Навчальний курс "Фізика для нефізичних спеціальностей", фізико-математичний факультет
Зміст
- 1 Назва курсу
- 2 Учасники
- 3 Графік навчання
- 4 Зміст курсу
- 4.1 Змістовий модуль І.Основи механіки та молекулярної фізики
- 4.2 Змістовий модуль ІІ.Електродинаміка. Елементи квантової фізики.
- 4.2.1 Тема 1. Електростатика.
- 4.2.2 Тема 2. Закони постійного струму.
- 4.2.3 Тема 3. Електромагнетизм
- 4.2.4 Тема 4.Електромагнітні коливання та хвилі.
- 4.2.5 Тема 5.. Хвильова оптика.
- 4.2.6 Тема 6. Взаємодія електромагнітних хвиль з речовиною.
- 4.2.7 Тема 7. Квантова природа випромінювання.
- 4.2.8 Тема 8. Фізика атома.
- 4.2.9 Тема 9. Радіоактивність.
- 4.2.10 Тема 10. . Основи ядерної фізики
- 4.3 Лабораторний практикум
- 5 Ресурси
Назва курсу
"Фізика для нефізичних спеціальностей"
Галузь знань, напрям підготовки, освітньо-кваліфікаційний рівень:
напрям підготовки 6.040101 хімія*
Мета та завдання навчального курсу
Метою вивчення курсу фізики студентами спеціальності «хімія та біологія» є засвоєння основних фундаментальних законів фізики та оволодіння принципами моделювання біологічних та хімічних процесів Під час викладання курсу вирішуються такі завдання: пізнавальні: ознайомити студентів з основними розділами курсу, об'єктами, що підлягають дослідженню, завданнями, які вирішують фізики, розкрити основні закони, принципи, правила, показати історичний розвиток дисципліни та перспективи використання досягнень фізики у науці, техніці, промисловості. практичні: навчити студентів користуватися довідковою літературою, лабораторним обладнанням, вимірювальними пристроями, забезпечити усвідомлене засвоєння і дотримання правил техніки безпеки; сформувати у студентів навички використання вивчених законів, правил при вирішенні як навчальних так і виробничих вправ і завдань; сформувати навички визначення похибок вимірювань та розрахунків методичні: сприяти засвоєнню студентами основних способів вирішення задач навчальної і виробничої спрямованості, сформувати навички творчого, евристичного підходу до їх розв'язання, розкрити можливості різноманітних шляхів і методів реалізації знань з фізики у майбутній професійній діяльності
У результаті вивчення навчального курсу студент повинен
знати: Про фізичні явища — ознаки явищ, за якими воно виявляється; умови, за яких воно відбувається; зв'язок його з іншими явищами; пояснення явища на основі наукової теорії; приклади врахування і використання явища на практиці. Про фізичні поняття (фізичні величини) — явища або властивості, які характеризуються даним поняттям (величиною); означення поняття; формули, що пов'язують дану величину з іншою; одиниці її вимірювання; способи вимірювання величини. Про фізичні закони — формулювання й математичний вираз закону; досліди, що підтверджують його справедливість; приклади врахування й застосування на практиці; умови його застосування. Про фізичні теорії — дослідне обґрунтування теорії, її основні поняття, положення, закони, принципи; основні висновки; межі застосування. Про фізичні досліди — мета; схема досліду; умови за яких він здійснюється; його хід і результати. Про прилади й механізми — призначення, принцип дії та схема будови; застосування та правила використання
вміти:застосовувати поняття, закони і теорії для пояснення явищ природи і техніки; розв'язувати задачі на основі відомих законів і формул; самостійно працювати з літературою; користуватись довідковими таблицями фізичних величин.
Автор (автори) курсу
Учасники
Сторінка координування курсу "Назва навчального курсу" викладач
Графік навчання
Змістовий модуль 1. Основи механіки та молекулярної фізики
Тема 1. Основні поняття та закони класичної механіки Основні поняття та характеристики в кінематиці. Характеристика поступального та обертального рухів. Основні закони динаміки. Закони збереження в механіці.
Тема 2. Коливальні та хвильові процеси
Диференційні рівняння гармонічних, затухаючих та вимушених коливань та їх розв’язування. Резонанс. Механічні хвилі. Частота, швидкість розповсюдження хвиль, період та довжина хвиль. Хвильове рівняння. Густина енергії хвиль. Вектор Умова. Фізичні та суб’єктивні характеристики звука. Хвильові процеси у природі.
Тема 3. Молекулярно-кінетична теорія
Основні поняття МКТ. Теорема про рівнорозподіл енергії. Енергія поступального, обертального та коливального руху молекул ідеального газу. Розподіл Максвела за щвидкостями. Основне рівняння МКТ для газів. Реальні гази. Розподіл Больцмана.
Тема 4. Основи термодинаміки.
Термодинамічний стан, термодинамічні параметри. Функції стану та процесу. Перший закон термодинаміки. Термодинамічні процеси. Нерівність Клаузіуса. Ентропія та другий закон термодинаміки. Формула Больцмана для ентропії. Третій закон термодинаміки.
Тема 5. Явища переносу.
Потік. Густина потоку. Середня довжина вільного пробігу частинок. Дифузія. Рівняння Фіка. В’язкість. Рівняння Ньютона. Теплопровідність. Рівняння Фур’є.
Тема 6. Властивості рідин.
Будова рідин. Поверхневий натяг. Коефіцієнт поверхневого натягу. Явище змочування. Капілярні явища. Використання капілярних явищ у природі і техніц
Змістовий модуль 2. Електродинаміка. Елементи квантової фізики.
Тема 7. Електростатика. Закони електростатики. Напруженість електричного поля. Теорема Гауса. Потенціал електричного поля. Електричний диполь. Поняття електроємності конденсатора. Провідники в електричному полі. Енергія електричного поля. Розрахунок пікових потенціалів при передачі сигналів в живих організмах.
Тема 8. Закони постійного струму.
Постійний електричний струм. Закон Ома для ділянки кола, поняття опору. Закон Ома для повного кола. Поняття ЕРС та сторонніх сил. Теплова та хімічна дія електричного струму. Закон Джоуля-Ленца. Закони Фарадея.
Тема 9. Електромагнетизм.
Магнітостатика. Сили Ампера та Лоренца. Маспектроскопія. Закон Біо-Савара-Лапласа. Магнітні властивості тіл. Магнітне поле Землі.
Тема 10. Електромагнітні коливання та хвилі.
Електричний коливальний контур. Власні коливання. Формула Томсона. Затухаючі коливання. Вимушені коливання в контурі. Плоскі електромагнітні хвилі та швидкість їх розповсюдження. Випромінювання електромагнітних хвиль. Досліди Герца. Об'ємна густина енергії електромагнітного поля. Винайдення радіо О.С.Поповим. Принцип радіозв'язку і радіолокації. Шкала електромагнітних хвиль.
Тема 11. Хвильова оптика.
Інтерференція світла. Інтерференція в плівках. Інтерферометри. Кільця Ньютона. Дифракція. Дифракція на щілині. Дифракційна решітка та її використання.
Тема 12. Взаємодія електромагнітних хвиль з речовиною.
Поглинання світла. Закони Бугера-Ламберта та Бугера-Ламберта-Бера. Розсіювання світла. Закон Релея. Колір неба та зорі. Поляризація електромагнітних хвиль. Закон Малюса. Закон Брюстера. Оптична активність. Поляриметрія.
Тема 13. Квантова природа випромінювання.
Закони теплового випромінювання. Квантова гіпотеза і формула Планка. Фотони. Зовнішній фотоефект. Тиск світа. Ефект Комптона. Корпускулярні властивості світла. Хвильові властивості частинок. Співвідношення невизначеностей. Хвильова функція та її фізичний зміст. Рівняння Шредінгера.
Тема 14. Фізика атома.
Ядерна модель атома Резерфорда. Постулати Бора. Формула Бальмера. Спектральні серії атома водню. Спектроскопія у видимій та ультрафіолетовій області. Квантові числа. Заповнення електронних оболонок атомів. Принцип Паулі.
Тема 15. Радіоактивність.
Види радіоактивності. Закон радіоактивного розпаду. Період напіврозпаду. Середній час життя та активність ізотопу. Рентгенівське випромінювання. Вплив радіоактивності на живі організми.
Тема 16. Основи ядерної фізики
Будова ядра. Ядерні сили. Ланцюгова ядерна реакція. Термоядерний синтез. Класифікація елементарних частинок.
Зміст курсу
Змістовий модуль І.Основи механіки та молекулярної фізики
Тема 1.Основні поняття та закони класичної механіки
Теоретичний матеріал
Практичні завдання
Самостійна робота
Тема 2. Коливальні та хвильові процеси.
Теоретичний матеріал
Практичні завдання
Самостійна робота
Тема 3.Молекулярно-кінетична теорія.
Теоретичний матеріал
Тема 4. Основи термодинаміки.
Теоретичний матеріал
Тема 5.Явища переносу.
Теоретичний матеріал
Тема 6. Властивості рідин.
Теоретичний матеріал
Змістовий модуль ІІ.Електродинаміка. Елементи квантової фізики.
Тема 1. Електростатика.
Теоретичний матеріал
Практичні завдання
Самостійна робота
Тема 2. Закони постійного струму.
Теоретичний матеріал
Тема 3. Електромагнетизм
Теоретичний матеріал
Тема 4.Електромагнітні коливання та хвилі.
Теоретичний матеріал
Тема 5.. Хвильова оптика.
Теоретичний матеріал
Тема 6. Взаємодія електромагнітних хвиль з речовиною.
Теоретичний матеріал
Тема 7. Квантова природа випромінювання.
Теоретичний матеріал
Тема 8. Фізика атома.
Теоретичний матеріал
Тема 9. Радіоактивність.
Теоретичний матеріал
Тема 10. . Основи ядерної фізики
Теоретичний матеріал
Лабораторний практикум
Ресурси
Питання для самопідготовки до курсу "Фізика для нефізичних спеціальностей"
Рекомендована література
Базова
- Дущенко В.П., Кучерук I.М. Загальна фiзика. Механiка, молекулярна фiзика та термодинамiка.─Київ, Вища школа: 1987.
- Кучерук І.М., Горбачу І.Т. Загальна фізика. Електрика і магнетизм.─Київ: Вища школа: 1995. – 392 с.
- Кучерук І.М., Горбачук І.Т. Загальний курс фізики. Оптика. Квантова фізика.- К.: Вища школа, 1999.
- Г.Ф.Бушок, Г.Ф.Пiвень. Курс фiзики, т.1, 2. ─ Київ: Вища школа,1981.
- Г.Ф.Бушок, В.В.Левандовський, Г.Ф.Півень. Курс фізики у 2-томах. ─ Київ: Либідь, 1997.
- П.П.Чолпан. Основи фізики: навч. посібник: пер. з рос. – К.: Вища школа, 1995. – 488 с.
- В.Ф.Дмитрієва. Фізика. – К.: Техніка, 2008. – 648 с.
- Зеличенко В.М., Ларионов В.В., Шишковский В.И. Введение в физику. Учебное пособие/ под. ред. Пичугина В.Ф. – Томск.: Изд-во Томского гос.пед.ун-та, 2009 – 140 с.
- Волькенштейн В.С. Сборник задач по общему курсу физики. – М.:”Наука”. – 1976.
- Физический практикум / под ред. В.П.Дущенко.─ Москва: Наука, 1980.
Допоміжна
- Савельев И.В. Курс общей физики. Т.1. Механика. Молекулярная физика.– М.: Наука, 1989.– 432 с.
- Савельев И.В. Курс общей физики. Т.2. Электричество и магнетизм. Волны. Оптика.– М.: Наука, 1989.– 496 с.
- Савельев И.В. Курс общей физики. Т.3. Квантовая оптика. Атомная физика. Физика твердого тела. Физика атомного ядра и элементарных частиц.– М.: Наука, 1989.– 304 с.
- Трофимова Т.И. Курс физики. – М.: Высшая школа, 1994.– 542 с.
- Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике. – М.: Наука. Физматлит, 1996. – 624 с.
Інформаційні ресурси
