1

2

I. Пояснительная записка

Рабочая программа дисциплины “Физика” разработана в соответствии с

Федеральным государственным образовательным стандартом (ФГОС) высшего

профессионального образования для направления 050100 “Педагогическое

образование”, профиль “Биология”, с учётом рекомендаций примерной

основной образовательной программы высшего профессионального образования

по направлению 050100 “Педагогическое образование”, профиль “Биология” и

примерной (типовой) учебной программы дисциплины “Физика” (2011 г.).

Цель и задачи дисциплины 1.

Целью освоения дисциплины (модуля) является формирование систематизированных знаний в области современной физики, ее теоретических и экспериментальных основ Задачами освоения дисциплины является:

1) ознакомление с основными этапами развития физической науки, 2) раскрытие содержания фундаментальных физических законов, 3) уточнение смысла основных физических величин и понятий, 4) развития навыка использования различных математических методов для описания физических явлений, 5) демонстрация экспериментальных обоснований основных физических законов, 6) развития навыка грамотного использования измерительной аппаратуры при выполнении лабораторного практикума, 7) развития навыка решения задач по физике для рассмотрения ряда практических вопросов.

Место дисциплины в структуре основной образовательной программы 2.

Дисциплина «физика» относится к математическому и естественнонаучному циклу Б.2 вариативной части по выбору студентов Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки Педагогическое образование.

Для освоения дисциплины “Физика” обучающиеся используют знания и умения, способы деятельности и установки, сформированные в ходе изучения дисциплины по выбору математического и естественнонаучного цикла “Математика” (владение математическими методами доказательств и вычислений); дисциплины базовой части математического и естественнонаучного цикла “Общая химия” (первоначальные знания о строении и свойствах вещества).

Освоение данной дисциплины (получение систематизированных знаний о строении вещества, формирование умения использовать для исследований физическое экспериментальное оборудование, умения строить физические и математические модели различных сложных систем) является необходимой основой для формирования специальных компетенций в ходе последующего изучения дисциплин вариативной части профессионального цикла:

“Молекулярная биология”, “Органическая химия”, “Основы физики биологических систем”; дисциплин по выбору профессионального цикла:

“Методы биохимических исследований”, “Биохимия мембран и клеточных структур”, “Экспериментальные модели в биологии”

РАЗДЕЛЫ ДИСЦИПЛИНЫ И МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ СВЯЗИ С ОБЕСПЕЧИВАЕМЫМИ

ДИСЦИПЛИНАМИ

№ Наименование № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения п/п обеспечиваемых обеспечиваемых (последующих) дисциплин (последующих) 1 2 3 дисциплин Молекулярная биология 1 + + + Органическая химия 2 + + + Основы физики 3 + + + + биологических систем Методы биохимических 4 + + + исследований Биохимия мембран и 5 + + + клеточных структур Экспериментальные 6 + + + модели в биологии 3. Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетные единицы, академических часа.

Вид учебной работы Всего часов Семестры I II Аудиторные занятия 72 (всего), в том числе в интерактивной форме: не менее 8 часов Лекции Практические занятия Семинары Лабораторные занятия Самостоятельная работа (всего) В том числе:

Курсовой проект работа) Расчетно-графические работы Реферат + Другие виды + самостоятельной работы Вид промежуточной экзамен) 72 часа за 2 зач. ед.

Результаты обучения Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины (модуля):

Если студент освоил основные модули РПД, то по завершению изучения физики он:

ОК-1: владеет культурой мышления, способен к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения;

ОК-2: способен анализировать мировоззренческие, социально и личностно значимые философские проблемы;

ОК-3: способен понимать значение культуры как формы человеческого существования и руководствоваться в своей деятельности современными принципами толерантности, диалога и сотрудничества;

ОК-4: способен использовать знания о современной естественнонаучной картине мира в образовательной и профессиональной деятельности, применять методы математической обработки информации, теоретического и экспериментального исследования;

ОК-6: умеет логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь;

ОК-8: готов использовать основные методы, способы и средства получения, хранения, переработки информации, готов работать с компьютером как средством управления информацией;

ОК-11: готов использовать основные методы защиты от возможных последствий аварий, катастроф, стихийных бедствий;

ПК-1: осознает социальную значимость своей будущей профессии, обладает мотивацией к выполнению профессиональной деятельности;

ПК-3: владеет основами речевой профессиональной культуры;

ПК-4: способен нести ответственность за результаты своей профессиональной деятельности;

ПК-4: способен использовать возможности образовательной среды, в том числе информационной, для обеспечения качества учебно-воспитательного процесса;

ПК-7: готов к обеспечению охраны жизни и здоровья, обучающихся в учебно-воспитательном процессе и внеурочной деятельности;

СК-3: способен понимать универсальный характер законов логики математических рассуждений, их применимость в различных областях человеческой деятельности, роль и место математики в системе наук, значение математической науки для решения задач, возникающих в теории и практике, общекультурное значение математики;

СК-8: способен к самостоятельному проведению исследований, постановке естественнонаучного эксперимента, использованию информационных технологий для решения научных и профессиональных задач, анализу и оценке результатов лабораторных и полевых исследований.

В результате освоения дисциплины (модуля) обучающийся должен:

• Знать: основные понятия, законы, явления и процессы современной физики.

• Уметь: использовать аппарат физических теорий и законы физики для решения практических задач, пользоваться лабораторным оборудованием для выявления закономерностей природных явлений.

• Владеть: экспериментальными навыками и умениями при работе с современной физической аппаратурой, методами математического моделирования физических явлений и процессов.

Образовательные технологии Лекция-визуализация, проблемная лекция, мозговой штурм, освоение определённых разделов теоретического материала, подготовка к лабораторным и семинарским занятиям.

Формы промежуточной аттестации Форма промежуточной аттестации (итогового контроля по дисциплине) – зачёт, включающий в себя результат промежуточного контроля выполнения лабораторных работ по физике с дифференцированной оценкой знаний, умений и навыков по тематике лабораторного практикума, выполнение СРС и отчет за выполненную работу (защита реферата и/или семестрового задания). Особое внимание при промежуточной аттестации по дисциплине «Физика» должно уделяться активному участию студентов в ходе отчета теоретического материала лабораторных работ, на долю которых отводятся часы с использованием интерактивных форм обучения. Итоговый контроль проводится с учетом результата самостоятельной работы студента, среднего балла по дисциплине за семестр и оценки, полученной студентом на зачете.

II. Учебная программа дисциплины Уравнение состояния идеального газа (уравнение МенделееваКлапейрона). Температура. Газовые законы. Распределения молекул Оптика. Квантовая электромагнитных волн. Принцип суперпозиции электромагнитных лучепреломление. Закон Малюса. Дисперсия. Спектральный анализ.

Фотоны. Уравнение Эйнштейна. Импульс фотона. Корпускулярноволновой дуализм. Теория водородоподобного атома. Принцип неопределенности. Уравнение Шредингера. Системы многих частиц.

Перечень практических навыков (умений), которые необходимо освоить студенту В результате освоения РПД «Физика» студент должен уметь:

- использовать аппарат физических теорий и законы физики для решения практических задач, - пользоваться лабораторным оборудованием для выявления закономерностей природных явлений, - владеть экспериментальными навыками и умениями при работе с современной физической аппаратурой, - владеть методами математического моделирования физических явлений и процессов.

III Рабочая учебная программа дисциплины (учебно-тематический план)

ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ЛЕКЦИЙ

Механика. Кинематика. Динамика материальной точки Физические основы механики. Механическое движение. Система отсчета. Материальная точка.

Способы описания механического движения. Траектория, путь и перемещение. Скорость и ускорение.

Нормальное (центростремительное) и тангенциальное ускорения. Виды механического движения (примеры). Преобразование скоростей и ускорений при движении одной системы отсчета относительно другой. Абсолютно твердое тело. Поступательное и вращательное движения твердого тела. Угловая скорость и угловое ускорение. Принцип относительности Галилея. Преобразования Галилея. Динамика. Закон инерции. Инерциальные системы отсчета. Законы Ньютона. Сила взаимодействия. Инертность. Масса тела. Импульс тела. Момент силы. Момент импульса. Плечо силы.

Работа силы. Кинетическая энергия. Консервативные силы. Потенциальная энергия. Связь вектора силы с потенциальной энергией. Полная механическая энергия. Силы в природе (примеры). Законы сохранения. Теорема о движении центра масс. Закон всемирного тяготения. Силы инерции.

Механика. Динамика твердого тела. Механические колебания и Основной закон динамики вращательного движения абсолютно твердого тела относительно неподвижной оси. Момент инерции. Теорема Гюйгенса. Деформации. Закон Гука. Механические колебания. Гармонический осциллятор. Свободные незатухающие колебания. Затухающие колебания.

Логарифмический декремент затухания. Вынужденные колебания. Амплитуда и фаза вынужденных колебаний. Явление резонанса. Механические волны. Длина волны. Скорость волны. Продольные и поперечные волны. Звуковые волны.

Молекулярная физика и термодинамика Термодинамическое равновесие. Уравнение состояния. Равновесные процессы. Макроскопическая работа. Внутренняя энергия. Уравнение состояния идеального газа (уравнение МенделееваКлапейрона). Температура. Газовые законы. Распределения молекул идеального газа по скоростям.

Средняя длина свободного пробега молекулы. Теплопроводность. Диффузия. Вязкость. Теплообмен.

Количество теплоты. Начала термодинамики. Теплоемкость. Адиабатный процесс. Коэффициент полезного действия (КПД) кругового процесса. Обратимые и необратимые процессы. Энтропия.

Уравнение состояния Ван-дер-Ваальсовского газа. Изотерма газа Ван-дер-Ваальса. Влажность.

Фазовые превращения. Агрегатные состояния вещества. Капиллярные явления. Растворы. Осмос.

Электричество и магнетизм Способы электризации тела. Свойства электрического заряда. Закон Кулона. Принцип суперпозиции.

Электростатическое поле. Напряженность электрического поля. Силовые линии. Поток вектора напряженности электрического поля. Теорема Гаусса. Электрический диполь. Работа электростатического поля. Потенциал электростатического поля. Разность потенциалов.

Эквипотенциальные поверхности. Связь вектора напряженности электростатического поля с потенциалом поля в данной точке. Проводники в электростатическом поле. Электростатическая индукция. Электроемкость. Электрическое поле в диэлектриках. Постоянный электрический ток. Сила тока. Электродвижущая сила (ЭДС). Сопротивление проводника. Закон Ома. Закон Джоуля-Ленца.

Электрический ток в различных средах (металлы, растворы электролитов, ионизированные газы, полупроводники). Вектор магнитной индукции. Закон Ампера. Сила Лоренца. Магнитное поле в веществе. Диамагнетизм. Парамагнетизм. Ферромагнетизм. Петля гистерезиса. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца. Индуктивность. Энергия электромагнитного поля.

Электромагнитные колебания. Переменный электрический ток. Импеданс. Резонанс в цепи переменного тока.

Оптика.

Электромагнитные волны. Энергия и импульс электромагнитной волны. Интенсивность электромагнитной волны. Давление электромагнитной волны на проводящую поверхность. Шкала электромагнитных волн. Принцип суперпозиции электромагнитных волн. Когерентность. Явление интерференции. Двухлучевая интерференция в тонких пленках. Кольца Ньютона. Явление дифракции.

Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Законы отражения и преломления луча на границе раздела двух сред. Полное отражение. Сферическая граница раздела двух сред. Формула сферического зеркала. Формула тонкой линзы. Поляризация электромагнитной волны. Закон Брюстера. Двойное лучепреломление. Закон Малюса. Дисперсия. Спектральный анализ. Поглощение излучения. Закон Бугера. Рассеяние излучения. Закон Рэлея. Оптически активные среды. Оптические устройства:

интерферометр, микроскоп, спектроскоп, поляриметр. Тепловое излучение. Закон Кирхгофа.

Излучательная способность абсолютно черного тела. Закон Стефана-Больцмана. Закон смещения (теорема Вина).

Квантовая физика Гипотеза Планка. Формула Планка. Фотоэффект. Фотоны. Уравнение Эйнштейна. Импульс фотона.

Корпускулярно-волновой дуализм. Теория водородоподобного атома. Принцип неопределенности.

Уравнение Шредингера. Системы многих частиц. Принцип Паули. Статистики Ферми-Драка и БозеЭйнштейна.

ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ

Введение в лабораторный практикум. Основы пожаро- и электробезопасности.

Лабораторное занятие 1 (выполнение лабораторных работ) Отчетное лабораторное занятие.

Лабораторное занятие 2 (выполнение лабораторных работ) Отчетное лабораторное занятие.

Лабораторное занятие 3 (выполнение лабораторных работ) Отчетное лабораторное занятие.

Лабораторное занятие 4 (выполнение лабораторных работ) Отчетное лабораторное занятие.

Лабораторное занятие 5 (выполнение лабораторных работ) Отчетное лабораторное занятие.

Итоговое лабораторное занятие (зачет) Учебно-тематический план дисциплины (в академических часах) и матрица компетенций* * - Примечание. Трудоёмкость в учебно-тематическом плане указывается в академических часах. Примеры образовательных технологий, способов и методов обучения (с сокращениями): традиционная лекция (Л), лекция-визуализация (ЛВ), проблемная лекция (ПЛ), фронтальная дискуссия (Ф), метод малых групп (МГ), подготовка и защита рефератов (Р).

Примерные формы текущего и рубежного контроля успеваемости (с сокращениями): Т – тестирование, Пр – оценка освоения практических навыков (умений), КЗ – контрольное задание, Р – написание и защита реферата, С – собеседование по контрольным вопросам.

IV. Оценочные средства для контроля уровня сформированности компетенций (текущий контроль успеваемости, промежуточная аттестация по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов) Оценочные средства для текущего и рубежного контроля успеваемости Текущий контроль успеваемости проводится на аудиторном занятии и осуществляется в форме отчета лабораторных работ, выполняемых студентами, в форме теоретических ответов на вопросы, решения тестовых заданий, качественных, количественных и ситуационных задач. Рубежный контроль проводится после окончания изучения отдельного модуля. С данной целью используются задания в тестовой форме, ситуационные задачи, контрольные вопросы для письменного и устного контроля или собеседования, контрольные работы (задания) и т.д.

Примеры оценочных средств для текущего и рубежного контроля успеваемости:

Примеры контрольных задач 1. Механика Вариант 1. Коэффициенты трения между наклонной плоскостью и телами m1 и m соответственно равны 1 и 2 < 1 (см рис). Найти силу взаимодействия между брусками в процессе движения.

2. Плот массы M с находящимся на нем человеком массы m неподвижно стоит на поверхности пруда. Относительно плота человек совершает перемещение l со скоростью vt и останавливается. Пренебрегая сопротивлением воды, найти перемещение L плота относительно берега;

3. Найти момент инерции тонкого однородного стержня относительно оси, перпендикулярной к стержню и проходящей через его конец, если масса стержня m и его длина l.

Вариант 1. Известны угол, коэффициент трения между телом m1 и наклонной плоскостью. Найти отношение масс m2 m1, при котором тело m поднимается.

2. Плот массы M с находящимся на нем человеком массы m неподвижно стоит на поверхности пруда. Относительно плота человек совершает перемещение l со скоростью vt и останавливается. Пренебрегая сопротивлением воды, найти горизонтальную составляющую силы, с которой человек действовал на плот в процессе движения.

3. Найти момент инерции тонкой прямоугольной пластинки относительно оси, проходящей через одну из вершин пластинки перпендикулярно к ее плоскости, если стороны пластинки равны a и b, а ее масса – m.

2. Молекулярная физика и термодинамика Вариант 1. Два теплоизолированных баллона 1 и 2 наполнены воздухом и соединены короткой трубкой с краном. Известны объемы баллонов, а также давление и температура воздуха в них V1, p1, T1 и V2, p2, T2. Найти температуру и давление воздуха, которые установятся после открытия крана.

2. Один моль ИГ, теплоемкость которого при постоянном давлении равна C p, совершает процесс по закону p p0 V, где p0 и – постоянные. Найти теплоемкость газа как функцию объема V.

3. Найти приращение энтропии алюминиевого бруска массы m =3 кг при нагревании его от T1 =300 К до T2 =600 К, если в этом интервале температур теплоемкость алюминия c a bT, где a =0,77 Дж/(гК), b =0,46 мДж/(гК2).

Вариант 1. Найти молярную массу газа, если при изобарическом нагревании m =0,50 кг этого газа на T =10 К требуется на Q =1,48 кДж тепла больше, чем при изохорическом нагревании.

2. Один моль ИГ, теплоемкость которого при постоянном давлении равна C p, совершает процесс по закону p p0 V, где p0 и – постоянные. Найти сообщенное газу тепло при его расширении от V1 до V2.

3. В некотором процессе температура вещества зависит от его энтропии S по закону T ~ S n, где n – постоянная. Найти соответствующую теплоемкость C вещества как функцию энтропии S.

3. Электричество и магнетизм Вариант 1. Два небольших одинаково заряженных шарика, каждый массы m, подвешены к одной точке на шелковых нитях длины l. Расстояние между шариками x l. Найти скорость утечки зарядов dq dt с каждого шарика, если скорость их сближения меняется по закону a x, где a – постоянная.

2. Система состоит из заряда q 0, равномерно распределенного по полуокружности радиуса a, в центре которой находится точечный заряд q (рис.). Найти электрический дипольный момент этой системы и модуль напряженности электрического поля на оси x системы на расстоянии r a от нее.

3. С помощью метода векторных диаграмм определите резонансный импеданс цепи, изображенной на рисунке:

(Замечание: Резонансный импеданс – импеданс в случае, когда Вариант 1. Два положительных заряда q1 и q2 находятся в точках с радиус-векторами r1 и r2. Найти отрицательный заряд q3 и радиус-вектор r3 точки, в которую его надо поместить, чтобы сила, действующая на каждый из этих трех зарядов, была равна нулю.

2. Два коаксиальных кольца, каждое радиуса R, из тонкой проволоки находятся на малом расстоянии l друг от друга l R и имеют заряды q и q. Найти потенциал и напряженность электрического поля на оси системы как функции координаты x (рис.).

3. С помощью метода векторных диаграмм определите резонансный импеданс цепей, изображенных на следующих рисунках:

(Замечание: резонансный импеданс – импеданс в случае, когда 0 ).

4. Оптика. Квантовая физика Вариант 1. На поверхности стекла находится пленка воды. На нее падает излучение 0.68 мкм под углом 30° к нормали. Найти скорость, с которой уменьшается толщина пленки (из-за испарения), если интенсивность отраженного излучения меняется так, что промежуток времени между последовательными максимумами отражения t 15 мин.

2. Частица массы m движется по круговой орбите в центрально-симметричном поле, где ее потенциальная энергия зависит от расстояния r до центра поля как r 2 2, – постоянная.

Найти с помощью Боровского условия квантования возможные радиусы орбит и значения полной энергии частицы в данном поле.

3. Частица находится в сферически-симметричном потенциальном поле в стационарном состоянии r A r exp r a, где r – расстояние от центра поля. Найти r.

Вариант 1. Плоско-выпуклая стеклянная линза выпуклой поверхностью соприкасается со стеклянной пластинкой. Радиус кривизны выпуклой поверхности линзы R, длина волны. Найти ширину r кольца Ньютона в зависимости от его радиуса r в области, где r r.

2. Найти для водородоподобного иона радиус n -й Боровский орбиты и скорость электрона на ней. Вычислить эти величины для первой Боровский орбиты атома водорода и иона He.

3. Частица массы m находится в одномерном потенциальном поле Ux x 2, где – положительная постоянная. Найти частицы в состоянии, описываемом волновой функцией x A exp x 2, где A и – неизвестные постоянные.

Критерии оценки успеваемости студентов при проведении текущего и рубежного контроля.

На лабораторных занятиях проводится текущий и рубежный контроль знаний и практических умений студентов с помощью устного опроса, тестовых заданий, контрольных работ, в том числе с использованием интерактивных форм. Оценки выставляются на основании критериев изложенных в таблице 1.

КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ОТВЕТА СТУДЕНТА

Дан полный, развернутый ответ на поставленный вопрос, показана совокупность 5 100- осознанных знаний об объекте, проявляющаяся в свободном оперировании (5+) понятиями, умении выделить существенные и несущественные его признаки, причинно-следственные связи. Знание об объекте демонстрируется на фоне понимания его в системе данной науки и междисциплинарных связей. Ответ формулируется в терминах науки, изложен литературным языком, логичен, доказателен, демонстрирует авторскую позицию студента. Все задания тестового материала или контрольной работы выполнены правильно.

Дан полный, развернутый ответ на поставленный вопрос, показана совокупность 5 95- осознанных знаний об объекте, доказательно раскрыты основные положения темы; в ответе прослеживается четкая структура, логическая последовательность, отражающая сущность раскрываемых понятий, теорий, явлений. Знание об объекте демонстрируется на фоне понимания его в системе данной науки и междисциплинарных связей. Ответ изложен литературным языком в терминах науки. Могут быть допущены недочеты в определении понятий и письменных работах студента, исправленные студентом самостоятельно в процессе ответа.

Дан полный, развернутый ответ на поставленный вопрос, показано умение 4 85- выделить существенные и несущественные признаки, причинно-следственные связи. Ответ четко структурирован, логичен, изложен литературным языком в терминах науки. Могут быть допущены недочеты или незначительные ошибки, исправленные студентом с помощью преподавателя. В письменных работах допускаются незначительные ошибки.

Дан полный, развернутый ответ на поставленный вопрос, показано умение 4 80- выделить существенные и несущественные признаки, причинно-следственные (4-) связи. Ответ четко структурирован, логичен, изложен в терминах науки. Однако допущены незначительные ошибки или недочеты, исправленные студентом с помощью «наводящих» вопросов преподавателя. В письменных работах студента допущено большее количество незначительных ошибок и недочётов.

Дан полный, но недостаточно последовательный ответ на поставленный вопрос, 3 75- но при этом показано умение выделить существенные и несущественные (3+) признаки и причинно-следственные связи. Ответ логичен и изложен в терминах науки. Могут быть допущены 1–2 ошибки в определении основных понятий, которые студент затрудняется исправить самостоятельно. В письменных работах допущено несколько ошибок.

Дан недостаточно полный и недостаточно развернутый ответ. Логика и 3 70- последовательность изложения имеют нарушения. Допущены ошибки в раскрытии понятий, употреблении терминов. Студент не способен самостоятельно выделить существенные и несущественные признаки и причинно-следственные связи. Студент может конкретизировать обобщенные знания, доказав на примерах их основные положения только с помощью преподавателя. Речевое оформление требует поправок, коррекции. В письменных работах допущено несколько грубых ошибок.

Дан неполный ответ, логика и последовательность изложения имеют 3 65- существенные нарушения. Допущены грубые ошибки при определении (3-) сущности раскрываемых понятий, теорий, явлений, вследствие непонимания студентом их существенных и несущественных признаков и связей. В ответе отсутствуют выводы. Умение раскрыть конкретные проявления обобщенных знаний не показано. Речевое оформление требует поправок, коррекции. В письменных работах допущены большое количество грубых ошибок.

Дан неполный ответ, представляющий собой разрозненные знания по теме 2 60- вопроса с существенными ошибками в определениях. Присутствуют фрагментарность, нелогичность изложения. Студент не осознает связь данного понятия, теории, явления с другими объектами дисциплины. Отсутствуют выводы, конкретизация и доказательность изложения. Речь неграмотная.

Дополнительные и уточняющие вопросы преподавателя не приводят к коррекции ответа студента не только на поставленный вопрос, но и на другие вопросы дисциплины. В письменных работах студента отсутствуют решения отдельных задач или ответы на поставленные вопросы.

Не получены ответы по базовым вопросам дисциплины. В письменных заданиях 2 40- отсутствуют решения предлагаемых задач и ответы на поставленные вопросы.

Оценочные средства для промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины (экзамен или зачёт) Изучение дисциплины во II семестре заканчивается итоговым лабораторным занятием (зачетом), проводимым в форме: устного собеседования по вопросам к зачету с решением простых типовых задач и проверки практических умений студентов использовать лабораторное оборудование для измерения физических параметров.

1. Механическое движение. Система отсчета. Способы описания механического движения. Траектория. Путь. Перемещение. Скорость. Ускорение.

2. Абсолютно твердое тело. Виды движений твердого тела. Угловая скорость твердого тела. Угловое ускорение твердого тела.

Принцип относительности Галилея. Преобразования Галилея.

Преобразование скоростей и ускорений при движении одной системы отсчета относительно другой.

4. Законы Ньютона. Масса тела. Сила.

5. Импульс тела. Момент силы. Момент импульса. Плечо силы.

6. Работа силы. Мощность. Кинетическая энергия. Консервативные силы.

Потенциальная энергия. Связь вектора силы с потенциальной энергией.

7. Законы сохранения в механике.

8. Центр масс. Теорема о движении центра масс.

9. Динамика вращательного движения абсолютно твердого тела относительно неподвижной оси. Основной закон вращательного движения. Момент инерции.

Теорема Гюйгенса.

10. Виды деформаций. Закон Гука. Петля гистерезиса. Остаточная деформация.

Коэрцитивная сила.

11. Механические колебания. Свободные незатухающие колебания (на примере пружинного или математического). Уравнение гармонических колебаний.

Период и частота колебаний.

12. Затухающие колебания (на примере пружинного маятника). Уравнение затухающих колебаний. Амплитуда колебаний при наличии затухания.

Логарифмический декремент затухания.

19. Вынужденные колебания (на примере пружинного маятника). Уравнение колебаний. Амплитуда и фаза вынужденных колебаний. Явление резонанса.

Условие резонанса.

13. Механические волны. Длина волны. Скорость волны. Продольные и поперечные волны. Звуковые волны. Действие инфразвука и ультразвука на живые организмы.

14. Термодинамическое равновесие. Уравнение состояния. Равновесные процессы. Макроскопическая работа. Внутренняя энергия.

15. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа.

Температура. Внутренняя энергия идеального газа. Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева-Клапейрона).

16. Газовые законы. Изобарный процесс. Изохорный процесс. Изотермический процесс. Закон Дальтона для парциальных давлений.

17. Закон распределения молекул идеального газа по скоростям (распределение Максвелла). Средняя, средняя квадратичная и наиболее вероятная скорости молекул.

18. Средняя длина свободного пробега молекулы. Законы диффузии и теплопроводности. Вязкость. Броуновское движение.

19. Количество теплоты. Первое начало термодинамики. Теплоемкость. Работа и теплоемкость газов в различных изопроцессах.

20. Адиабатный процесс 21. Работа в круговом процессе. Коэффициент полезного действия кругового процесса. Обратимые процессы. Второе начало термодинамики в формулировках Клаузиуса и Томсона-Планка.

22. Неравенство Клаузиуса. Энтропия.

23. Модель газа Ван-дер-Ваальса. Изотерма газа Ван-дер-Ваальса. Насыщенный пар. Перегретая жидкость и пересыщенный пар.

24. Фазовые переходы. Свойства насыщенного пара. Влажность. Конденсация.

Испарение. Кипение. Условие кипения. Температура кипения.

25. Агрегатные состояния вещества. Особенности теплового движения в твердом, жидком, газообразном состояниях вещества. Особенности строения твердых, жидких и газообразных систем.

26. Поверхностное натяжение жидкости. Коэффициент поверхностного натяжения. Смачивание и несмачивание.

27. Способы электризации тела. Свойства электрического заряда.

28. Закон Кулона. Принцип суперпозиции. Напряженность электрического поля. Силовая линия.

29. Электрический диполь. Напряженность поля диполя. Диполь во внешнем электрическом поле.

30. Работа электростатического поля. Потенциал электростатического поля.

Разность потенциалов. Эквипотенциальная поверхность. Связь напряженности электростатического поля с потенциалом поля в данной точке.

31. Проводники в электростатическом поле. Электростатическая индукция.

Электроемкость 32. Постоянный электрический ток. Сила тока. Электродвижущая сила (ЭДС).

Закон Ома.

33. Тепловое действие тока. Закон Джоуля-Ленца. Действие электрического тока на живые организмы.

34. Электрический ток в различных средах (металлы, растворы электролитов, ионизированные газы, электронная эмиссия в вакууме). Законы электролиза.

Полупроводники.

35. Вектор магнитной индукции. Силовое действие магнитного поля на проводники с током. Закон Ампера. Сила Лоренца.

36. Магнитное поле в веществе. Диамагнетизм. Парамагнетизм.

Ферромагнетизм. Вектор намагниченности. Магнитная проницаемость. Петля гистерезиса.

37. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца. Индуктивность.

Энергия электромагнитного поля.

38. Переменный электрический ток. Полное сопротивление цепи переменного тока (импеданс). Резонанс напряжений в последовательной R-L-C цепи.

39. Энергия и импульс электромагнитной волны. Интенсивность электромагнитной волны. Давление электромагнитной волны на проводящую поверхность.

40. Принцип суперпозиции электромагнитных волн. Когерентность. Явление интерференции.

41. Двухлучевая интерференция в тонких пленках. Кольца Ньютона.

42. Дифракция электромагнитных волн. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Дифракционная решетка.

43. Принцип Гюйгенса. Законы отражения и преломления луча на границе раздела двух сред. Полное отражение.

44. Сферическая граница раздела двух сред. Формула сферического зеркала.

Формула тонкой линзы. 45. Микроскоп. Линейное увеличение микроскопа.

45. Закон Брюстера. Двойное лучепреломление. Поляризационные устройства.

Закон Малюса.

46. Дисперсия электромагнитных волн. Нормальная и аномальная дисперсия.

47. Поглощение электромагнитных волн средой. Закон Бугера. Коэффициент поглощения.

48. Рассеяние электромагнитных волн в оптически неоднородной среде. Закон Рэлея.

Поляриметры.

50. Тепловое излучение. Закон Кирхгофа. Излучательная способность абсолютно черного тела. Закон Стефана-Больцмана. Закон смещения (теорема Вина). Гипотеза Планка. Формула Планка.

51. Фотоэффект. Законы фотоэффекта. Фотоны. Уравнение Эйнштейна.

Импульс фотона.

52. Индуцированное излучение. Оптические квантовые генераторы когерентного излучения (лазеры). Применение лазеров в биологии, медицине.

водородоподобного атома.

54. Гипотеза де-Бройля. Волновые свойства частиц. Корпускулярно-волновой дуализм. Волновая функция. Соотношение неопределенностей Гейзенберга.

Уравнение Шредингера.

55. Многоэлектронные атомы. Спин электрона. Принцип Паули. Периодическая система химических элементов (таблица Менделеева).

Критерии оценки по промежуточной аттестации (зачёт).

При завершении изучения курса физики проводится итоговое лабораторное занятие, на котором по системе среднего балла рассчитывается итоговая оценка по дисциплине. Оценку за зачет рекомендуется выставлять с использованием таблицы 2.

оценка по 5-балльной системе оценка по 100-балльной системе 2 неудовлетворительно (необходимо повторное 40- изучение дисциплины) 3. Методические указания для самостоятельной работы студента 3.1 Рекомендуемый режим и характер различных видов учебной работы, а также выполнение самостоятельной работы Самостоятельная работа студента заключается в подготовке к лабораторным занятиям по методическим указаниям, контрольным вопросам и заданиям к лабораторным работам, а также выполнении реферативной работы по соответствующей тематике. Каждый модуль завершается контролем выполнения внеаудиторной самостоятельной работы с использованием физических диктантов и/или тестовых заданий, которые нацеливают студентов на самостоятельную подготовку к итоговому лабораторному занятию (зачету) по окончании изучения всех разделов дисциплины «Физика».

После прослушивания теоретического материала лекции, студенту рекомендуется выполнять самостоятельную работу по следующему алгоритму:

1. Прочитать пройденный материал по основному учебнику и по предлагаемой дополнительной литературе.

2. Найти в рекомендуемой литературе ответы на вопросы, возникшие во время и/или после лекции (если таковые вообще возникли).

3. Самостоятельно проделать математические выкладки и выводы, присутствующие в материалах лекции.

4. Подготовить ответы на контрольные вопросы, прилагаемые к лабораторным работам по соответствующей теме с объяснением решения типовых тематических задач по физике.

Самостоятельная работа студентов по написанию рефератов Выполнение письменной работы имеет свои особенности. Этот вид самостоятельной работы, как правило, предполагает изложение проблемы в результате изучения литературы по указанным темам, совершенствование навыков письменной коммуникации. В процессе выполнения самостоятельной работы, связанной с подготовкой устного сообщения или реферата, следует внимательно подойти к подбору литературы на выбранную или заданную тему, проанализировать полученную информацию, подобрать необходимый для раскрытия темы материал, сгруппировать его, составить план реферата или устного сообщения. Обязательным условием является выступление с докладом перед студентами группы, мотивированная формулировка собственной позиции по рассматриваемой теме, ответы на возможные вопросы, выступления оппонентов. Это позволяет формировать навык общения с аудиторией, необходимый будущему специалисту – врачу, а также формирует мировоззренческую позицию.

Следует помнить, что реферат – это не конспект монографии или статьи.

Чтение литературы должно быть критическим. Необходимо выразить собственное отношение к идеям автора.

Качество реферата оценивается по следующим критериям:

- единство содержания (четкая формулировка главной идеи, однонаправленность используемого для ее раскрытия материала);

- четкость композиции (связь между всеми разделами, частями);

- использование конкретных фактов (для подкрепления основной мысли);

- грамматическая правильность.

Структура реферата включает:

1) введение – обоснование избранной темы, ее важность, задачи работы;

2) основную часть – раскрывает содержание темы, проблемы;

3) заключение – общие выводы.

Выполняя работу, необходимо руководствоваться следующими правилами:

1) работа оформляется в соответствии с требованиями, которые предъявляются к заданиям такого рода;

2) для комментариев преподавателя оставляйте поля слева;

3) страницы должны быть пронумерованы, заголовки вопросов и подпунктов четко выделены в соответствии с планом;

4) в тексте обязательно делайте сноски на используемую литературу в соответствии с требованиями ГОСТа;

5) список используемой литературы приводится в конце работы в алфавитном порядке; это составная часть работы, в определенной мере отражающая степень изученности проблемы студентом.

При написании рефератов наиболее часто встречаются следующие недостатки:

- отсутствие плана работы;

- теоретические вопросы рассматриваются в отрыве от практики;

- отсутствуют ссылки на источники (список в конце работы);

- выводы формулируются нечетко (либо отсутствуют совсем).

При подготовке доклада по написанному реферату формируется умение кратко излагать проблему, развиваются необходимые практические навыки, повышается интерес к профессии.

1. Методы биологических исследований.

2. Использование современных технических средств в биологических исследованиях.

3. Микроскоп и правила работы с ним.

4. Современная микроскопическая техника и ее принцип действия.

5. Значение оптических исследований в диагностике вирусных заболеваний.

6. Опасность поражения переменным током для живых организмов.

7. Современные ультразвуковые исследования и их значение для диагностики различных видов заболеваний.

8. Польза и вред электромагнитного воздействия на биообъекты.

9. Рентгеноструктурный анализ.

10.Метод ядерного магнитного резонанса.

Самостоятельная работа студентов по решению задач по физике Решение задач в процессе обучения физике имеет многогранные функции:

оно – средство осознания и усвоения изучаемых понятий, явлений и закономерностей, средство отработки знаний и формирования умений применять их на практике, средство повторения пройденного, способ связи курса физики с жизнью и производством во всех его разновидностях, средство создания проблемных ситуаций, предваряющих рассмотрение нового раздела или вопроса. Оно имеет, кроме перечисленных обучающих функций, и ряд воспитывающих: учит трудиться, быть целеустремленным и самостоятельным, творчески активным.

Важное значение имеют формирование у студентов обобщенных умений, выработка общего подхода. А поскольку выражением такого подхода являются алгоритмы и алгоритмические предписания, необходимо иметь представление об общепринятом алгоритме решения задач по физике (Алгоритм - описание последовательности действий или (план).

При решении физических задач рекомендуется следовать алгоритму:

1. Внимательно прочитать условие задачи.

2. Произвести краткую запись условия задачи с помощью общепринятых буквенных обозначений (СИ).

3. Выполнить рисунки или чертежи задачи.

4. Определить, каким методом будет решаться задача, составить план решения.

5. Записать основные уравнения, описывающие процессы, предложенные задачной системой.

6. Найти решение в общем виде, выразив искомые величины через заданные.

7. Проверить правильность решения задачи в общем виде, произведя действия с наименованием величин.

8. Произвести вычисления.

9. Произвести оценку реальности полученного решения.

10.Записать ответ.

3.2 Перечень вопросов, которые предназначены для внеаудиторной самостоятельной работы студентов и нацеливают их на промежуточные и итоговые формы контроля.

Наименование дисциплины 1. Механические волны. Основные понятия: фаза, частота, длина Механика Молекулярная физика и термодинамика неньютоновские жидкости. Динамическая, кинематическая и Электричество и магнетизм биологических тканей для постоянного тока.

2. Цепь с омическим сопротивлением, индуктивностью и емкостью. Полное сопротивление цепи. Резонанс в электрических 3. Электрический диполь. Электрическое поле диполя.

4. Магнитное поле в веществе. Диамагнетики, парамагнетики и Оптика. Квантовая 1.

V. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля) а) Основная литература:

1. Ремизов А.Н. Максина А.Г., Потапенко А.Я. Учебник по медицинской и биологической физике: учеб. для вузов. – 7-е изд., сререотип. – М.: Дрофа, 2007. – 588 с.

2. Трофимова Т.И. Курс физики / Т.И. Трофимова -18-е изд.- М: Академия, г. – 557 с.

3. Федорова В. Н. Медицинская и биологическая физика [Электронный ресурс]:

курс лекций с задачами / Федорова В. Н., Фаустов Е. В.. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2009. – 588 с. – Режим доступа: http://studmedlib.ru б) Дополнительная литература:

1. Трофимова Т.И. Физика: 500 основных законов и формул /Трофимова Т.И. – М: Высшая школа, 2001 г. – 63 с.

2. Трофимова Т.И. Сборник задач по курсу физики с решениями / Т. И.

Трофимова, З.Г. Павлова– 5-е изд. М.: Высшая школа, 2002 г. – 591 с.

3. Медицинская биофизика. [Электронный ресурс]: учебник для вузов / В.О.

http://studmedlib.ru VI. Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля) 1. Материально-техническое обеспечение физической лаборатории для изучения вопросов механики:

- лабораторная установка (ЛУ) «Изучение затухающих колебаний на примере пружинного маятника» (пружинный маятник, электрический кимограф, секундомер, миллиметровая бумага);

миллиметровая бумага);

молекулярной физики:

- ЛУ «Определение вязкости жидкости методом Оствальда» (вискозиметр ВПЖ-3, наборы жидкостей, термометр, секундомер);

- ЛУ «Определение изменения энтропии при нагревании и плавлении металла»

(образец олова, тигель, дифференциальная термопара, гальванометр, электроплитка).

электричества:

- ЛУ «Изучение цепей переменного тока, с активным, емкостным и индуктивным сопротивлением (лабораторный стенд, вольтметр, амперметр);

- ЛУ «Физические основы действия постоянного тока» (аппарат для гальванизации, осциллограф, вольтметр постоянного тока, электроды).

оптики:

- ЛУ «Измерение малых объектов с помощью микроскопа» (микроскоп «Биомедобъект-микрометр, окуляр с окулярной шкалой, набор объективов;

ЛУ «Определение показателя преломления жидкостей с помощью рефрактометра» (рефрактометр любой модификации, набор жидкостей) атомной физики:

- ЛУ «Экспериментальное изучение законов теплового излучения»;

- ЛУ «Опыт Франка-Герца» (установка ФПК-02, тиратрон ПМИ-2 с криптоном, устройство измерительное, осциллограф).

6. Материально-техническое обеспечение лекционной аудитории:

- ноутбук;

- мультимедиа проектор;

- переносной экран для презентаций.

VII. Научно-исследовательская работа студента Научно-исследовательской работа студентов при изучении данной дисциплины заключается в изучении специальной литературы и другой научнотехнической информации о достижениях современной отечественной и зарубежной науки и техники; в участии и в проведении научных исследований или выполнении технических разработок; в осуществлении сбора, обработки, анализа и систематизации научно-технической информации по теме (заданию); в составлении отчёта по теме или её разделу; в подготовке и выступление с докладом на конференции и др.

1) Пассивный перенос ионов через мембраны цилиндрической формы.

2) Поглощение электромагнитного излучения различными веществами.

3) Медицинская аппаратура и ее применение для биологических исследований.

VIII. Протоколы согласования рабочей программы дисциплины (модуля) с другими кафедрами (Приложение 1) Дополнения и изменения к рабочей программе (Приложение 2)