятие № 15 (4 часа): Лабораторная работа №17 «Определение фокусного расстояния собирательной и рассеивающей линз».

Цель работы:

Определение фокусных расстояний собирательной и рассеивающей линз с помощью различных методов.

Оборудование:

Осветитель с лампой накаливания и шкалой, рейтер с собирательной и рассеивающей линзами, рейтер с экраном, зрительная труба, измерительная линейка.

Контрольные вопросы:

1. Назовите основные свойства оптических систем.
2. Как строятся изображения в оптических системах?
3. Вносит ли линза, стоящая на пути пучка, разность хода?
4. Как определяется фокусное расстояние рассеивающей линзы? Сравните оба способа.

Список литературы:

1. Лабораторный практикум по физике: учебное пособие / В. И. Букатый,
К.В. Соломатин. – Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2005.

2. Сивухин Д.В. Оптика. – М: Наука, 1980. – 751 с.

3. Годжаев Н.М. Оптика. – М.: Высшая школа. 1977. 432 с.

 

Занятие № 16 (4 часа): Лабораторная работа №18 «Определение длины световой волны с помощью колец Ньютона».

Цель работы:

Изучить явление интерференции света, определить длину интерференционным методом с помощью колец Ньютона.

Оборудование:

Микроскоп, светофильтр для монохроматизации света, винтовой окулярный микрометр, выпуклая линза и плоскопараллельная пластинка в специальной оправе, осветитель.

Контрольные вопросы:

1. В чем заключается сущность эффекта интерференции?

2. Какова будет интерференционная картина при освещении системы белым светом?

3. Чему равна оптическая разность хода с учетом величины воздушного зазора «а»?

4. Когда интерференционная картина будет более резкой: когда . или ?

5. Для чего в работе используется светофильтр?

Список литературы:

1. Лабораторный практикум по физике: учебное пособие / В. И. Букатый,
К.В. Соломатин. – Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2005.

2. Ландсберг Н.М. Оптика. – М: Наука, 1976. – 926 с.

3. Годжаев Н.М. Оптика. – М.: Высшая школа. 1977. 431 с.

4. Букатый В.И. Оптика. – Барнаул: Изд-во АлтГУ. 1992. – 172 с.

 

Занятие № 17 (4 часа): Лабораторная работа №19 «Определение длины волны излучения ртутной лампы с помощью бипризмы Френеля и двойной щели».

Цель работы:

Изучение интерференционных схем, получаемых с помощью бипризмы Френеля и двойной щели, определение длин волн излучения ртутной лампы.

Оборудование:

Ртутная лампа, монохроматор УМ-2, конденсорная линза, бипризма Френеля, двойная щель, вспомогательные линзы, окулярный микрометр, линейка.

Контрольные вопросы:

1. Как возникают максимумы и минимумы в интерференционной картине?

2. Можно ли в рассмотренных случаях использовать узкую протяженную щель вместо точечного источника и почему?

3. Бипризма Френеля выполняется с малым преломляющим углом. Какой в этом смысл?

Список литературы:

1. Лабораторный практикум по физике: учебное пособие / В. И. Букатый,
К.В. Соломатин. – Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2005.

2. Годжаев Н.М. Оптика. – М.: Высшая школа. 1977. 432 с.

3. Букатый В.И. Оптика. – Барнаул: Изд-во АлтГУ. 1992. – 172 с.

 

Занятие № 18 (4 часа): Лабораторная работа №20 «Изучение Фраунгоферовой дифракции света».

Цель работы:

Изучение явления.дифракции света в параллельных лучах (дифракция Фраунгофера), определение длины световой волны, измерение диаметра частиц по их дифракционной картине.

Оборудование:

Источник света (гелий-неоновый лазер), линейка, экран, диск с набором объектов: а) щель с регулируемой шириной; б) диафрагма с точечным отверстием; в) монодисперсные сферические частицы; г) дифракционная решетка.

Контрольные вопросы:

1. Сформулировать принцип Гюйгенса-Френеля.

2. В чем отличие дифракции Френеля от дифракции Фраунгофера?

3. Как влияет немонохроматичность света на дифракционную картину?

4. Как влияют на дифракционную картину размеры источника?

Список литературы:

1. Лабораторный практикум по физике: учебное пособие / В. И. Букатый,
К.В. Соломатин. – Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2005.

2. Годжаев Н.М. Оптика. – М.: Высшая школа. 1977. 431 с.

3. Букатый В.И. Оптика. – Барнаул: Изд-во АлтГУ. 1992. – 172 с.

 

Занятие № 19 (4 часа): Лабораторная работа №21 «Изучение оптических голограмм».

Цель работы:

Ознакомление с голографическими схемами, получение действительного и мнимого изображения предмета с голограммы.

Оборудование:

Гелий-неоновый лазер, расширитель лазерного пучка, тиски, экран, изготовленные голограммы.

Контрольные вопросы:

1. Объясните физическую сущность процессов, лежащих в основе, получения голограмм и восстановления голографического изображения.

2. Какие факторы влияют на качество голограммы, являющейся дифракционной решеткой?

3. Какие требования предъявляются к источникам света при записи голограммы?

4. Охарактеризуйте голографические схемы Габора, Денисюка, Лейта и Упатниекса. В чем отличие схемы Габора от схемы Денисюка?

Список литературы:

1. Лабораторный практикум по физике: учебное пособие / В. И. Букатый,
К.В. Соломатин. – Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2005.

2. Годжаев Н.М. Оптика. – М.: Высшая школа. 1977. 432 с.

3. Ландсберг Г.С. Оптика. – М.: Наука, 1976. – 926 с.

 

Занятие № 20 (4 часа): Лабораторная работа №22 «Изучение поляризованного света».

Цель работы:

Изучение методов получения и свойства поляризованного света, экспериментальная проверка закона Малюса.

Оборудование:

Источник света, два поляроида, матовое стекло, прибор для регистрации фототока.

Контрольные вопросы:

1. Дайте понятие плоскополяризованного света, эллиптически поляризованного света и света, поляризованного по кругу.

2. Что такое оптическая ось кристалла? Чем отличаются обыкновенный и необыкновенный лучи в одноосных кристаллах?

3. Опишите метод получения поляризованного света.

4. Сформулируйте закон Малюса.

Список литературы:

1. Лабораторный практикум по физике: учебное пособие / В. И. Букатый,
К.В. Соломатин. – Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2005.

2. Ландсберг Г.С. Оптика. – М.: Наука, 1976. – 926 с.

3. Савельев И.В. Курс общей физики. Т.3. – М.: Наука, 1982 – 304 с..

 

Занятие № 21 (4 часа): Лабораторная работа №23 «Исследование поля напряжений в прозрачных твердых телах методом фотоупругости».

Цель работы:

Изучение явления поляризации света и интерференции поляризованных волн.

Оборудование:

Осветитель, два поляризатора, механический пресс, исследуемые объекты – детали из оргстекла..

Контрольные вопросы:

1. В чем заключается поперечность волн?

2. Как объясняется двойное лучепреломление?

3. В чем заключается процесс поляризации света?

4. Как можно получить интерференционную картину от обыкновенной и необыкновенной световых волн?

Список литературы:

4. Лабораторный практикум по физике: учебное пособие / В. И. Букатый,
К.В. Соломатин. – Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2005.

5. Ландсберг Г.С. Оптика. – М.: Наука, 1976. – 926 с.

6. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Оптика - М.: Наука, 1980. 751 - с.

 

Занятие № 22 (4 часа): Лабораторная работа №24 «Изучение законов теплового излучения».

Цель работы:

Измерение температуры оптическим методом, изучение законов теплового излучения.

Оборудование:

Оптический пирометр, лампа накаливания, амперметр, вольтметр, источник питания..

Контрольные вопросы:

1. Для какой цели в пирометр встроен красный светофильтр?

2. Вычислите в данной работе.

3. Объясните метод определения температуры с помощью пирометра с исчезающей нитью.

4. Почему радиационная температура нечерных тел меньше истинной?

Список литературы:

1. Лабораторный практикум по физике: учебное пособие / В. И. Букатый,
К.В. Соломатин. – Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2005.

2. Калитиевский Н.И. Волновая оптика. – М., 1978 – 384 с..

3. Оптика и атомная физика / Под ред. Р.И. Солоухина. – Н.: Наука, 1976. – 454 с

 

Занятие № 23 (4 часа): Лабораторная работа №25 «Изучение спектра атома водорода».

Цель работы:

Наблюдение спектра излучения атома водорода, определение постоянной Ридберга и постоянной Планка.

Оборудование:

Водородная лампа, неоновая и ртутная лампы, призменный спектрограф УМ-2, линза, поворотное зеркало.

Контрольные вопросы:

1. В какой области лежат «невидимые» линии серии Бальмера?

2. Почему для количественного совпадения теории и эксперимента требуется условие (8)?

3. Что такое серия Лаймана, Бальмера, Пашена? Для ответа на этот вопрос нарисуйте схему уровней и покажите соответствующие переходы.

Список литературы:

1. Лабораторный практикум по физике: учебное пособие / В. И. Букатый,
К.В. Соломатин. – Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2005.

2. Оптика и атомная физика / Под ред. Р.И. Солоухина. – Н.: Наука, 1976. – 454 с.

 

Образовательные технологии

Лекции, практические занятия, семинары (проблемные, проектировочные, дискуссионные, тренинговые, организационно-деятельностные), внеаудиторная самостоятельная работа. Подготовка рефератов.

Кейс-технологии. Метод проектов. Игровые технологии. Информационные технологии. Решение компетентностно-ориентированных задач. Тестирование. Использование средств электронного обучения (компьютеры, мультимедиа аппаратура), работа в Интернете, методы активного обучения.

6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.

Компетентностно-ориентированные задания, критериально-ориентированные и адаптивные тесты, понятийно-терминологическая карта, коллоквиумы, зачеты, экзамены, рефераты.

Промежуточный контроль

В течение семестра студенты выполняют:

- домашние задания, выполнение которых контролируется и при необходимости

обсуждается на практических и лабораторных занятиях;

- промежуточные тесты во время лабораторных и практических занятий для выявления

знаний по основным элементам новых разделов теории;

- выполнение семи общих контрольных работ по шести разделам общей физики

Итоговый контроль

Экзамен в конце 2 семестра и экзамен в конце 3 семестра, включающий проверку теоретических знаний и умение решать практические задачи по курсу «Физика»

Учебно-методические материалы для проведения промежуточного контроля прилагаются ниже (на усмотрение преподавателя – либо материалы полностью, либо темы и краткое содержание, либо примерные тесты по дисциплине).

 

Примеры ВОПРОСов, ВЫНОСИМЫХ НА КОЛЛОКВИУМ

Часть 1. Механика. Молекулярная физика и термодинамика.

Коллоквиум 1.1.

Тест №1. Предмет ФИЗИКА. Физические модели. Понятия пространства и времени.

Тест №2. Основные понятия механики. Система единиц СИ.

Тест №3. Понятие скорости. Прямолинейное равномерное движение.

Тест №4. Понятие ускорения. Прямолинейное равнопеременное движение.

Тест №5. Угловая скорость. Равномерное вращение. Угловое ускорение. Равноускоренное

вращение. Связь линейных и угловых величин.

Тест №6. Силы в механике. I закон Ньютона.

Тест №7. Масса тела. Две формы записи II закона Ньютона.

Тест №8. Импульс силы. Закон изменения импульса. III закон Ньютона.

Тест №9. Закон сохранения импульса. Взаимодействие тел.

Тест №10. Упругое взаимодействие тел.

Тест №11. Неупругое взаимодействие тел.

Тест №12. Принцип относительности Галилея.

Тест №13. Понятие работы, мощность. Виды механической энергии.

Тест №14. Закон сохранения механической энергии.

Коллоквиум 1.2.

Тест №1. Момент инерции. Моменты инерции однородных тел правильной

геометрической формы. Теорема Штейнера.

Тест №2. Момент силы. Основной закон динамики вращательного движения. Момент

импульса. Закон сохранения момента импульса. Основные соотношения между

величинами, характеризующими поступательное и вращательное движение.

Тест №3. Кинетическая энергия вращающегося тела.

Тест №4. Типы равновесия тел. Условия равновесия тел. Применение условий равновесия.

Статика жидкостей и газов.

Тест №5. Постулаты специальной теории относительности (СТО). Преобразования

Лоренца и следствия из них. Основной закон релятивистской динамики.

Закон взаимосвязи массы и энергии.

Тест №6. Течение жидкостей и газов. Уравнение неразрывности. Уравнение Бернулли.

Тест №7. Свободные гармонические колебания. Скорость, ускорение, энергия

колебательного процесса. Пружинный, математический, физический маятники.

Тест №8. Метод векторных диаграмм. Сложение одинаково направленных и взаимно

перпендикулярных гармонических колебаний.

Тест №9. Затухающие колебания. Характеристики затухающего колебательного процесса.

Вынужденные колебания. Автоколебания. Резонанс.

Тест №10. Волна. Характеристики волнового процесса. Типы волн. Уравнение бегущей

волны. Стоячая волна.

Тест №11. Молекулярное представление о веществе. Термодинамическая система.

Основное уравнение молекулярно-кинетической теории (МКТ) идеальных газов.

Тест №12. Изопроцессы. Закон Авогадро. Закон Дальтона. Адиабатный процесс. Вывод

уравнения состояния идеального газа (две формы записи).

Тест №13. Скорости, характеризующие состояние газа. Закон Максвелла о распределении

молекул идеального газа по скоростям. Барометрическая формула.

Распределение Больцмана.

Тест №14. Броуновское движение. Столкновение молекул. Длина свободного пробега.

Явления переноса.

Коллоквиум 1.3.

Тест №1. Внутренняя энергия термодинамической системы. Число степеней свободы

системы.

Тест №2. Работа газа при различных изопроцессах и при адиабатическом процессе.

Тест №3. I начало термодинамики и его применение к различным изопроцессам

Тест №4. I начало термодинамики и его применение к адиабатическому процессу.

Тест №5. Теплоемкости газа, смеси газов. Связь между теплоемкостями. Уравнение

Майера. Физический смысл универсальной газовой постоянной.

Тест №6. Цикл. КПД кругового цикла. Обратимый и необратимый процессы. Цикл Карно.

КПД цикла Карно.