МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет водоснабжения и водоотведения

Рабочая программа дисциплины

«Физика»

Направление подготовки

280100.62 «Природообустройство и водопользование»

Профиль подготовки Инженерные системы сельскохозяйственного водоснабжения, обводнения и водоотведения Квалификация (степень) выпускника Бакалавр Форма обучения очная Краснодар, 1. Цели освоения дисциплины Целью дисциплины является изучение наиболее общих свойств и фундаментальных законов материи, формирующих естественнонаучную картину материального мира и его развития.

2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата Дисциплина "Физика" входит в число учебных дисциплин базовой части математического и естественнонаучного цикла и совместно с курсом математики составляет основу физико-математической подготовки бакалавра.

Преподавание дисциплины «Физика» строится исходя из требуемого уровня базовой подготовки бакалавров по направлению 280100.62 Природообустройство и водопользование.

В системе профессиональной подготовки бакалавров в области природообустройства и водопользования дисциплина "Физика" занимает ведущее место, т.к. изучаемые ею физические явления определяют свойства природных и техногенных объектов и способы их изменения в процессе изысканий, проектирования, строительства и эксплуатации.

Для успешного освоения дисциплины необходимы знания по следующим дисциплинам и разделам ООП:

- математика (методы математического анализа в части дифференциального и интегрального исчисления; теория дифференциальных уравнений; основы теории вероятности и математической статистики).

Знания, умения и приобретенные компетенции будут использованы при изучении следующих дисциплин и разделов ООП:

- химия;

- гидрология, климатология и метеорология;

- гидрогеология и основы геологии;

- почвоведение;

- экология.

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины «Физика».

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:

а) общекультурные (ОК):

- владение культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения (ОК-1);

- умение логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь (ОК-3).

б) профессиональные (ПК):

- способность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин, методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования при решении профессиональных задач (ПК-1);

- способность предусмотреть меры по сохранению и защите экосистемы в ходе своей общественной и профессиональной деятельности (ПК-2);

- способность проводить изыскания по оценке состояния природных и природнотехногенных объектов для обоснования принимаемых решений при проектировании объектов природообустройства и водопользования (ПК-5).

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Знать:

- физические основы механики, законы Ньютона, уравнение движения, законы сохранения (импульса, момента импульса, энергии), закон Гука, законы термодинамики: первое начало термодинамики, второе начало термодинамики; закон Кулона, электростатическую теорему Гаусса, законы Ома, Джоуля-Ленца, правила Кирхгофа, физику колебаний и волн, уравнение механических гармонических колебаний; физические методы исследования различных сред и методы измерения отдельных их характеристик.

Уметь:

- использовать физические законы при анализе и решении проблем профессиональной деятельности.

Владеть:

- методами и средствами измерения физических величин, методами корректной оценки погрешностей при проведении физического эксперимента.

4. Структура и содержание дисциплины «Физика»

Общая трудоемкость дисциплины составляет 7 зачетных единиц или 252 часа.

Виды учебной работы, Формы текущего Неделя семестра включая самостоятель- контроля успеваеРаздел ную работу студентов, мости (по неделям Семестр ка материальной точки лическое состояние вещества числа, правила отбора 5. Образовательные технологии 1. Интерактивные методы обучения – методы обучения, при которых процесс передачи информации строится на принципе активного двухстороннего взаимодействия преподавателя и студента. На практических занятиях по решению задач используется метод доклада и презентации по теме реферата, выбранного студентом, текущий контроль по изученным разделам курса в виде письменных самостоятельных работ, компьютерного тестирования; на лабораторных занятиях - метод дискуссии и пост-теста при выполнении физического эксперимента, защите лабораторных работ и сдаче отчета.

6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.

Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины Проработка конспектов лекций и вопросов, вынесенных на самостоятельное изучение, изучение ос- Конспекты лекций новной [1 - 4] и дополнительной [1 - 6] литературы Выполнение конспектов и отчетов по лабораторным документации) Подготовка к практическим занятиям по решению задач (по [5] из списка основной литературы) Подготовка и выполнение контрольной работы (по [1, 3] из списка учебно-методической документации) Подготовка к тестированию (по [2] из списка учеб- Письменные ответы по тестам, но-методической документации) компьютерное тестирование Подготовка рефератов по выбранной теме (по учебникам из списка основной литературы [1 - 4], дополДоклад и презентация на практиченительной [1- 6], дополнительно материалы из песком занятии риодики, специализированных изданий и Интернетсайтов по физике) 1. Гравитация.

2. Пространство и время в физике.

3. Вещество и его агрегатные состояния: твердое, жидкое, газообразное, плазма.

4. Стрела времени.

5. Космологические гипотезы о происхождении Вселенной.

6. Современная физическая картина мира.

7. Баллистика и баллистическое движение.

8. Течение жидкости в узких щелях. Гидро- и газодинамические опоры.

9. Специальная теория относительности и ее экспериментальная проверка.

10. Общая теория относительности и ее экспериментальная проверка.

11. Вынужденные колебания и резонанс.

12. Инфразвук и ультразвук, их использование.

13. Звук и его распространение в различных средах.

14. Шум и его влияние на человека.

15. Реальные газы.

16. Энтропия закрытых и открытых систем.

Синергетика как наука о самоорганизации открытых систем.

17.

Голография и ее применение.

18.

Измерение малых токов, напряжений и зарядов.

19.

Воздействие электрического тока на организм человека.

20.

Воздействие электромагнитных полей на организм человека.

21.

Воздействие магнитных полей на организм человека.

22.

Проблемы передачи электроэнергии на большие расстояния.

23.

Сверхпроводимость.

24.

Эффект Джозефсона и его применение.

25.

Высокотемпературная сверхпроводимость.

26.

Водородная энергетика.

27.

Защита от электромагнитных излучений.

28.

Кристаллы и их свойства.

29.

Рентгеноструктурный и рентгеноспектральный анализ.

30.

Акустическая модуляция света и ее использование в информационно- измерительной технике.

32. Лазеры и их применение в сельском хозяйстве.

33. Полупроводниковые лазеры.

34. Лазеры на красителях и их применение.

35. Гетероструктурные инжекционные лазеры.

36. Мощные светодиоды и их применение.

37. Бактерицидные лампы.

38. Волоконные световоды.

39. Волоконно-оптические линии связи.

40. Технологические лазеры и их применение.

41. Синтез алмаза и кубического нитрида бора.

42. Лазерная диагностика атмосферы.

43. Оптоэлектронные датчики.

44. Оптоэлектронные средства отображения информации.

45. Оптическая вычислительная техника.

46. Оптические процессоры.

47. Исследование атмосферы с помощью СВЧ-излучения.

48. Дистанционная ИК-диагностика подстилающей поверхности.

49. Инфракрасные пирометры и их применение для определения температурных полей.

50. Термоиндикаторные жидкокристаллические пленки и их применение для визуализации температурных полей.

51. ЖК-индикаторы и экраны.

52. Нанотехнологии: цели и задачи.

53. Интегральная оптика.

54. Свойства и применение электромагнитных волн СВЧ-диапазона.

55. Плазма и ее применение.

56. Полупроводники и их применение.

57. Получение искусственных алмазов.

58. Солнечный ветер.

59. Солнечная энергетика.

60. Углеродные нанотрубки и их применение.

61. Фотоэффект и его применение.

62. Глаз человека и его свойства.

63. Цвет и его свойства.

64. Ускорители элементарных частиц.

65. Атомная энергетика: принципы, проблемы, будущее.

66. Ядерные реакции и ядерная энергетика.

67. Международный проект по высокотемпературному синтезу (ИТЭР).

68. Темная материя и темная энергия.

69. Графен и его перспективы.

70. Большой адронный коллайдер 71. Фемтосекундные лазеры в науке, технике, медицине.

72. Беспроводная передача энергии.

73. Частицы и античастицы.

74. Кварки.

75. Современная теория элементарных частиц (Стандартная модель).

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины «Физика»

Основная литература:

1. Трофимова Т. И. Курс физики. М.: Академия, 2008. – 560 с.

2. Савельев И. В. Курс общей физики. В 5-м книгах. М.: АСТ, 2006.

3. Яворский Б. М., Детлаф А. А. Курс физики. В 3-х томах. М.: Академия, 2009.

4. Яворский Б. М., Детлаф А. А., Лебедев А.К. Справочник по физике для инженеров и студентов вузов. М.: Оникс, 2007. -1056 с.

5. Волькенштейн В. С. Сборник задач по общему курсу физики. М.: Книжный мир, 2003.

Дополнительная литература:

1. Сивухин Д. В. Общий курс физики. В 5-и т. М.: Физматлит, 2006.

2. Матвеев А. Молекулярная физика. М.: Оникс, 2006. -360 с.

3. Кикоин А. К., Кикоин И. К. Молекулярная физика. М.: Лань. – 484 с.

4. Иродов И. Е. Физика. Основные законы. Т. I-V. М.-С-Пб.: Лаборатория базовых знаний, 2010.

5. Киттель Ч., Найт У., Рудерман М., Парселл Э., Крауфорд, Ф., Вихман Э., Рейф Ф.

Берклеевский курс физики. М., 2005. Т. I-V.

6. Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М., Фейнмановские лекции по физике. М.: Либроком, вып. 1-9, 2010.

Учебно-методическая документация:

1. Руководство по организации самостоятельной работы студентов при изучении дисциплины "Физика". Методическая разработка для студентов факультета водоснабжения и водоотведения. Краснодар: КубГАУ, 2007. – 54 с.

2. Практическое руководство по организации самостоятельной работы студентов очной формы обучения направления подготовки 110800.62 Агроинженерия (квалификация (степень) "бакалавр"). Часть 1. Краснодар: КубГАУ, 2011. – 85 с.

3. Практическое руководство по организации самостоятельной работы студентов при изучении дисциплины «Физика». Краснодар: КубГАУ, 2006. – 53 с.

4. Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу физики. Механика. Краснодар: КубГАУ, 2005. -67 с.

5. Методические указания к лабораторным работам по курсу физики. Молекулярная физика и термодинамика. Краснодар: КубГАУ, 2012. -75 с.

6. Методические указания к лабораторным работам по курсу физики. Электричество. Ч.1.

Краснодар: КубГАУ, 2006. -56 с.

7. Методические указания к лабораторным работам по курсу физики. Оптика. Ч.1. Краснодар: КубГАУ, 2006. – 79 с.

8. Методические указания к лабораторным работам по курсу физики. Оптика. Ч.2. Краснодар: КубГАУ, 2006. – 82 с.

Программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

1. Microsoft Office, Microsoft Excel, Mathcad, Corel DRAW.

2. http://www.gaudeamus.omskcity.com/; http://physicsbooks.narod.ru/;

http://eqworld.ipmnet.ru/.

8. Материально-техническое обеспечение дисциплины «Физика»

Лабораторные занятия по физике проводятся в специализированных лабораториях механики и молекулярной физики, электромагнетизма и оптики. Лаборатории снабжены установками и стендами, а также комплектом учебно-методической документации для выполнения лабораторных работ.

1. Приборы для определения модуля Юнга.

2. Волюмометры Лермантова.

3. Маятники Обербека.

4. Машины Атвуда.

5. Математические маятники.

6. Аспирационные психрометры МВ-4м, бытовые психрометры.

7. Выпрямители ВУП-15.

8. Электрокалориметры ЭК-1.02.

9. Стеклянные баллоны БАММ-1, насосы, водяные манометры ОБМ В1-100.

10. Батареи термоэлементов.

11. Амперметры Э-316 0-1 А, Э-30 0-1 А, Э-365, 0-1А, Э-378, 0-1А, Э – 312, 1 А, вольтметры Э-365 0-250В, Э-378 0 – 100В, Э-30, 0– 500В, Э – 368 0 – 30 В.

12. Тангенс-буссоли.

13. Регулируемые источники постоянного/переменного тока.

14. Счетчики электроэнергии.

15. Люксметры фотоэлектрические Ю116.

16. Фотометрические скамьи.

17. Микроскопы МБУ – 4А.

18. Поляриметры СМ – 2У4.1.

19. Дифракционные решетки 1:50; 1:100; 1:350.

20. Вакуумные фотоэлементы.

21. Барометры-анероиды.

22. Полупроводниковые лазеры МЛ-01 ( = 670 нм) мощностью излучения 1 мВт, 6 мВт.

23. Фотопримные устройства с измерителем мощности лазерного излучения и цифровым отсчетом.

24. Штангенциркули 0,1 мм.

25. Микрометры МК-25, 0,01 мм.

26. Электромеханические секундомеры ПВ-53 Л.

27. Технические весы 0,01 г.

28. Термометры 0-100 0С.

29. Наборы грузов различной массы.

30. Электрические плитки.

31. Наборы медных соединительных проводников длиной 0, 75 м.

32. Конденсаторы.

32. Трансформаторы.

33. Реостаты МП 100 Ом 0,4 А, РПШ.

34. Переключатели.

35. Термостаты.

36. Катушки индуктивности 25 мГн.

37. Лампы накаливания, люминесцентные лампы.

38. Собирающие и рассеивающие линзы разной оптической силы.

39. Оптические скамьи с держателями, рейтерами, экранами, масштабными линейками.

40. Стеклянные плоскопараллельные пластинки со штрихами на обеих поверхностях.

41. Бипризмы Френеля.

42. Дихроичные поляризаторы.

43. Делительные плоскопараллельные пластинки.

44. Бюретки с кранами.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению и профилю подготовки 280100.62 «Природообустройство и водопользование».

Автор, к.ф.-м.н., Рецензенты:

Доктор биологических наук, профессор каф. биотехнологии, биохимии Доктор технических наук, профессор, зав. каф. электротехники, теплотехники и ВИЭ КубГАУ О. В. Григораш Программа одобрена на заседании методической комиссии факультета водоснабжения и водоотведения КубГАУ от, протокол № _.