Робоча навчальна програма для студентів напрямку 040103 «Геологія» спеціалізацій «Геологія» та «Геофізика»
| Вид материала | Документы |
- 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.
Лекція 1. Основні закони для змінного струму (2 год).
Отримання змінного струму, його характеристики. Генератори змінного та постійного струму. Закон Ома для змінного струму. Потужність в колі змінного струму. Трансформатор.
Лекція 2. Вимушені електричні коливання (1 год.)
Отримання вимушених електричних коливань. Резонанс напруг.
Лекція 3. Затухаючі електромагнітні коливання (2 год)
Коливний контур. Власні електромагнітні коливання. Період та частота цих коливань. Рівняння затухаючих електромагнітних коливань та його розв’язки. Характеристики цих коливань. Критичний режим. LC- та RC-генератори.
ТЕМА 3. Рівняння Максвелла (3 год.)
Лекція 4. Рівняння Максвелла в інтегральній формі (1 год).
Отримання рівнянь Максвелла в інтегральній формі. Струм зміщення. Вихрове електричне поле. Матеріальні рівняння.
Лекція 5. Рівняння Максвелла в диференціальній формі (2 год).
Отримання рівнянь Максвелла в диференціальній формі. Розв’язки рівнянь Максвелла для вакууму. Хвильове рівняння. Рівняння плоскої та сферичної хвиль. Закони Максвелла для електромагнітних хвиль. Зв’язок групової та фазової швидкості..
ТЕМА 4. Електромагнітні хвилі (1 год.)
Лекція 6. Електромагнітні хвилі та їхнє застосування (1 год).
Енергія та інтенсивність електромагнітної хвилі. Властивості електромагнітних хвиль. Отримання та застосування електромагнітних хвиль. Модуляція та детектування цих хвиль. Найпростіші радіопередатчики та радіоприймачі.
Лабораторне заняття 1.
Осцилограф. Випрямлення змінного струму.
Лабораторне заняття 2.
Фігури Ліссажу.
Лабораторне заняття 3.
Перевірка закону Ома для змінного струму.
Завдання для самостійної роботи (6 год.)
- Основні закони змінного струму (1 год).
- Вимушені електричні коливання (1 год).
- Затухаючі електричні коливання (1 год).
- Отримання рівнянь Максвелла в інтегральній формі (1 год).
- Отримання рівнянь Максвелла в диференціальній формі (1 год).
- Схеми найпростіших радіопередатчиків та радіоприймачів (1 год).
Література [2-5, 7, 8].
Контрольні запитання до змістового модуля V
- Сформулюйте закон Ома для змінного струму.
- Чому дорівнює потужність в колі змінного струму?
- Що таке ефективне значення напруги в колі змінного струму?
- Від чого залежить зсув фаз між струмом та напругою в колі змінного струму?
- Що таке коефіцієнт потужності? Від чого він залежить?
- Що називається коефіцієнтом трансформації?
- Запишіть рівняння, які описують холостий та робочий хід трансформатора.
- Чому дорівнює власна частота в коливному контурі?
- Запишіть закон збереження енергії в коливному контурі.
- Чому дорівнює сила струму та напруженість на конденсаторі коливного контуру?
- Який фізичний зміст декремента затухання та добротності?
- Який фізичний зміст струму зміщення?
- Запишіть перше та друге рівняння Максвелла в інтергальній формі.
- Запишіть 4 матеріальні рівняння.
- Запишіть та проаналізуйта 3-е та 4-е рівняння Максвелла в інтегральній формі.
- Запишіть 4 рівняння Максвелла в диференціальній формію
- Сформулюйте перший закон Максвелла.
- Запишить в матеметичній формі другий та третій закони Максвелла.
- Який зв’язок фазової та групової швидкостей?
- Запишіть хвильове рівняння.
- Який вигляд мають рівняння плоскої та сферичної хвиль?
- Що таке вектор Умова-Пойнтінга?
- Що називається інтенсивністю електромагнітної хвилі?
- Що називається відкритим коливним контуром?
- В чому полягає сутність модулювання та детектування електромагнітних коливань?
- Назвіть основні елементи типового радіопередатчика.
- Назвіть основні елементи різних типів радіоприймачів.
СПИСОК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ
а) основна:
- Савельев И.В. Курс общей физики. т.2. Электричество и магнетизм. Волны. Оптика. М.: 1978. 480С.
- Сивухин Д.В. Общий курс физики. т.1-3. М.: 1980.
- Калашников С. Электричество. М.: 1977.
- Стащук В.С., Сухорада А.В. та Гузій М.І. Основи магнетизму. К: Обрії 2005. 120с.
б) додаткова:
- Описи лабораторних робіт. (кафедра загальної фізики)
- Жданов Л.С. Учебник по физике. М.: Наука. 1975. 591с.
- Фейнман Р. Фейнмановские лекции по физике. Т.6-7 Электрика и магнетизм, физика сплошных сред. М.: Мир 1977. 565 с
- Парселл Е. Электрика и магнетизм. М.: Наука. 1983. (Берклеевский курс физики) 416с.
ІІ СЕМЕСТР
змістовий МОДУЛЬ І. ОПТИКА
Лекція 1. Вступ. Електромагнітна природа світла. (2 год).
Розвиток поглядів на природу світла. Електромагнітна природа світла. Шкала електромагнітних хвиль. Енергія і імпульс фотона. Дуалізм світла. Швидкість світла. Закони геометричної оптики.
Лекція 2. Інтерференція світла (2 год.).
Когерентність хвиль. Одержання когерентних джерел в оптиці. Прості способи спостереження інтерференції світла. Інтерференція світла при відбиванні від тонких платівок. Смуги рівного нахилу і смуги рівної товщини. Застосування інтерференції світла. Інтерферометри.
Лекція 3. Дифракція світла (2 год).
Дифракція світла. Принцип Гюйгенса-Френеля. Зони Френеля. Дифракція Френеля від перешкод найпростіших форм. Дифракція Фраунгофера. Дифракційна гратка. Розподіл інтенсивності в дифракційній картині від гратки. Дифракція на просторових структурах.
Лекція 4. Поляризація світла (2 год).
Природне і поляризоване світло. Поляризація при відбиванні і заломленні. Поляризація при подвійному променезаломленні. Штучне подвійне променезаломлення. Поворот площини поляризації. Поляризаційні прилади.
Лекція 5. Взаємодія електромагнітних хвиль із речовиною. (2 год)
Дисперсія світла. Групова швидкість. Елементарна теорія дисперсії. Поглинання світла. Закон Бугера-Ламберта-Бера. Методи дослідження поглинання світла. Розсіяння світла.
Лекція 6. Теплове випромінювання. (2 год)
Теплове випромінювання в замкненій порожнині. Чорне тіло. Закон Кірхгофа. Закон Стефана-Больцмана і закон Віна. Формула Релея-Джинса. Формула Планка.
Лекція 7. Елементи квантової оптики. (2 год)
Фотоефект та його закони. Типи квантових переходів. Коефіцієнти Ейнштейна. Люмінесценція та її застосування.
Лабораторне заняття 1.
Кільця Ньютона.
Лабораторне заняття 2.
Дифракційна гратка.
Лабораторне заняття 3.
Градуювання стілоскопа.
Лабораторне заняття 4.
Біпризма Френеля.
Завдання для самостійної роботи (4 год.)
- Принцип Ферма (1 год).
- Інтерференція світла при відбиванні від пластинки(1 год).
- Фотометричні величини й одиниці їх вимірювання. (1 год).
- Дослід Юнга (1 год).
Література [1-4,6].
змістовий МОДУЛЬ ІІ. АТОМНА ФІЗИКА
Лекція 1. Вступ. Хвильові властивості частинок. (2 год).
Гіпотеза де Бройля. Експериментальні підтвердження хвильової природи частинок: досліди Девіссона і Джермера по вивченню дифракції електронів при розсіянні від кристала нікелю, досліди Г.Г.Томсонапо розсіянню швидких електронів при їх проходженні через полікристалічну плівку хрому. і П.С.Тартаковського. Властивості хвиль де-Бройля.
Лекція 2. Квантова механіка як основна теоретична база атомної фізики. Рівняння Шредінгера. (2 год).
Нормування хвильових функцій. Статистична інтерпретація хвильової функції. Досліди Л.Бібермана, М.Сушкіна і В.Фабриканта. Співвідношення невизначеностей Гейзенберга. Найпростіші задачі квантової механіки: рух вільної частинки, частинки в потенціальній ямі.
Лекція 3. Теорія атома водню.
Досліди Резерфорда по розсіянню -частинок речовиною. Елементарна теорія атома водню. Постулати Бора. Радіус Бора. Магнетон Бора. Гіромагнітне відношення. Спектральні серії атома водню. Стала Рідберга. Спектральні терми. Воднеподібні йони. Серія Пікерінга (He+). Атом водню з точки зору квантової механіки.
Лекція 4. Будова атомів.
Квантові числа та їх фізичний зміст. Спін електрона. Досліди Штерна і Герлаха. Електронні оболонки атома. Принцип Паулі. Періодична система елементів Д.І.Менделєєва.
Лекція 5. Рентгенівське проміння. Суцільні і характеристичні спектри випромінювання. Спектри поглинання рентгенівських променів. Розсіяння рентгенівських променів.
Лабораторне заняття 1.
Спектральні закономірності атома водню.
Лабораторне заняття 2.
Зовнішній фотоефект.
Завдання для самостійної роботи (3 год.)
1. Ефект Комптона (1 год).
2. Проходження мікрочастинох крізь потенціальний бар’єр (1 год).
3. Квантовий гармонічний осцилятор (1 год).
Література [1-3, 5-7].
змістовий МОДУЛЬ ІІІ. ФІЗИКА ЯДРА
ФІЗИКА ЯДРА
Лекція 1. Початкові відомості про ядро.
Енергії зв’язку ядер. Моделі атомних ядер.
Лекція 2. Радіоактивність.
Основні закони радіоактивного розпаду. Альфа-розпад. Бета-розпад. К-захват.
Лекція 3. Ядерні реакції.
Закони збереження в ядерних реакціях. Переріз ядерної реакції. Механізми ядерних реакцій. Фотоядерні та електроядерні реакції.
Лекція 4. Гамма-випромінювання ядер.
Внутрішня конверсія електронів. Ядерна ізометрія. Ефект Мессбауера. Проходження -випромінення через речовину. Методи реєстрації іонізуючого випромінення.
Лекція 5. Ядерна енергетика.
Нейтрон. Властивості нейтронів різних енергій. Ядерні реакції за участю нейтронів. Дифузія нейтронів. Сповільнення нейтронів. Ланцюгові реакції поділу. Ядерні реактори. Термоядерний синтез. Трансуранові елементи.
Лабораторне заняття 1.
Кільця Ньютона.
Лабораторне заняття 2.
Завдання для самостійної роботи (3 год.)
1. Елементарні частинки. Класифікація та властивості елементарних частинок (1 год.).
2. Космічні промені. Первинні і вторинні космічні промені. Широтний ефект. Радіаційні пояси. Мяка і жостка компоненти вторинних космічних променів (2 год.)
Література [1,2, 4,8].
СПИСОК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ
Основна
- Д.В. Сивухин. Общий курс физики. Т.ІV,V- М.: Физматлит, Изд-во МФТИ.- 2005.
- И.Е. Иродов. Общий курс физики. – М. Физматлит., Лаборатория базовых знаний.-2002.
- Г.С.Ландсберг. Оптика.- М.: Наука.- 1976.
- И.В.Савельев. Курс общей физики. Т. 3.- М.: Наука.- 1979.
Додаткова
- Зайдель А.Н. Элементарные оценки ошибок измерений.- Л.:1967.
- С.Э.Фриш, А.В.Тиморева. Курс общей физики IІІ том.
- М.У.Белый, Б.А.Охрименко. Атомная физика.- К.: Вища школа.- 1984.
- Ю.М.Широков. Ядерная физика.- М.: Наука.- 1972.
І семестр
ПЕРЕЛІК ЗАПИТАНЬ НА ІСПИТ
Питання з механіки
- Кінематика поступального руху.
- Кінематика обертального руху.
- Зв’язок між кутовими та лінійними величинами швидкості та прискорення.
- Перший закон Ньютона. Інерційні системи відліку.
- Другий закон Ньютона. Третій закон Ньютона.
- Деформації твердих тіл. Закон Гука. Модуль Юнга.
- Потенційна енергія пружних деформацій.
- Закон всесвітнього тяжіння. Сила тяжіння. Вага. Невагомість.
- Закони зміни та збереження імпульсу.
- Робота і енергія. Кінетична енергія. Потенціальна енергія.
- Закон збереження механічної енергії. Консервативні та неконсервативні сили.
- Центр мас. Рівняння руху центра мас.
- Кінетична енергія обертання. Момент інерції. Теорема Штейнера.
- Обертання тіла навколо нерухомої вісі. Момент сили. Момент імпульсу.
- Робота при обертанні.
- Порівняння основних характеристик поступального та обертального рухів.
- Рух тіла в неінерціальних системах відліку. Сила інерції. Відцентрові сили. Сила Коріоліса.
- Вага тіл з урахуванням обертання Землі та тяжіння до Сонця і Місяця.
- Вага тіл всередині планети.
- Основне рівняння динаміки ідеальної рідини (Рівняння Ейлера).
- Течія ідеальної рідини. Рівняння нерозривності.
- Рівняння Бернулі.
- Сили внутрішнього тертя.
- Течія в’язкої рідини. Формула Пуазейля.
- Коливання. Гармонічні коливання.
- Фізичний маятник. Математичний маятник.
- Загасаючі коливання. Вимушені коливання. Резонанс.
- Хвилі та їх властивості.
- Стоячі хвилі.
- Ефект Допплера в акустиці.
Питання з молекулярної фізики
- Ідеальний газ. Закони Бойля-Маріота та Гей-Люссака. Абсолютна температура.
- Рівняння Клапейрона-Менделєєва.
- Основне рівняння кінетичної теорії газів.
- Розподіл швидкостей молекул газу за Максвелом.
- Закон Больцмана.
- Середня довжина вільного пробігу молекул. Вакуум.
- Явища переносу. В`язкість. Теплопровідність. Дифузія.
- Внутрішня енергія системи.
- Робота і теплота.
- Перший закон термодинаміки.
- Теплоємність газів.
- Адіабатичний процес. Рівняння Пуасона.
- Роботу, яку виконує газ при ізотермічному та адіабатичному процесах
- Оборотні і необоротні процеси. Цикл Карно.
- Другий закон термодинаміки. Теорема Карно.
- Поняття про ентропію.
- Реальні гази. Рівняння Ван-дер-Ваальса.
- Співставлення ізотерм Ван-дер-Ваальса з експериментальними ізотермами. Фазовий перехід газ-рідина.
- Критична температура.
- Внутрішня енергія реального газу. Ефект Джоуля- Томсона.
- Загальні властивості та будова рідин. Поверхневий натяг.
- Змочування. Капілярні явища.
- Сублімація, плавлення і кристалізація твердих тіл. Потрійна точка.
- Теплове розширення твердих тіл.
- Теплоємність твердих тіл.
Питання з електрики та магнетизму.
- Закон Кулона.
- Напруженість і потенціал електричного поля, їхній зв’язок.
- Теорема Остроградського-Гауса та її застосування.
- Поле диполя.
- Диполь в електричному полі.
- Основи електронної теорії поляризації неполярних та полярних діелектриків.
- Властивості сегнето електриків та п’єзоелектриків.
- Електроємність. Ємності плоского, сферичного та циліндричного конденсаторів.
- Енергія зарядженого конденсатора. Енергія електричного поля.
- Закон Ома для ділянки електричного кола. Опір та його залежність від температури.
- Закон Ома для повного кола.
- Робота та потужність в колі постійного струму.
- Основи класичної електронної теорії провідності металів та напівпровідників.
- Струм у напівпровідниках. Застосування напівпровідників.
- Закони Кіргофа та їхнє застосування.
- Струм в електролітах
- Струм в газах.
- Закони Ома та Джоуля-Ленца з точки зору електронної теорії.
- Основи енергетичної структури металів та напівпровідників.
- Взаємодія провідників зі струмом Закон Ампера.
- Закон Біо-Савара-Лапласа та його застосуванняю.
- Сила, яка діє на рамку зі струмом в однорідному та неоднорідному магнітних полях.
- Магнітне поле замкненого струму.
- Магнітний момент замкненого струму.
- Магнітне поле в магнетиках. Намагнічування діа- та парамагнетиків.
- Основи теорії діа- та парамагнетизму.
- Феромагнетизм. Точка Кюри. Петля гістерезису.
- Закони феромагнетизму. Феріти. Антиферомагнетики.
- Сила, яка діє на заряджену частинку в електричному полі. Траєкторія руху зарядженої частинки в електричному полі.
- Сила Лоренца. Рух заряджених частинок в магнітному полі.
- Принцип роботи осцилографа.
- Закон Фарадея. Правило Ленца.
- Явище самоіндукції. Індуктивність.
- Енергія однорідного та неоднорідного магнітних полів.
- Отримання змінного струму, його характеристики.
- Генератори змінного та постійного струму.
- Закон Ома для змінного струму.
- Потужність в колі змінного струму.
- Фізичні явища при роботі трансформатора.
- Отримання вимушених електричних коливань. Резонанс напруг.
- Коливний контур. Власні електромагнітні коливання. Період та частота цих коливань.
- Рівняння затухаючих електромагнітних коливань та його розв’язки. Характеристики цих коливань.
- LC- та RC-генератори.
- Отримання рівнянь Максвелла в інтегральній формі.
- Струм зміщення. Вихрове електричне поле.
- Отримання рівнянь Максвелла в диференціальній формі.
- Розв’язки рівнянь Максвелла для вакууму. Хвильове рівняння.
- Рівняння плоскої та сферичної хвиль.
- Закони Максвелла для електромагнітних хвиль.
- Зв’язок групової та фазової швидкості.
- Енергія та інтенсивність електромагнітної хвилі. Властивості електромагнітних хвиль. Отримання та застосування електромагнітних хвиль.
- Модуляція та детектування електромагнітних хвиль. Схеми найпростіших радіопередатчиків та радіоприймачів.
ІІ семестр
ПЕРЕЛІК ЗАПИТАНЬ НА ІСПИТ
- Закони геометричної оптики.
- Принцип Ферма.
- Інтерференція світла. Когерентність хвиль. Одержання когерентних джерел в оптиці.
- Інтерференція світла при відбиванні від тонких пластинок. Смуги рівного нахилу і смуги рівної товщини.
- Кільця Ньютона.
- Застосування інтерференції світла. Інтерферометри.
- Дифракція світла. Принцип Гюйгенса-Френеля.
- Дифракція Френеля на щілині. Зони Френеля.
- Дифракційна гратка. Розподіл інтенсивності в дифракційній картині від гратки.
- Дифракція на просторових структурах.
- Природне і поляризоване світло. Поляризація при відбиванні і заломленні.
- Поляризація при подвійному променезаломленні.
- Штучне подвійне променезаломленняю Поворот площини поляризації.
- Дисперсія світла. Елементарна теорія дисперсії.
- Поглинання світла та розсіювання світла. Закон Бугера-Ламберта-Бера.
- Теплове випромінювання. Закон Кірхгофа.
- Закон Стефана-Больцмана.
- Закон Віна.
- Спектральна густина рівноважного теплового випромінювання. Формула Планка.
- Зовнішній фотоефект та його закони.
- Хвильові властивості частинок. Гіпотеза де Бройля.
- Властивості хвиль де-Бройля.
- Рівняння Шредінгера. Нормування хвильових функцій. Статистична інтерпретація хвильової функції.
- Співвідношення невизначеностей Гейзенберга.
- Застосування рівняння Шредінгера: частинка в потенціальній ямі.
- Квантовий гармонічний осцилятор.
- Будова атома.
- Досліди Резерфорда по розсіянню -частинок речовиною.
- Елементарна теорія атома водню. Постулати Бора. Радіус Бора.
- Магнітний момент атому водню. Магнетон Бора.
- Спектральні закономірності випромінювання атома водню.
- Принцип Паулі. Заповнення електронних оболонок атома.
- Рентгенівське випромінювання. Суцільні і характеристичні спектри випромінювання.
- Ефект Комптона.
- Початкові відомості про ядро. Будова ядра. Енергії зв’язку ядер.
- Альфа-розпад.
- Бета-розпад.
- K-захват.
- Закон радіоактивного розпаду.
- Гамма-випромінювання ядер. Внутрішня конверсія електронів.
- Методи реєстрації іонізуючого випромінювання. Лічильник Гейгера.
- Проходження -випромінення через речовину.
- Проходження - та - частинок через речовину.
- Ядерні реакції за участю нейтронів. Трансуранові елементи.
- Нейтрон. Властивості нейтронів різних енергій. Дифузія нейтронів. Сповільнення нейтронів.
- Ланцюгові реакції поділу. Ядерні реактори.
- Термоядерний синтез.
- Одиниці величин в дозиметрії іонізуючого випромінювання.
1 У РНП зазначається лише та шкала, яка відповідає формі підсумкового контролю, якщо іспит – з оцінками, якщо ж залік, відповідно «зараховано» чи «не зараховано».
2 Усі пояснення викладач робить сам, виходячи із власної, запропонованої системи оцінювання знань та вмінь студентів.