1
Частное учреждение образования
«Минский институт управления»
УТВЕРЖДАЮ
Ректор
Минского института управления
Н.В.Суша
«» 2013 г.
Регистрационный № УД-/р.
ФИЗИКА
Учебная программа для специальностей:1–40 01 02 Информационные системы и технологии (по направлениям) 1–40 01 01 Программное обеспечение информационных технологий Факультет инженерно-информационный Кафедра автоматизированных информационных систем Курс 1 Семестры 2 Лекции Экзамен 50 Практические (семи- Зачет нет нарские) занятия Лабораторные Курсовой проект (ра- нет занятия бота) Всего аудиторных часов по дисциплине Всего часов Форма получения дневная по дисциплине высшего образования Составил: заведующий кафедрой Курмашев В.И., доктор технических наук, профессор Минск Учебная программа составлена на основе типовой учебной программы по дисциплине «Физика» для высших учебных заведений по специальности 1– 02 Информационные системы и технологии (по направлениям), 1–40 01 01 Программное обеспечение информационных технологий утвержденной « 03 » 2013г., регистрационный № ТД – I.051/тип.
Рассмотрена и рекомендована к утверждению на заседании кафедры автоматизированных информационных систем «» _» 2013г., протокол № _ Заведующий кафедрой В.И. Курмашев Одобрена и рекомендована к утверждению Научно-методическим советом Минского института управления «» _» 2013 г., протокол № _ Председатель С.А. Медведев
I. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Цель преподавания дисциплины. Курс физики наряду с другими общеобразовательными дисциплинами составляет основу теоретической подготовки инженеров и играет роль фундаментальной базы, без которой невозможна успешная деятельность современного инженера любого профиля. Многие области современной техники, такие как электроника, электро- и радиотехника, приборостроение, машиностроение, технология радиоэлектронных средств и др., тесно связаны с физикой.Изучение курса физики способствует развитию у студентов физического мышления, а также формированию у них научного мировоззрения, на основе которого складываются основные представления о современной физической картине мира. В ходе изучения курса физики находят отражение основные этапы сложного исторического развития физики как науки и используются все компоненты процесса научного познания: анализ и синтез, абстрагирование и идеализация, аналогия, формализация, обобщения и ограничения, индукция и дедукция, историческое и логическое. Все это имеет большое методологическое значение и создает основу для изучения специальных дисциплин.
Курс физики имеет своей целью:
- изучение основных понятий, законов, принципов и теорий классической и квантовой теории электромагнетизма;
- изучение основных физических явлений и процессов и их трактовку с точки зрения современных научных представлений;
- формирование современного физического мышления и научного мировоззрения;
- ознакомление с методами физических исследований.
– систематизация и обобщение знаний с точки зрения общих идей, соответствующих современному уровню развития науки, а именно: о единстве мира, о фундаментальности вероятностных закономерностей, всеобщности принципа симметрии, принципа соответствия, идей, формирующих новые приемы мышления.
Задачи изучения дисциплины:
- создание у студентов достаточно широкой теоретической подготовки в области физики, позволяющей будущим инженерам ориентироваться в потоке научной и технической информации и обеспечивающей возможность использования знаний по физике в информатике;
- обеспечение определенной методологической подготовки, позволяющей понимать процесс познания и структуру научного знания, использовать различные физические понятия, определять границы применимости принципов, законов и теорий;
- ознакомление с современной научной аппаратурой, формирование навыков проведения физического эксперимента;
- овладение примерами и методами решения конкретных задач из отдельных разделов физики;
- формирование умения оценивать степень достоверности результатов, полученных в экспериментальных или теоретических исследованиях.
В результате изучения учебной дисциплины студент должен:
знать: – основные понятия, законы и физические модели электричества и магнетизма, колебаний и волн, а также волновой оптики;
– новейшие достижения в области физики и перспективы их использования для развития материальной базы информатики;
уметь:
- использовать основные законы физики в инженерной деятельности при разработке новых методов записи, хранения и передачи информации;
-использовать методы теоретического и экспериментального исследования при решении физических задач информатики;
-использовать методы численной оценки порядка величин, характерных для различных прикладных разделов информатики.
владеть:
– методами экспериментальной и теоретической физики в целях разработки физических основ устройств записи, хранения и передачи информации – физическими принципами кодирования информации в различных информационных системах;
– навыками работы по оценке состояния и тенденций развития носителей информации.
иметь представление о:
- современной теории мироздания;
-современном развитии физической науки и методах ее применения.
Перечень учебных дисциплин, усвоение которых необходимо для изучения данной учебной дисциплины.
Математика элементы линейной алгебры и аналитической векторный анализ и основные понятия теории поля;
теория вероятностей и математическая статистика.
Электростати- Напряженность электростатического поля. Принцип сука перпозиции полей. Напряженность поля точечного заряда и системы зарядов. Поток и дивергенция векторного Электриче- Потенциал поля точечного заряда и системы зарядов.
ское поле ди- Электрический момент диполя. Момент сил, действуюполя щих на диполь в электростатическом поле. Потенциальная энергия диполя в электростатическом поле. Сила, действующая на диполь в неоднородном электростатическом поле.
Раздел 2. Электростатическое поле в веществе Электриче- Диэлектрики. Связанные и сторонние заряды. Поляское поле в ризованность. Диэлектрическая восприимчивость. Вектор диэлектриках электрического смещения. Диэлектрическая проницаемость. Теорема Гаусса для вектора электрического смещения. Условия на границе двух диэлектриков. Сегнетоэлектрики и их применение для хранения информации.
Электриче- Проводники. Проводники в электростатическом поле.
ское поле в Поле внутри проводника и у его поверхности. Распредепроводниках ление заряда в проводнике. Электроемкость уединенного проводника. Емкость системы проводников. Конденсаторы. Потенциальная энергия системы зарядов. Энергия Теория про- Сила и плотность тока. Уравнение непрерывности. Соводимости противление проводника. Закон Ома для однородного Друде – Ло- проводника. Сторонние силы. ЭДС. Закон Ома для неодренца нородного участка цепи. Закон Джоуля – Ленца.
Магнитная Поле равномерно движущегося заряда. Релятивистская индукция. За- природа магнетизма. Магнитная индукция B. Сила Локон Био – ренца. Принцип суперпозиции полей. Закон Био – СаваСавара – Лап- ра – Лапласа. Магнитный поток. Теорема Гаусса для ласа. Реляти- магнитного поля (в интегральной и локальной формах).
вистская при- Теорема о циркуляции вектора B. Вихревой характер рода магне- магнитного поля.
Магнитный Магнитный момент контура с током. Сила, действующая момент и ра- на контур с током в магнитном поле. Работа сил магнитбота в маг- ного поля при перемещении контура с током. Потенцинитном поле альная механическая энергия контура с током в магнитном поле.
Вектор напряжен- Намагниченность. Токи намагничивания. Циркуляности магнитного ция намагниченности. Вектор напряженности магполя Н. Теорема о нитного поля Н. Теорема о циркуляции вектора H.
циркуляции вектора Диамагнетики, па- Диамагнетики, парамагнетики, ферромагнетики.
рамагнетики, фер- Доменная структура и петля гистерезиса (ферро, ромагнетики. Хра- ферри-, антиферромагнетики). Кристаллическая нение и запись ин- структура ферромагнетиков. Материалы с колосформации сальным магнетосопротивлением (новые магнитоактивные композиты и материалы для магнитной записи, спинтроника). Устройства записи и хранения информации на основе сегнетоэлектриков и Раздел 6. Явление электромагнитной индукции Опыты Фарадея. Опыты Фарадея. Правило Ленца. Полный магнитПравило Ленца. Пе- ный поток (потокосцепление). Закон электромагредача информации нитной индукции (закон Фарадея). Явление самоиндукции. Индуктивность. ЭДС самоиндукции.
Взаимная индуктивность. Энергия магнитного поля. Плотность энергии магнитного поля.
Ток смещения. Вихревое электрическое поле. Электромагнитное 11.
Уравнения Мак- поле. Ток смещения. Уравнения Максвелла. Закон свелла. Свет как сохранения энергии в электродинамике. Плотность электромагнитная энергии электромагнитного поля. Вектор Пойнтинволна га. Волновые уравнения для электромагнитной волны.
Геометрическая оп- Законы геометрической оптики. Принцип суперпотика. Интерферен- зиции волн. Закон сложения интенсивностей при ция света суперпозиции двух волн. Условия возникновения интерференции. Понятие когерентности. Оптическая длина пути и оптическая разность хода. Условия интерференционных максимумов и минимумов. Время и длина когерентности. Способы наблюдения интерференции. Опыт Ллойда. Интерференция при отражении от тонких пленок. Просветление оптики.
Дифракция света Принцип Гюйгенса–Френеля. Метод зон Френеля.
Дифракция Френеля и дифракция Фраунгофера. Зоны Френеля. Дифракция Френеля от круглого отверстия и диска. Дифракция Фраунгофера от щели.
Поляризация света Естественный и поляризованный свет. Виды поляризации. Поляризаторы и анализаторы. Закон Малюса. Степень поляризации. Поляризация при отражении и преломлении света. Формулы Френеля.
Дисперсия света Элементарная теория дисперсии. Групповая скорость. Взаимодействие излучения с веществом. Поглощение света. Рассеяние света. Эффект ВавиловаЧеренкова.
Трудности и недос- Равновесное тепловое излучение. Внешний фототаточность класси- эффект. Атом водорода. Эффект Комптона.
ческой физики Основные принци- Гипотеза де Бройля. Дифракция электронов. Волнопы квантовой меха- вая функция и ее свойства. Операторы и уравнение III*. Учебно-методическая карта учебной дисциплины Номер раздела, темы по п. 1. Релятивистская природа магнетизма.
Магнитный момент и работа в магнитном поле 1.8 Вектор напряженности магнитного по- 10 2 Защита Диамагнетики, парамагнетики, ферромагнетики. Хранение и запись информации.
Раздел 6. Явление электромагнитной индукции 1. 1. Поляризация света.
1. Дисперсия света.
IV. ИНФОРМАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
4.1. Учебно-методические материалы по дисциплине.Основная литература 1. И.В.Савельев кн.1-5, «Курс общей физики»
Учебное пособие для втузов, Москва «Астрель» АСТ, 2002г.
1.б. «Электричество и магнетизм»;
1.в. «Молекулярная физика и термодинамика»);
1.д. «Квантовая оптика. Атомная физика. Физика твердого тела. Физика атомного ядра и элементарных частиц».
2. А.А.Детлаф, Б.М.Яворский, «Курс физики»
Учебное пособие для вузов, Москва, ВШ, 2002г.
3. Т.И.Трофимова, «Курс физики»
Учебное пособие для инженерно-технических вузов, Москва, ВШ, 2003г.
4. И.И.Наркевич, Э.И.Волмянский, С.И.Лобко, «Физика», учебник, Минск, ООО «Новое знание», 2004г.
5. И.Е.Иродов, «Задачи по общей физике», изд. Физматлит, Невский диалект, Лаборатория базовых знаний, Москва-С.-Петербург, 2001г.
6. Открытый колледж: Физика. www.Physics.ru., 2006г.
Дополнительная литература Савельев И.В. Курс физики, т. 1-3, Наука, 1989.
Сивухин Д.В. Общий курс физики, т. 1-5. Наука, 1977-1986.
Берклеевский курс физики, т. 1-5, Наука, 1975-1977.
Феймановские лекции по физике, вып. 1-10, Мир, 1977.
Орир. Дж. Физика, т. 1-2, Мир, 1981.
Калашников С.Г. Электрическво, Наука, 1985.
Калитиевский Н.И. Волновая оптика, ВШ, 1978.
Киттель Ч. Введение в физику твердого тела, Наука, 1978.
Иродов И.Е. Основные законы электромагнетизма, ВШ, 1983.
4.2. ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ
1. Электростатическое поле. Теорема Гаусса.2. Потенциал. Связь напряженности и потенциала.
3. Магнитное поле. Закон Био–Савара–Лапласа. Теорема о циркуляции.
4. Явление электромагнитной индукции.
5. Электрические колебания.
6. Уравнения Максвелла. Электромагнитные волны.
7. Интерференция света.
8. Дифракция света.
4.3. ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
1. Изучение зависимости электрического сопротивления металлов и полупроводников от температуры.2. Измерение индукции магнитного поля на оси соленоида.
3. Исследование явления намагничивания и магнитного гистерезиса ферромагнетиков.
4. Изучение закона Ома для переменного тока.
«