Physics

2023/2024

Academic Year

RUS

Instruction in Russian

7

ECTS credits

Delivered at:

School of Electronic Engineering

Course type:

Compulsory course

When:

1 year, 2-4 module

Instructors

Guzenkova, Alexandra S.

Plotnikov, Yury

Samatov, Mikhail

Shanenko, Arkady

Программа дисциплины

Аннотация

Курс направлен на получение студентами базовых знаний по физике и должен сформировать у студентов современное естественнонаучное мировоззрение. Для успешного прохождения курса студент должен освоить основные законы классической физики, а так же методы физического исследования. В курсе изучаются такие разделы как 1) механика, 2) термодинамика и основы статистической физики, 3) электричество. Знания, полученные при изучении курса, могут быть использованы при изучении таких дисциплин, как электротехника, электроника, метрология и т.д. При обучении предусмотрен контроль знаний студентов в виде домашних работ, контрольных работ, и экзамена.

Цель освоения дисциплины

• Формирование современного естественнонаучного мировоззрения
• Получение базовых знаний по физике, необходимых в производственной деятельности и для формирования профессиональных компетенций

Планируемые результаты обучения

• Знает основные законы механики и решает типовые прикладные физические задачи
• Владеет навыками проведения физического эксперимента и обработки его результатов
• Знает основные определения, явления и законы термодинамики и статистической физики
• Знает основные определения и уравнения электростатики
• Знает основные положения теории постоянного тока
• Умеет решать типовые задачи по теории постоянного тока
• Знает законы электромагнетизма, уравнения Максвелла
• Умеет решать типовые задачи по элекромагнитным явлениям
• Знает основные законы геометрической и волновой оптики
• Умеет решать типовые задачи по геометрической и волновой оптике
• Умеет решать типовые задачи с элементами квантовой оптики
• Знает основные уравнения волновой механики, хорошо ориентируется в основных положениях волновой механики
• Умеет решать уравнения Шредингера в типовых задачах (с потенциальными барьерами и т. д.)

Содержание учебной дисциплины

• Тема 1. Механика
• Тема 2 Термодинамика и статистическая физика
• Тема 3 Электростатика
• Тема 4 Постоянный электрический ток
• Тема 5 Электромагнетизм и электромагнитные волны
• Тема 6 Волновая оптика
• Тема 7 Элементы квантовой оптики
• Тема 8 Элементы квантовой механики

Элементы контроля

• Коллоквиум (механика)
  Тематика коллоквиума - кинематика и динамика поступательного и вращательного движений материальной точки и твердого тела; механические колебания и волны. Коллоквиум проводится в письменной форме на 2-ом или 3-ем семинарском занятии третьего модуля.
• Лабораторные работы (механика, термодинамика и статистическая физика)
  Лабораторные работы выполняются бригадами (по 2 человека) в соответствии с графиком выполнения лабораторных работ. 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 0 баллов. Оценка за каждую лабораторную работу является блокирующей, т.е. если за одну из лабораторных работ получена оценка 0 баллов, то выставляется результирующая оценка за выполнение и сдачу лабораторных работ 0 баллов (за данный аттестационный период) и промежуточная оценка в целом приравнивается к 0 баллов до тех пор, пока студент не получит положительную оценку за данную лабораторную работу.
• Семинары (механика, термодинамика и статистическая физика)
  Семинары проводятся по темам "Механика" и  "Термодинамика и статистическая физика"
• Контрольная работа (Термодинамика и статистическая физика)
  Решение типовых задач по термодинамике и статистической физике (варианты таких представляются на семинарах).
• Экзамен (Термодинамика и статистическая физика)
  Экзамен включает в себя вопросы по теме "Термодинамика и статистическая физика"
• Семинары (электромагнетизм)
  Семинары по электромагнетизму
• Контрольная работа (электромагнетизм)
  Контрольная письменная работа, которая предусматривает решение задач по широкому спектру элекромагнитных явлений
• Лабораторные работы (электромагнетизм)
  Лабораторные работы выполняются бригадами (по 2 человека) в соответствии с графиком выполнения лабораторных работ. 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 0 баллов. Оценка за каждую лабораторную работу является блокирующей, т.е. если за одну из лабораторных работ получена оценка 0 баллов, то выставляется результирующая оценка за выполнение и сдачу лабораторных работ 0 баллов (за данный аттестационный период) и промежуточная оценка в целом приравнивается к 0 баллов до тех пор, пока студент не получит положительную оценку за данную лабораторную работу.
• Экзамен (электромагнетизм)
  Устный опрос по темам "Электростатика", "Постоянный ток", "Электромагнетизм и электромагнитные волны"
• Семинары (оптика и элементы квантовой теории)
  На семинарах предполагается решение типовых задач по оптике и квантовой физике
• Контрольная работа (оптика)
  Контрольная работа включает в себя задачи по оптике.
• Лабораторные работы (оптика и элементы квантовой теории)
  Лабораторные работы выполняются бригадами (по 2 человека) в соответствии с графиком выполнения лабораторных работ. 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 0 баллов. Оценка за каждую лабораторную работу является блокирующей, т.е. если за одну из лабораторных работ получена оценка 0 баллов, то выставляется результирующая оценка за выполнение и сдачу лабораторных работ 0 баллов (за данный аттестационный период) и промежуточная оценка в целом приравнивается к 0 баллов до тех пор, пока студент не получит положительную оценку за данную лабораторную работу.
• Экзамен (элементы квантовой механики)
  Устный опрос по темам "Элементы квантовой оптики", "Элементы квантовой механики"

Промежуточная аттестация

• 2023/2024 учебный год 3 модуль
  0.15 * Коллоквиум (механика) + 0.15 * Контрольная работа (Термодинамика и статистическая физика) + 0.15 * Лабораторные работы (механика, термодинамика и статистическая физика) + 0.25 * Семинары (механика, термодинамика и статистическая физика) + 0.3 * Экзамен (Термодинамика и статистическая физика)
• 2023/2024 учебный год 4 модуль
  0.25 * Контрольная работа (электромагнетизм) + 0.15 * Лабораторные работы (электромагнетизм) + 0.3 * Семинары (электромагнетизм) + 0.3 * Экзамен (электромагнетизм)
• 2024/2025 учебный год 2 модуль
  0.2 * Контрольная работа (оптика) + 0.2 * Лабораторные работы (оптика и элементы квантовой теории) + 0.3 * Семинары (оптика и элементы квантовой теории) + 0.3 * Экзамен (элементы квантовой механики)

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

• Курс физики : учеб. пособие для вузов, Трофимова, Т. И., 2005
• Сборник задач по курсу физики для втузов : учеб. пособие, Трофимова, Т. И., 2003

Рекомендуемая дополнительная литература

• Вы, конечно, шутите, мистер Фейнман!, Фейнман, Р., 2017
• Общий курс физики. Т. 2: Термодинамика и молекулярная физика, Сивухин, Д. В., 1975
• Общий курс физики. Т.1: Механика, Сивухин, Д. В., 2014
• Общий курс физики. Т.3: Электричество, Сивухин, Д. В., 2015
• Фейнмановские лекции по физике. 1-2: Современная наука о природе. Законы механики. Пространство. Время. Движение, Фейнман, Р., 1976
• Фейнмановские лекции по физике. 3-4: Излучение. Волны. Кванты. Кинетика. Теплота. Звук, Фейнман, Р., 1977
• Фейнмановские лекции по физике. 5: Электричество и магнетизм, Фейнман, Р., 1977