Physics

2021/2022

Academic Year

RUS

Instruction in Russian

4

ECTS credits

Delivered at:

School of Electronic Engineering

Course type:

Compulsory course

When:

2 year, 1, 2 module

Instructors

Bessonova, Liudmila P.

Popova, Elena

Святодух Маргарита Игоревна

Программа дисциплины

Аннотация

Физика – наука, изучающая общие свойства и законы движения вещества и поля (А.Ф.Иоффе). Вещество и поле встречаются в любых материальных системах, поэтому физика составляет основу всего современного естествознания. Специалисты, получившие широкое физико-математическое образование, могут самостоятельно осваивать новые технические направления, успешно работать в них, легко переходить от решения одних задач к решению других, искать нестандартные и нетрадиционные пути, что особенно важно для профессиональной мобильности специалистов в условиях ускоренного развития техники. Основными задачами курса физики являются формирование научного мировоззрения и современного физического мышления. Изучение основных физических явлений и идей, овладение фундаментальными понятиями, принципами, законами и теориями современной физики, а также получение навыков проведения физического эксперимента вырабатывает специфический метод мышления, физическую интуицию, которые оказываются весьма плодотворными и в других науках. Последовательное изучение курса физики способствует формированию современных представлений в области механики, термодинамики и статистической физики, электричества и магнетизма, основ теории колебаний и волн, оптики, основ квантовой физики и физики твердого тела, атомной и ядерной физики. Овладение приемами и методами решения конкретных задач из различных областей физики помогут в дальнейшем решать практические задачи. Дисциплина «Физика» читается студентам специалетета программы «Компьютерная безопасность» (направление 10.05.01.) Департамента Прикладной математики преподавателями Департамента электронной инженерии МИЭМ НИУ ВШЭ. Физика относится к числу обязательных дисциплин математического и естественно-научного цикла базового учебного плана и предлагается студентам с третьего модуля 1-ого года обучения по второй модуль второго года обучения.Курс физика включает лекции, семинары и лабораторные работы. Помимо этого, в курсе отводится время под самостоятельную работу студентов. Предусмотренный учебным планом текущий контроль по дисциплине включает: контрольные работы, домашнее задание, коллоквиумы, лабораторные работы и семинары. Экзамен проводится в четвертом модуле 1-ого года обучения и во втором модуле 2-ого года обучения.

Цель освоения дисциплины

• Целями освоения дисциплины «Физика» являются: • формирование современного естественнонаучного мировоззрения; • получение базовых знаний по подготовке к производственной деятельности; • формирование профессиональных компетенций, связанных с использованием полученных знаний в дальнейшей производственной деятельности.

Планируемые результаты обучения

• знает основные положения атомной физики
• знает основные явления и закономерности физики твердого тела
• знает основы квантовой механики
• решает типовые прикладные физические задачи
• владеет навыками проведения физического эксперимента и обработки его результатов
• знает законы молекулярно-кинетической теории газов, знает основы статистической физики, знает определения основных физических величин и законы термодинамики
• знает основные определения кинематических величин, знает законы динамики поступательного и вращательного движений; знает характеристики и уравнения механических колебаний и волн
• знает основные определения физических величин и законы по теме Постоянный ток
• знает основные определения физических величин, законы и теоремы электростатики
• знает основные положения, законы и следствия специальной теории относительности
• знает основные понятия и закономерности физики атомного ядра и элементарных частиц
• знает основные уравнения и законы электромагнетизма,- знает характеристики и уравнения электромагнитных колебаний и волн
• знает основные явления и законы волновой оптики
• знает основные явления и законы квантовой оптики

Содержание учебной дисциплины

• Тема 1. Механика. Механические колебания и волны
• Тема 7. Волновая оптика
• Тема 2. Элементы специальной теории относительности
• Тема 8. Квантово-оптические явления
• Тема 3. Термодинамика и статистическая физика
• Тема 9. Элементы квантовой механики
• Тема 4. Электростатика
• Тема 10. Атомная физика
• Тема 5. Постоянный электрический ток
• Тема 11. Элементы физики твердого тела
• Тема 6. Электромагнетизм и электромагнитные колебания и волны
• Тема 12. Элементы физики атомного ядра и элементарных частиц

Элементы контроля

• Коллоквиум
  Тематика коллоквиума - кинематика и динамика поступательного и вращательного движений материальной точки и твердого тела; механические колебания и волны; элементы специальной теории относительности. Коллоквиум проводится в письменной форме на 5-ом семинарском занятии третьего модуля.
• Контрольная работа
  Тематика контрольной работы - кинематика и динамика поступательного и вращательного движений материальной точки и твердого тела; механические колебания и волны. Контрольная работа проводится на 5-ом семинарском занятии третьего модуля.
• Семинар
• Лабораторные работы
  Лабораторные работы выполняются бригадами (по 2 человека) в соответствии с графиком выполнения лабораторных работ, который представлен на сайте Департамента электронной инженерии МИЭ НИУ ВШЭ в разделе «Учебная лаборатория волновой и квантовой оптики, атомной и ядерной физики». График составлен на один модуль. Выполнение и сдача лабораторной работы состоит из 4-х этапов: 1. Допуск к выполняемой лабораторной работе. Для получения допуска к выполнению лабораторной работы студент должен подготовить дома конспект и предъявить его преподавателю на занятии до выполнения лабораторной работы. За конспект и ответы на вопросы преподавателя по порядку выполнения данной лабораторной работы преподаватель ставит свою подпись в графе «Допуск» в контрольном листе рабочей тетради студента. Это означает, что студент допущен к выполнению данной лабораторной работы. При отсутствии допуска студент не имеет права приступить к выполнению лабораторной работы. 2. Выполнение лабораторной работы. Работа может выполняться только в присутствии преподавателя в лаборатории. После выполнения необходимо получить подпись инженера о сдаче лабораторного имущества, и подпись преподавателя о выполнении работы и правильности полученных экспериментальных результатов. Подпись преподавателя за выполнение ставится только в том случае, если результаты эксперимента занесены в рабочую тетрадь студента ручкой. При отсутствии подписи преподавателя за этот этап к выполнению следующего этапа студент не допускается. 3. Сдача теоретического материала по теме лабораторной работы. Происходит в устной форме, согласно графику выполнения работ, как правило, на следующем занятии после выполнения лабораторной работы. Если теоретическая часть не сдана в отведенное на занятии время, то сдача/пересдача этого этапа может происходить в присутственные часы преподавателя в свободное от учебы время 4. Представление результатов измерений и расчетов. Расчет и обработка результатов измерений проводится на занятии или дома и представляется преподавателю, как правило, на следующем занятии после выполнения работы. Если один из этапов лабораторной работы не выполнен или получена неудовлетворительная оценка за 3 или 4 этапы, то за данную лабораторную работу ставится оценка Лрi =0 баллов. Оценка за каждую лабораторную работу является блокирующей, т.е если за одну из лабораторных работ получена оценка Лрi =0 баллов, то выставляется результирующая оценка за выполнение и сдачу лабораторных работ Лр =0 баллов (за данный аттестационный период) и промежуточная оценка (Пi) в целом приравнивается к 0 баллов до тех пор, пока студент не получит положительную оценку за данную лабораторную работу. Когда студент получит положительную оценку за данную лабораторную работу (сразу или на пересдаче), то результирующая оценка за Лабораторные работы и промежуточная оценка (Па) рассчитывается с учетом полученной положительной оценки. В условиях пандемии, когда все занятия проводятся в онлайн формате (3-й модуль), выполнение лабораторных работ не проводится, но студенты обязаны сдавать теоретический материал по теме данной лабораторной работы. В этот период оценка за каждую лабораторную работу ставится по сданному теоретическому материалу: Лрi = 1*Теория. В 4-м модуле при переходе в офлайн формат, студенты должны выполнить и сдать все работы, которые предусмотрены графиком 4-го модуля. Блокирующий характер оценок за каждую работу остается как в период офлайн обучения, так и в период онлайн обучения.
• Экзамен
  Экзамен проводится в конце четвертого модуля. Темы экзамена: Термодинамика и молекулярная физика; электростатика и постоянный ток; электромагнетизм и электромагнитные колебания и волны. Экзамен проводится в устной форме на платформе Zoom. Для прохождения экзамена студент обязан иметь компьютер, видеокамеру и микрофон. Идентификация личности студента происходит при входе в конференцию Zoom по паспорту. При нарушении связи более чем на 5 мин. на любом этапе прохождения экзамена, студент приглашается на пересдачу в период переэкзаменовок. Преподаватель вправе освободить от прохождения экзамена студентов, выполнивших дополнительную проверочную работу (подробнее в разделе Промежуточная аттестация).
• Тесты
• Семинары
• Лабораторные работы
  Оценка за каждую лабораторную работу является блокирующей, т.е если за одну из лабораторных работ получена оценка Лрi =0 баллов, то выставляется результирующая оценка за выполнение и сдачу лабораторных работ Лр =0 баллов (за данный аттестационный период) и промежуточная оценка (Паi) в целом приравнивается к 0 баллов до тех пор, пока студент не получит положительную оценку за данную лабораторную работу. Когда студент получит положительную оценку за данную лабораторную работу (сразу или на пересдаче), то результирующая оценка за Лабораторные работы и промежуточная оценка (Па) рассчитывается с учетом полученной положительной оценки. C 16.11.2020 Лабораторные работы проводятся в онлайн формате. Студенты на платформе Zoom сдают Теорию по материалам данной работы. Оценка за работу, осуществляемую в онлайн формате, является оценкой за Теорию.
• Контрольная работа
  Тематика контрольной работы – Волновая оптика и Квантово-оптические явления. Контрольная работа проводится в письменной форме 60 мин на 5-ом семинарском занятии 1-ого модуля.
• Коллоквиум
  Тематика коллоквиума - квантово-оптические явления. Коллоквиум проводится в письменной форме 20 мин на 5-ом семинарском занятии 1-ого модуля.
• Экзамен
  Экзамен проводится в конце второго модуля. Темы экзамена: элементы квантовой механики, атомная физика, элементы физики твердого тела, элементы физики атомного ядра и элементарных частиц. В условиях пандемии Экзамен проводится в устной форме на платформе Zoom. Для прохождения экзамена студент обязан иметь компьютер, видеокамеру и микрофон. Идентификация личности студента происходит при входе в конференцию Zoom по паспорту. При нарушении связи более чем на 5 мин. на любом этапе прохождения экзамена, студент приглашается на пересдачу в период переэкзаменовок. Преподаватель вправе освободить от прохождения экзамена студентов, прошедших процедуру защиты домашнего задания (подробнее в разделе Промежуточная аттестация).
• Тест
  Тематика теста - Волновая оптика
• Домашнее задание
  Тематика домашнего задания – Элементы квантовой механики и Атомная физика. Домашнее задание проводится в середине 2-ого модуля. Задание выдается студенту на одну неделю. После проверки домашнего задания и выставления оценки, происходит показ работ (защита). По графику, составленному преподавателем, индивидуально с каждым студентом на платформе Zoom происходит защита своего домашнего задания. При защите студент должен ответить на уточняющие и дополнительные вопросы преподавателя по темам, входящим в домашнее задание. Преподаватель оценивает ответы студента по 10-ти бальной системе. В процедуре защиты может участвовать преподаватель, который ведет семинары, лектор и сторонний преподаватель. После прохождения студентом процедуры защиты, лектор вправе освободить студента от прохождения экзамена. (Подробнее в разделе Промежуточная аттестация).

Промежуточная аттестация

• 2020/2021 учебный год 4 модуль
  0.18 * Тесты + 0.18 * Контрольная работа + 0.09 * Коллоквиум + 0.4 * Экзамен + 0.06 * Семинар + 0.09 * Лабораторные работы
• 2021/2022 учебный год 2 модуль
  0.4 * Экзамен + 0.06 * Коллоквиум + 0.06 * Семинары + 0.06 * Тест + 0.15 * Контрольная работа + 0.12 * Лабораторные работы + 0.15 * Домашнее задание

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

• Курс общей физики. Кн.1: Механика, Савельев, И. В., 2001
• Курс общей физики. Кн.2: Электричество и магнетизм, Савельев, И. В., 2001
• Курс общей физики. Кн.3: Молекулярная физика и термодинамика, Савельев, И. В., 2001
• Курс общей физики. Кн.4: Волны. Оптика, Савельев, И. В., 2001
• Курс общей физики. Кн.5: Квантовая оптика. Атомная физика. Физика твердого тела. Физика атомного ядра и элементарных частиц, Савельев, И. В., 2001
• Сборник задач по курсу физики для втузов : учеб. пособие, Трофимова, Т. И., 2003

Рекомендуемая дополнительная литература

• Курс физики : учеб. пособие для вузов, Трофимова, Т. И., 2005
• Общий курс физики. Оптика : учеб. пособие, Сивухин, Д. В., 1985
• Общий курс физики. Т.1: Механика, Сивухин, Д. В., 2014
• Общий курс физики. Т.2: Термодинамика и молекулярная физика, Сивухин, Д. В., 2014
• Общий курс физики. Т.3: Электричество, Сивухин, Д. В., 2015
• Общий курс физики. Т.5: Атомная и ядерная физика, Сивухин, Д. В., 2008