Geum.ru

«010400 Физика»

Вид материалаПрограмма

Содержание


I. механика
Тематический план
Количество часов
Всего по курсу
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7

© Физический факультет МГУ им.М.В.Ломоносова


ВВЕДЕНИЕ


Курс общей физики является основным в общей системе современной подготовки физиков - профессионалов. Он излагается на младших курсах и его главной задачей является создание фундаментальной базы знаний, на основе которой в дальнейшем можно развивать более углубленное и детализированное изучение всех разделов физики в рамках цикла курсов по теоретической физике и специализированных курсов.

В связи с этим формируются главные требования предъявляемые к курсу "Общая Физика". Первое из них заключается в мировоззренческой и методологической направленности курса. Необходимо сформировать у студентов единую, стройную, логически непротиворечивую физическую картину окружающего нас мира природы. Создание такой картины происходит поэтапно, путем обобщения экспериментальных данных и на их основе производится построение моделей наблюдаемых явлений, со строгим обоснованием приближений и рамок, в которых эти модели действуют. Во вторых, в рамках единого подхода классической (доквантовой) физики необходимо рассмотреть все основные явления и процессы происходящие в природе, установить связь между ними, вывести основные законы и получить их выражение в виде математических уравнений. При этом нельзя ограничиваться чисто понятийными понятиями, а необходимо научить студентов количественно решать конкретные задачи в рамках принятых приближений. По мере необходимости в курсе вводятся некоторые элементы релятивизма, статистически-вероятностных методов, квантовых представлений, которые потом конкретизируются и уточняются в курсах теоретической физики. В третьих, необходимо научить студентов основам постановки и проведения физического эксперимента с последующим анализом и оценкой полученных результатов.

Основной формой изложения материала курса являются лекции. Как правило, на лекции выносится 85% - 95% материала изложенного в программе курса. Остальные 5% - 15% материала выносятся для самостоятельного изучения студентами с непременным сообщением им литературных источников и методических разработок. Важнейшей составной частью лекций по общей физике является использование реальных и компьютерных физических экспериментов, учебных диафильмов, модельных компьютерных программ.

Наиболее важные разделы программы курса выносятся на семинарские занятия. Как правило, на семинарах рассматривают фрагменты теории требующих сложных математических выкладок, различные методы решения задач и наиболее типичные задачи. Для закрепления материала, рассматриваемого на семинарах, студенты получают домашние задания в виде ряда задач из соответствующих задачников.

Неотъемлемой частью курса "Общая Физика" является Общий Физический Практикум. Его главные задачи: 1). Научить применять теоретический материал к анализу конкретных физических ситуаций, экспериментально изучить основные закономерности, оценить порядки изучаемых величин, определить точность и достоверность полученных результатов. 2). Ознакомить с современной измерительной аппаратурой и принципом её действия; с основными принципами автоматизации и компьютеризации процессов сбора и обработки физической информации; с основными элементами техники безопасности при проведении экспериментальных исследований. Часть задач практикума (лабораторные работы) посвящены количественному изучению тех явлений, которые демонстрировались на лекциях в качественном эксперименте. Общее число задач практикума (лабораторных работ), которое должен выполнить студент в каждом семестре, определяется факультетом (кафедрой) в соответствии с учебным планом и содержанием настоящей программы.

В соответствии с учебным планом по специальности 010400 – «Физика» курс общей физики состоит из 6 разделов: «Механика», «Молекулярная физика», «Электричество и магнетизм», «Оптика», «Физика атома и атомных явлений», «Физика атомного ядра и частиц». Каждый раздел оформлен в виде самостоятельной учебной программы, представленной пояснительной запиской, тематическим планом, содержанием и списками основной и дополнительной литературы.

I. МЕХАНИКА


ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА


Изучение курса общей физики в классических университетах начинается с раздела «Механика». Это связано с тем, что простейшим видом движения материи является механическая форма движения: перемещения различных тел относительно друг друга и изменение формы тел. Изучение других разделов курса общей физики (молекулярной физики, электричества и магнетизма, оптики и т.д.) невозможно без знания механики, так как перемещения под действием различных сил имеют место при всех физических явлениях.

Экспериментально известно, что при скоростях тел малых по сравнению со скоростью света, линейные размеры и промежутки времени остаются неизменными при переходе от одной системы отсчета к другой. Механику, изучающую движение тел при таких условиях, называют классической.

Наряду с классической механикой, студенты знакомятся с элементами специальной теории относительности, когда линейные масштабы и промежутки времени зависят от системы отсчета. Механику, основанную на этих представлениях, называют релятивистской

В разделе «Механика» реализуются две важнейших задачи:
  1. Изучение различных движений и обобщение полученных результатов в виде механических законов движения.
  2. Отыскание общих свойств физических систем, независимо от вида взаимодействий между телами.

Решение первой задачи приводит к установленным Ньютоном и Эйнштейном

динамическим законам, решение же второй задачи ведет к законам сохранения энергии, импульса и момента импульса.

В настоящее время кафедрой общей физики МГУ им. М.В.Ломоносова разрабатывается «Университетский курс общей физики», предназначенный для студентов физических специальностей университетов. Разделы курса механики, такие как «Кинематика и динамика абсолютно твердого тела» и «Механика сплошных сред» невозможно изложить без применения соответствующего математического аппарата , использующего такие понятия как «градиент», «дивергенция», «ротор» и т.д. Поэтому при реализации «Университетского курса общей физики» на первом курсе специальности «физика» необходимо курс математики привести в соответствие с задачами, решаемыми в курсе «Механики».


ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

по курсу «Механика»

№

Темы


Количество часов

Лекций

Лабор.-практ.
Самостоят. работа
Всего


Введение.
2
2
2
6


Пространство и время.
2
2
4
8


Кинематика материальной точки.
2
2
4
8


Динамика материальной точки.
2
2
6
10


Законы сохранения.
6
6
8
20


Неинерциальные системы отсчета.
4
4
8
16


Основы специальной теории относительности.
6
4
6
16


Кинематика абсолютно твердого тела.
2
2
4
8


Динамика абсолютно твердого тела.
4
4
8
16


Основы механики деформируемых тел.
6
6
8
20


Механика жидкостей и газов
2
2
4
8


Колебательное движение.
4
4
6
14


Волны в сплошной среде и элементы акустики.
4
4
8
16



Всего по курсу
46
44
76
166