Элементы квантовой и статистической физики.

Направления: 11.03.02. «Инфокоммуникационные технологии и системы связи».

                                 

 

 

Составители: С.Н. Вальковский

                     В.А.Оборотов

               Л.В.Осичева

                      И.Д. Самодурова

                      И.В.Сирко 

                      М.И.Тимошина          

 

 

Рецензент:   С.В.Латышев

 

 Издание утверждено на заседании кафедры. Протокол № 2 от 09.03. 2021 г.

 

Отв. редактор Л.В.Осичева

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Дисциплина «Физика», входит в базовую часть цикла общих математических и естественнонаучных дисциплин в государственных образовательных стандартах. Она служит для ознакомления студентов с современной физической картиной мира, для приобретения навыков экспериментального исследования физических явлений и процессов, для изучения теоретических методов анализа физических явлений, а также для обучения грамотному применению положений фундаментальной физики к научному анализу ситуаций, с которыми бакалавру придется сталкиваться при создании новых технологий. Кроме того, она способствует выработке у студентов основ естественнонаучного мировоззрения и ознакомления с историей развития физики и основных её открытий.

 

 Цели и задачи освоения дисциплины «Физика», компетенции, которыми студент должен обладать в результате освоения дисциплины, подробно разобраны в Части 1 настоящего УМП.

 

                                    ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Работа студента-заочника по изучению курса физики складывается из следующих видов работ: самостоятельного изучения физики по учеб­ным пособиям, работы в контакте с преподавателями кафедры физики, решения задач, выполнения контрольных и лабораторных работ, сдачи зачетов и экзаменов.

Самостоятельное изучение курса физики по учебным пособиям

Самостоятельная работа с учебными пособиями является главным видом работы студента-заочника. Здесь нужно иметь ввиду:

I. Изучать курс физики необходимо систематически в течение всего учебного процесса. Изучение физики в сжатые сроки перед экзаменом не даст глубоких и прочных знаний.

2. В качестве учебного пособия студенты могут исполь­зовать один из учебников, указанных в списке основной литературы. Кроме того, рекомендуется использовать конспекты лекций, имеющиеся по всем изучаемым разделам курса в Центре дистанционного обучения. В этих лекциях доступно и достаточно строго изложены все вопросы изучаемого курса физики.

3. При чтении учебного пособия желательно составлять конспект, в котором записывать законы и формулы, выражающие эти законы, определения физических величин и единицих измерения, делать чертежи и решать типовые задачи.

4. Самостоятельную работу по изучению курса физики рекомендуется подвергать систематическому самоконтролю. Для этого после изучения очередного раздела курса следует ответить на контрольные вопросы, предназначенные для подготовки к экзамену.

Решение задач

Систематическое решение задач - необходимое условие успешного изучения курса физики. Решение задач помогает уяснить смысл физи­ческих законов, закрепляет в памяти формулы, прививает навыки практического применения теоретических знаний. При решении задачи рекомендуется следующее:

I. После слова "дано" выписать все величины с их числовыми зна­чениями, которые будут использованы в процессе решения задачи. Числовые значения, исключая те случаи, когда определяются безраз­мерные отношения, тут же переводить в систему СИ, проставляя рядом соответствующие наименования. После слова "найти" выписать все искомые величины.

2. Указать те основные законы и формулы, на которых базируется решение данной задачи, и привести их словесную формулировку. Разъяс­нить смысл буквенных обозначений, входящих в исходную формулу. Если такая формула является частным случаем фундаментального зако­на, то ее необходимо вывести из этого закона.

3. Сделать чертеж или график, поясняющий содержание задачи (в тех случаях, когда это возможно). Выполнить его надо аккуратно, при помощи карандаша, циркуля, линейки, лекал. На чертеже или графике чернилами должны быть нане­сены обозначения всех буквенных величин, которые используются в расчетных формулах и могут быть пояснены чертежом.

4. Каждый этап решения задачи сопровождать краткими. но исчерпы­вающими пояснениями.

5. Физические задачи весьма разнообразны, и дать единый рецепт их решения невозможно. Однако, как правило, физические задачи следует решать в общем виде, т.е. выразить искомую величину в буквен­ных обозначениях величин, заданных в условии задачи, и взятых из таблицы. При этом способе не производятся вычисления промежуточных величин; числовые значения подставляются только в окончательную (рабочую) формулу, выражающую искомую величину. Рабочая формула должна быть записана в рационализованной форме, все величины, входящие в нее, выражены в единицах СИ.

6. Подставить в рабочую формулу наименования единиц (в которых выражены заданные числовые значения)и, путем упрощающих действий сними, убедиться в правильности наименования искомой величины.

7. Подставить в рабочую формулу числовые значения, выраженные в единицах одной системы, рекомендуется - в СИ. Несоблюдение этого правила приводит к неверному результату. Исключение из этого правила допускается лишь для тех однородных величин, которые вхо­дят в виде сомножителей в числитель и знаменатель формулы с одина­ковыми показателями степени. Такие величины можно выразить в любых единицах, но обязательно в одинаковых.

8. Произвести расчетные действия с величинами, подставленными в рабочую формулу, записать в ответе числовое значение и сокращен­ное наименование единиц измерения искомой величины.

9. При подстановке в рабочую формулу, а также при выражении ответа числовые значения величин записывать как произведение де­сятичной дроби с одной значащей цифрой перед запятой на десять в соответствующей степени. Например, вместо 3520 надо записать 3,52^.10³ вместо 0,00129 записать 1,29^.10^-3 и т.д. Рекомендуемая запись числовых значений облегчает расчетные действия с ними, яв­ляется более компактной и наглядной.

10. Оценить правдоподобность числового ответа. В ряде случаев такая оценка помогает своевременно обнаружить ошибочность получен­ного результата и устранить ее. Например, коэффициент полезного действия тепловой машины не может быть больше единицы, электричес­кий заряд не бывает меньше электронного заряда е = 1,6^.10^-19 Кл, скорость тела не может превзойти скорость света в вакууме с = 3^.10⁸ м/с и т.д.

Чтобы приобрести необходимые навыки в решении задач и подгото­виться к выполнению контрольной работы, следует после изучения очередного раздела курса физики внимательно разобрать помещенные ниже примеры решения типовых задач.

Выполнение контрольных работ

Студенты МТУСИ направления 11.03.02. «Инфокоммуникационные технологии и системы связи»

1 курса 2 семестра выполняют кон­трольную работу № 2  по разделам «Колебания и волны»; «Элементы квантовой и статистической физики».

При выполнении контрольной работы студенту необходимо руководст­воваться следующим:

 

I. Все контрольные работы выполняются только по условиям задач данного пособия. Замена какой-либо контрольной работы другой, взятой из аналогичного пособия, но другого года из­дания, не допускается.

2. Контрольные работы выполняются в обычной школьной тетради в клетку, на первой странице которой наклеивается специальный бланк, выдаваемый деканатом.

3. Контрольная работа выполняется чернилами темного цвета (черного или синего). Для замечаний преподавателя на страницах тетради оставляются поля. Каждая следующая задача должна начинать­ся с новой страницы. Условия задач переписываются полностью без сокращений. Задачи нумеруются теми же номерами, которые указаны в контрольном задании.

4. Решение задач выполняется в соответствии с правилами, изло­женными в разделе "Решение задач" (см. с. 5-6). В задачах, отме­ченных звездочкой, необходимо сделать поясняющий чертеж или график.

5. После получения из института прорецензированной работы сту­дент обязан выполнить все указания рецензента.

6. Если контрольная работа после рецензирования не зачтена, студент представляет ее на повторную рецензию, исправив решения тех задач, которые оказались выполненными неверно. При этом все исправления, дополнения, повторные решения задач, вытекающиеизтребований рецензента, выполняются в этой же тетради на свободных страницах. Нельзя делать исправления в том же месте, где допущены ошибки. Если исправления выполняются в отдельной тетради, то эта тетрадь обязательно представляется вместе с не зачтенной работой.

8. Если контрольная работа зачтена, но рецензентом указано на необходимость внести какие-либо дополнения, пояснения или исправ­ления в решения задач, то все они должны быть выполнены до экзамена (зачета).

9. При получении экзаменационного билета экзаменатору предъяв­ляется зачтенная работа. Студент должен быть готов дать вовремя экзамена пояснения по существу решения задач, входящих в его кон­трольную работу.

10. Срок действия зачтенных контрольных работ, по тематике ко­торых не сдан экзамен - два года.

 

Сдача зачетов и экзаменов

К сдаче зачета или экзамена допускаются студенты, выполнившие установленное число контрольных и лабораторных работ. Контрольные работы, зачтенные рецензентом с подписью преподавателя, проверив­шего исправления, предъявляются экзаменатору.

При сдаче экзамена или зачета студент должен обнаружить знание курса физики в объеме, установленном программой, и умение решать физические задачи, а также готовность дать пояснения по существу решений задач, входящих в его контрольные работы.

В соответствии с учебным планом студенты МТУСИ 11.03.02. направления «Инфокоммуникационные технологии и системы связи»