Робоча навчальна програма для студентів напрямку 040103 «Геологія» спеціалізацій «Геологія» та «Геофізика»

Вид материала

Документы

Содержание Назва теми ЗМІСТОВИЙ Модуль 1. «Оптика» ЗМІСТОВИЙ Модуль 2. «Атомна фізика» ЗМІСТОВИЙ Модуль 3. «Фізика ядра» Динаміка. Сили пружності. Сили гравітації Момент імпульсу Абсолютно тверде тіло Сили інерції. Властивості рідин Коливання та хвилі Кінетична теорія газів Перший закон термодинаміки Другий закон термодинаміки Лекція 12. Реальні гази і фазовий перехід «газ-рідина» Лабораторне заняття 7. Лекція 13. Рідини Лекція 14. Тверді тіла Лабораторне заняття 8. Список рекомендованої літератури Лекція 2. Діелектрики в електричному полі (2 год.) Лекція 3. Енергія електричного поля (1 год) ... Полное содержание

Подобный материал:

• Робоча навчальна програма для студентів напрямку 040103 Геологія, спеціалізації геологія,, 512.28kb.
• Робоча навчальна програма для студентів спеціальності 040103 геологія, спеціалізація, 475.49kb.
• Робоча навчальна програма для студентів спеціальності 040103 «Геологія» (спеціалізація:, 283.53kb.
• Робоча навчальна програма для студентів спеціальності 040103 геологія (спеціалізації, 492.71kb.
• Робоча навчальна програма для студентів IV курсу геологічного факультету за напрямом, 1331.58kb.
• Робоча навчальна програма для студентів ІІ курсу геологічного факультетуі напряму 040103, 329.17kb.
• Робоча навчальна програма для студентів спеціальності 040103 геологія Затверджено, 628.51kb.
• Робоча навчальна програма для студентів спеціальності 040103 геологія (спеціалізації, 522.2kb.
• Робоча навчальна програма дисципліни для студентів Ікурсу напряму 040103 геологія Затверджено, 388.24kb.
• Робоча навчальна програма для студентів спеціальності 040 103 геологія, спеціалізації, 417.02kb.

Загальний обсяг 86 год.,

в тому числі:

Лекції –54 год.

Лабораторні – 18 год.

Самостійна робота – 14 год.


ІІ семестр

№ теми	Назва теми	Кількість годин
		Лекції	Лаборатор.	Самостійна робота
ЗМІСТОВИЙ Модуль 1. «Оптика»
1	Вступ. Електромагнітна природа світла	2	2	1
2	Інтерференція світла	2
3	Дифракція світла	2	2	1
4	Поляризація світла	2
5	Взаємодія електромагнітних хвиль із речовиною	2	2	1
6	Теплове випромінювання	2
7	Елементи квантової оптики	2	2	1
Модульна контрольна робота 1			2
ЗМІСТОВИЙ Модуль 2. «Атомна фізика»
1	Вступ. Хвильові властивості частинок	2	2	1
2	Квантова механіка як основна теоретична база атомної фізики. Рівняння Шредінгера	2
3	Теорія атома водню	2	2	1
4	Будова атомів	2
5	Рентгенівське проміння	2	2	1
Модульна контрольна робота 2			1
		Лекції	Практичні	Самостійна робота
ЗМІСТОВИЙ Модуль 3. «Фізика ядра»
1	Початкові відомості про ядро	2		1
2	Радіоактивність	2
3	Ядерні реакції	1		1
4	Гамма-випромінювання ядер	2
5	Ядерна енергетика	2		1
Модульна контрольна робота 3			2
Всього		34	17	10

Загальний обсяг 61 год,

в тому числі:

Лекції –34 год.

Лабораторні – 17 год.

Самостійна робота – 10 год.


1 СЕМЕСТР


Змістовий модуль 1. МЕХАНІКА


Лекція 1. Вступ. Похибки вимірювань. Кінематика (2 год.)


Похибки вимірювань. Приклади підрахунків похибок.

Кінематика матеріальної точки. Основні визначення: радіус-вектор, перемещення, швидкість, прискорення, зв’язок між ними. Середня швидкість. Рух точки по колу. Основні визначення: кутова швидкість і прискорення. Зв’язок між звичайними та кутовими швидкостями та прискоренням. Тангенційне й нормальне прискорення.


Лабораторне заняття 1. (2 год.)

Визначення густини тіл правильної геометричної форми.


Завдання для самостійної роботи (1 год.)

Приклади підрахунків похибок.

Література [ 1-3,6]


Лекція 2. Динаміка. Сили пружності. Сили гравітації (2 год.)


Динаміка матеріальної точки. Закони Ньютона.

Закон Гука. Модуль Юнга.

Гравітаційні сили притягування матеріальних точок. Вага тіл з урахуванням обертання Землі навколо осі. Гравітаційна та інертна маса. Принцип еквівалентності сил гравітації й інерції. Локальний характер принципу еквівалентності.


Завдання для самостійної роботи (1 год.)

Вплив гравітаційного притягування до Сонця й Місяця на рух тіл на Землі. Роль неоднорідності гравітаційного поля Сонця й Місяця. Вага тіл усередині планети.

Література [ 1-3,8]


Лекція 3. Імпульс тіла. Робота та енергія (2 год.)


Закон зміни імпульсу. Замкнені системи. Закон збереження імпульсу. Рух тіл зі змінною масою.

Закон зміни кінетичної енергії. Потенціальна енергія. Потенціальна енергія пружних деформацій. Потенціальна енергія в однорідному гравітаційному полі. Закон збереження механічної енергії.


Лабораторне заняття 2. (2 год.)

Визначення прискорення Земного тяжіння за допомогою фізичного маятника.


Завдання для самостійної роботи (1 год.)

Рівняння Мещерського: приклади використання. Рівняння Ціолковського.

Література [ 1-3,8]


Лекція 4. Момент імпульсу (2 год.)


Момент сили. Рівняння моментів для матеріальної точки й системи точок. Рівняння моментів у випадку обертання точки по колу. Момент інерції точки. Аналогія в формулах кінематики й динаміки поступального й обертального руху.


Завдання для самостійної роботи (2 год.)

Рух планет навколо Сонця.

Література [1-3,8]


Лекція 5. Абсолютно тверде тіло (2 год.)


Центр мас. Рівняння руху центра мас. Обертання твердого тіла навколо нерухомої осі. Момент інерції. Теорема Штейнера. Кінетична енергія обертального руху твердого тіла.


Лабораторне заняття 3. (2 год.)

Маятник Обербека.


Завдання для самостійної роботи (1 год.)

Приклади обчислення моментів інерції деяких тіл: тонкий стержень, циліндр, куля. Гіроскопи. Прецесія.

Література [1-3,8]


Лекція 6. Сили інерції. Властивості рідин (2 год.)


Сили інерції (прискорений поступальний рух системи координат). Особливості сил інерції. Сили інерції (прискорений поступальний та обертальний рух системи координат).

Основне рівняння руху ідеальної рідини (рівняння Ейлера). Барометрична формула. Стаціонарна течія ідеальної рідини. Лінії току, трубка току. Рівняння нерозривності. Рівняння Бернуллі.


Завдання для самостійної роботи (2 год.)

Гідродинамічна модель планети, яка обертається; оцінка плескатості Землі.

Література [1-3,8]


Лекція 7. Коливання та хвилі (2 год.)


Гармонічні коливання систем з одним ступенем вільності, диференціальне рівняння, роль початкових умов. Швидкість та прискорення при гармонічних коливаннях. Математичний маятник. Загальний вигляд рівняння гармонічних коливань. Фізичний маятник. Енергія власних гармонічних коливань. Складання коливань. Складання коливань вздовж одного напрямку. Биття. Складання взаємно перпендикулярних коливань. Загасні коливання. Показник загасання, логарифмічний декремент загасання. Вимушені коливання. Резонанс.

Характеристики хвиль. Рівняння плоскої хвилі. Біжучі й стоячі хвилі. Інтерференція й дифракція хвиль.


Лабораторне заняття 4. (2 год.)

Визначення довжини звукової хвилі методом резонансу.

Завдання для самостійної роботи (1 год.)

Аперіодичне загасання. (Пояснення особливостей припливів.)

Література [1-3,7,8]


Змістовий модуль 2. МОЛЕКУЛЯРНА ФІЗИКА


Лекція 8. Вступ. Основні газові закони (2 год.)


Маса та розміри молекул.

Поняття про стан речовини. Ідеальний газ. Закони Бойля-Маріота та Гей-Люссака. Абсолютна температура. Рівняння Клапейрона-Менделєєва.


Лабораторне заняття 5. (2 год.)

Визначення довжини вільного пробігу молекул повітря

Завдання для самостійної роботи (1 год.)

Міжнародна практична температурна шкала МПТШ

Література [1-2,4,8]


Лекція 9. Кінетична теорія газів (2 год.)


Основні уявлення молекулярно-кінетичної теорії газів. Зіткнення молекул. Основне рівняння кінетичної теорії газів. Розподіл швидкостей молекул газу за Максвелом. Закон Больцмана. Середня довжина вільного пробігу молекул. Вакуум. Явища переносу.


Завдання для самостійної роботи (2 год.)

В`язкість. Теплопровідність. Дифузія.

Література [1-2,4,7,8]


Лекція 10. Перший закон термодинаміки (2 год.)


Внутрішня енергія системи. Робота і теплота. Перший закон термодинаміки та його методологічне значення. Теплоємність газів. Адіабатичний процес. Рівняння Пуассона.


Лабораторне заняття 6. (2 год.)

Визначення відношення питомих теплоємностей при постійному тиску та об’ємі.


Завдання для самостійної роботи (1 год.)

Роботу, яку виконує газ при ізотермічному і адіабатичному процесах.

Література [1-2,4,7,8]


Лекція 11. Другий закон термодинаміки (2 год.)


Оборотні і необоротні процеси. Цикл Карно. Другий закон термодинаміки. Теорема Карно. Поняття про ентропію. Статистичний характер другого закону термодинаміки.


Завдання для самостійної роботи (1 год.)

Поняття про від`ємну абсолютну температуру.


Література [1-2,4,7,8]


Лекція 12. Реальні гази і фазовий перехід «газ-рідина» (2 год.)

Реальні гази. Рівняння Ван-дер-Ваальса. Співставлення ізотерм Ван-дер-Ваальса з експериментальними ізотермами. Фазовий перехід газ-рідина. Внутрішня енергія реального газу. Ефект Джоуля-Томсона.


Лабораторне заняття 7. (2 год.)

Критична температура.


Завдання для самостійної роботи (1 год.)

Скраплювання газів та одержання низької температури.


Література [1-2,4,8]


Лекція 13. Рідини (2 год.)

Загальні властивості та будова рідин. Поверхневий натяг. Змочування. Капілярні явища.


Завдання для самостійної роботи (2 год.)

Формула Пуазейля . Число Рейнольдса. Формула Стокса. Рух тіл у в’язкій рідині під дією сталої сили.

Література [1-2,4,8]


Лекція 14. Тверді тіла (1 год.)

Кристалічні та аморфні тіла. Основні характеристики кристалів. Сублімація, плавлення і кристалізація твердих тіл. Теплове розширення твердих тіл. Теплоємність твердих тіл.


Лабораторне заняття 8. (2 год.)

Визначення коефіцієнта внутрішнього тертя методом Стокса.


Завдання для самостійної роботи (1 год.)

Іонні кристали. Атомні кристали. Металічні кристали. Молекулярні кристали.

Література [1-2,4,8].


СПИСОК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

а) основна:

1. Савельев И.В. Курс общей физики. т.1. М.: Наука 1979.
   
2. Сивухин Д.В. Общий курс физики. т.1 М.: Физматлит, Изд-во МФТИ.- 2005
   
3. Вакуленко О.В., Зеленський С.Є., Кондратенко С.В. Механіка., Київ: Київський Університет, 2003. – 177 с
   
4. С.М.Яблочков. Молекулярна фізика та термодинаміка. Навчальній посібник для студентів геологічного факультету. – К.:ВЦ НБУ ім. В.І.Вернадського НАНУ.- 2004.-128 c.
   

б) додаткова:

5. Описи лабораторних робіт. (кафедра загальної фізики).
   
6. Зайдель А.Н. Элементарные оценки ошибок измерений.- Л.:1967
   
7. Р.Фейнман, Р.Лейтон, М.Сэндс. Фейнмановские лекции по физике. Том 4. Кинетика. Теплота. Звук.- М.: Мир, 1965.- 260с.
   
8. И.Е. Иродов. Общий курс физики. – М. Физматлит., Лаборатория базовых знаний.-2002.
   

змістовий МОДУЛЬ ІІІ. Електрика та магнітостатика


ТЕМА 1. Основи електростатики (5 год.)


Лекція 1. Електричне поле та його характеристики (2 год).

Взаємодія зарядів. Закон Кулона. Напруженість і потенціал електричного поля, їхній зв’язок. Теорема Остроградського-Гауса та її застосування.


Лекція 2. Діелектрики в електричному полі (2 год.)

Поле диполя. Диполь в електричному полі. Основи електронної теорії поляризації неполярних та полярних діелектриків. Властивості сегнетоелектриків та п’єзоелектриків.


Лекція 3. Енергія електричного поля (1 год)

Електроємність. Ємності плоского, сферичного та циліндричного конденсаторів. Енергія зарядженого конденсатора. Енергія електричного поля.


Лабораторне заняття 1.

Визначення ємностей конденсаторів резонансним методом.

Лабораторне заняття 2.

Вивчення характеристик простих електростатичних полів.


Завдання для самостійної роботи (2 год.)

1. Теорема Остроградського-Гауса та її застосування для простих електричних полів (1 год).
   
2. Основи електронної теорії поляризації неполярних та полярних діелектриків (1 год).
   
3. Енергія електричного поля (1 год).
   

Література [1-3, 5].


ТЕМА 2. Основні закони постійного струму (4 год.)


Лекція 1. постійний електричних струм в простих колах (1 год).

Закон Ома для ділянки електричного кола. Опір та його залежність від температури. Закон Ома для повного кола. Робота та потужність в колі постійного струму.


Лекція 2. Закони Кіргофа та їхнє застосування (1 год.)

Основи класичної електронної теорії провідності металів та напівпровідників. Струм у напівпровідниках. Застосування напівпровідників. Закони Кіргофа. Струм в електролітах та газах.

Лекція 3. Основи класичної та квантової теорії провідності металів та напівпровідників (1 год)

Закони Ома та Джоуля-Ленца з точки зору електронної теорії. Основи енергетичної структури металів та напівпровідників.


Лабораторне заняття 3.

Визначення опору провідників за допомогою містка Уітстона.

Лабораторне заняття 4.

Визначення електрорушійної сили джерел струму компенсаційним методом.

Лабораторне заняття 5.

Розширення шкал амперметра та вольтметра.

Лабораторне заняття 6.

Залежність опору металів та напівпровідників від температури.


Завдання для самостійної роботи (2 год.)

1. Закони Кіргшофа та їхнє застосування для розрахунку простих електричних кіл (1 год).
   
2. Основи класичної електронної теорії провідності металів та напівпровідників (з власною та домішковою провідністю) (1 год).
   
3. Енергетична зонна структура простих металів та напівпровідників.
   

Література [1-3, 5, 7,8].


ТЕМА 3. Магнітне поле та його характеристики (5 год.)


Лекція 1. Закон Біо-Савара-Лапласа та його застосування (2 год).

Взаємодія провідників зі струмом. Закон Біо-Савара-Лапласа та його застосуванняю Закон Ампера.


Лекція 2. Дія магнітного поля на рамку зі струмом (2 год.)

Сила, яка діє на рамку зі струмом в однорідному та неоднорідному магнітних полях. Магнітне поле замкненого струму. Магнітний момент замкненого струму.


Лекція 3. Основи теорії діа- та парамагнетизму (2 год)

Магнітне поле в магнетиках. Намагнічування діа- та парамагнетиків. Основні положення теорії діа- та парамагнетизму.


Лекція 4. Основні закони феромагнетизму (1 год).

Феромагнетизм. Точка Кюрі. Петля гістерезису. Закони феромагнетизму. Феріти. Антиферомагнетики.


Контрольні запитання до змістового модуля ІІІ

1. Що таке електричне поле, його характеристики?
   
2. Зв'язок напруженості та потенціалу електростатичного поля.
   
3. Сформулюйте теорему Остроградського-Гауса.
   
4. Що називається ємністю?
   
5. Чому дорівнює ємність плоского, циліндричного та сферичного конденсаторів?
   
6. Сформулюйте правила послідовного та паралельного з’єднання конденсаторів.
   
7. Чому дорівнює енергія зарядженого конденсатора?
   
8. Чому дорівнює енергія однорідного та неоднорідного полів?
   
9. Сформулюйте закон Ома для ділянки кола.
   
10. Що називається опором провідника?
    
11. Як залежить опір провідників та напівпровідників від температури.
    
12. Сформулюйте закон Ома для повного кола.
    
13. Чому дорівнює електрорушійна сила послідовно та паралельно з’єднаних джерел струму.
    
14. Сформулюйте закон Джоуля-Ленца.
    
15. Умова запалення самостійного заряду.
    
16. Чому дорівнює контактна різниця потенціалів?
    
17. Що називається термоелементом?
    
18. Сформулюйте основні закони струму у вакуумі.
    
19. Сформулюйте закони Фарадея.
    
20. Що називається забороненою зоною напівпровідника?
    
21. Запишіть закон Джоуля-Ленца, який випливає з класичної електронної теорії.
    
22. Як визначити концентрацію носіії заряду в металах та напівпровідниках.
    

змістовий МОДУЛЬ ІV. Магнітодинаміка та електромагнітні коливання і хвилі


ТЕМА 1. Явище самоіндукції та сила Лоренца.


Лекція 1. Рух заряджених частинок в електричному та магнітному полях (2).

Сила, яка діє на заряджену частинку в електричному полі. Траєкторія руху зарядженої частинки в електричному полі. Сила Лоренца. Рух заряджених частинок в магнітному полі. Осцилограф.


Лекція 2. Явище самоіндукції (1 год).

Закон Фарадея. Правило Ленца. Явище самоіндукції. Індуктивність. Струми Фуко. Енергія магнітного поля.


Лабораторне заняття 1.

Визначення горизонтальної складової напруженості магнітного поля Землі.


Завдання для самостійної роботи (6 год.)


1. Закон Біо-Савара-Лапласа та його застосування для розрахунку колового струму, соленоїда, тороїда та лінійного струму (1 год).

2. Напруженість магнітного поля колового струму (1 год.)

3. Виведення основних співвідношень для діа- та парамагнетиків (1 год)

4. Основні закони феромагнетизму (1 год).

5. Рух заряджених частинок в паралельних електричних та магнітних полях (1 год).

6. Виведення співвідношення електрорушійної сили для лінійного провідника, який рухається в магнітному полі (1 год).

Література [3-6, 8].


Контрольні запитання до змістового модуля ІV

1. Що таке магнітне поле, його характеристики?
   
2. Що таке сила Ампера?
   
3. Зв'язок напруженості та індукції магнітного поля.
   
4. Фізичний зміст магнітної проникності.
   
5. Сформулюйте закон Біо-Савара-Лапласа.
   
6. Чому дорівнює індукція магнітного поля всередині соленоїда?
   
7. Сформулюйте теорему про циркуляцію напруженості магнітного поля.
   
8. Чому дорівнює напруженість магнітного поля рухомого заряду?
   
9. Чому дорівнює магнітний момент замкненого струму?
   
10. Що називається намагніченістю?
    
11. Сформулюйте закон Фарадея для електрорушійної сили.
    
12. У чому фізичний зміст правила Ленца?
    
13. Чому дорівнює електрорушійна сила електроіндукції?
    
14. Що називається індуктивністю провідника?
    
15. Чому дорівнює індуктивність соленоїда?
    
16. Яка причинавиникнення струмів Фуко?
    
17. Чому дорівнює енергія котушки зі струмом?
    
18. Чому дорівнює енергія однорідного та неоднорідного магнітних полів?