1

Физика. Рабочая программа. Академия Государственной противопожарной службы МЧС России, – 2008. –22 с.

Рабочая программа составлена авторским коллективом:

В.И. Слуев – к. ф.- м. н., профессор;Ю.С.Бирюлин– к.ф.м. н., доцент

(Академия Государственной противопожарной службы МЧС России);

В.В. Кузьмин - доцент (Академия Государственной противопожарной

службы МЧС России).

Рецензенты:

С.П. Кабанов - к. т. н., с. н. с. (Академия Государственной противопожарной службы МЧС России), И.Р.Бегишев- д. т. н., профессор (Академия Государственной противопожарной службы МЧС России).

2

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Рабочая программа дисциплины "Физика" федерального компонента цикла общегуманитарных и естественнонаучных дисциплин составлена в соответствии с государственным образовательным стандартом ЕН.Ф. высшего профессионального образования второго поколения по специальности 280104.65 "Пожарная безопасность" и определяет содержание и структуру дисциплины.

1. Цель дисциплины:

- овладение фундаментальными понятиями, законами и теориями классической и современной физики;

- изучение основных физических явлений;

- освоение методов физического исследования.

2. Задачи дисциплины:

- овладение приемами и методами решения конкретных задач из современных областей физики, а так же профессиональноориентированных задач;

- ознакомление с современной научной аппаратурой, - формирование навыков проведения физического эксперимента, умения выделить конкретное физическое содержание в прикладных задачах будущей деятельности.

3. Место дисциплины в профессиональной подготовке выпускника:

Настоящая рабочая программа составлена на основе примерной программы курса физики для образовательных учреждений высшего профессионального образования МЧС России по специальности 280104. Пожарная безопасность.

Дисциплина «Физика» должна представлять собой целостный и фундаментальный курс, единый в своих частях и демонстрирующий роль физики как основы всего современного естествознания. Необходимо преодолеть распространенное расчленение физики на классическую и современную и дать изложение всей дисциплины с точки зрения логики физики как науки. При этом следует иметь ввиду, что физика как наука и физика как учебная дисциплина отнюдь не тождественные понятия.

В основании современной естественнонаучной картины мира лежат физические принципы и концепции. Физика составляет фундамент естествознания. Ее роль здесь трудно переоценить. С другой стороны, она является теоретической базой, без которой невозможна успешная деятельность выпускника.

Курс физики представляет собой единое целое. Всякого рода попытки разделить его на части, некоторые из которых изучаются на других кафедрах, не имеют под собой ни методических, ни научных, ни дидактических оснований. Изучение целостного курса физики совместно с другими дисциплинами цикла способствует формированию у студентов современного естественнонаучного мировоззрения, освоению ими современного стиля физического мышления. Целостность курса физики является одной из фундаментальных предпосылок для воспитания образованного члена общества.

Данная программа отражает современное состояние физики и ее приложений. В ней естественным образом сочетаются макро- и микроскопические подходы. В ее разделах вскрыты внутренние логические связи.

Порядок расположения материала соответствует современной структуре физики как науки и отражает мировой педагогический опыт.

4. Организационно-методические указания:

Наилучшей гарантией глубокого и прочного усвоения физики является заинтересованность слушателей в приобретении знаний. Для поддержания интереса слушателей к физике следует использовать богатый и разнообразный материал ее специальных приложений, лекционные демонстрации и аудиовизуальные средства. В курсе должны найти отражение основные этапы сложного исторического развития физики как научной дисциплины. Это означает, что все атрибуты процесса научного познания (анализ и синтез; аналогия, моделирование, формализация; историческое и логическое; индукция и дедукция) должны быть использованы преподавателем.

Рабочая программа курса физики рассчитана на 3 семестра (2,3 и 4).

Лекции - 84 часа. Практические занятия - 58 часов. Лабораторные занятия - 84 часа. Всего: 226 часов. Контроль успеваемости в форме защиты лабораторных работ, выполнения 5 контрольных и 9 расчетных работ, экзаменов 2 - 4 семестры, дифференцированный зачет – 3 семестр.

Настоящая рабочая программа составлена с учетом специфики Академии ГПС МЧС России в соответствии с указаниями и решениями Ученого Совета Академии ГПС МЧС России.

Курс физики составляет основы теоретической подготовки инженеров и является фундаментальной базой, без которой невозможна успешная деятельность инженера пожарной безопасности. Изучение физики играет большую роль в формировании материалистического мировоззрения слушателей. Практические и лабораторные занятия по физике вырабатывают у слушателей навыки самостоятельного решения задач, выполнения и обработки результатов измерений, знакомят слушателей с современными приборами и государственными стандартами.

5. Требования к уровню освоения дисциплины.

В результате изучения дисциплины выпускники должны:

• иметь представление:

- о фундаментальных понятиях, законах и теориях классической и современной физики;

- о методах физического исследования;

- о научных основах физических процессов, происходящих в конкретных профессиональных ситуациях;

- о перспективах развития различных направлений физической науки и практики;

• знать:

- механизм воздействия физических факторов на человека и биосферу;

- научные принципы проведения экспертизы и анализа физических параметров производственных процессов;

- физические принципы, лежащие в основе технических устройств, используемых государственной противопожарной службой;

- организационные основы осуществления мероприятий по научному исследованию физических явлений;

• уметь:

- пользоваться нормативно-технической документацией по вопросам организации и проведения физических исследований;

- анализировать и оценивать полученные результаты с позиции глубокого знания основ классической и современной физики;

- выбирать, разрабатывать и эксплуатировать системы в соответствии с заложенными в них физическими принципами;

- пользоваться современными приборами измерения и контроля физических параметров научного исследования и практики;

- контроля параметров технологических и исследовательских процессов с использованием современных измерительных приборных средств и комплексов;

- работы в структурах научно-исследовательских и эксплуатационных групп специалистов;

- использования вычислительной техники в обработке полученных результатов;

- проведения испытаний и эксплуатации приборов, оборудования и установок;

- инженерно-экономических расчетов эффективности протекающих физических процессов.

6. ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

Кинематика поступательного и вращательного движения.

Динамика материальной точки. Законы Ньютона. Силы в механике Закон сохранения импульса. Движение тела переменной массы. Принцип реактивного движения.

Работа, энергия, мощность. Кинетическая и потенциальная энергия. Закон сохранения механической энергии.

Динамика вращательного движения. Основное уравнение динамики вращательного движения твердых тел.

Закон сохранения момента импульса. Элементы теории относительности.

Контрольная работа № Молекулярная физика и основы Молекулярная кинетическая теория идеального газа.

Максвелла. Барометрическая формула.

ного пробега молекул. Явления переноса намики и его применение к изопроцессам.

рема Карно. Энтропия.

Изотермы Ван-дер-Ваальса.

ние. Капиллярные явления 15. Твёрдые тела. Фазовые превращения. Уравне- 5 2 ние Клапейрона-Клаузиуса.

18. Теорема Остроградского-Гаусса для электри- 2 2 ческого поля в вакууме и ее применение.

циал. Градиент потенциала. Расчеты потенциальных полей.

20. Диэлектрики в электрическом поле. Сегнето- 5 2 электрики.

емкость. Конденсаторы.

22. Постоянный электрический ток и его законы. 12 4 Зонная теория. Полупроводники. Собственная и примесная проводимость. P-n переход.

25. Магнитное поле. Закон Био-Савара-Лапласа и 4 2 его применение к расчёту магнитных полей.

26. Закон Ампера. Взаимодействие параллельных 4 2 проводников с током. Движение заряженных частиц в электрических и магнитных полях.

30. Циркуляция вектора магнитной индукции. За- 3 2 кон полного тока и его применение. Теорема Остроградского-Гаусса для магнитного поля.

Магнитный поток.

ность. Ферромагнетизм.

32. Электромагнитная индукция. Закон Фарадея- 6 2 Ленца. Самоиндукция.

Уравнения Максвелла.

34. Гармонические колебания. Сложение колеба- 6 2 ний. Затухающие и вынужденные колебания.

Резонанс.

35. Волновые процессы. Звук. Электромагнитные 4 2 волны. Вектор Умова-Пойтинга.

шкала излучений. Когерентность световых 41. Взаимодействие света с веществом. Закон Бу- 8 2 гера. Дисперсия света.

Эффект Комптона. Давление света.

46. Физика атомного ядра. Энергия связи. Ядер- 2 ные силы.

ядерный синтез.

частиц. Понятие о нанотехнологиях.

Контрольная работа №

7. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Тема 1. Кинематика поступательного и вращательного движения.

Понятие состояния в классической механике. Уравнения движения.

Путь, перемещение, скорость, ускорение. Угловая скорость, угловое ускорение. Определение оптимального маршрута следования к месту происшествия. Кинематика прыжка человека в экстремальных ситуациях.

Тема 2. Динамика материальной точки. Законы Ньютона. Силы в Границы применимости классической механики. Понятие о специальной теории относительности. Первый закон Ньютона. Инерциальные системы отсчета. Масса и импульс материальной точки. Второй и третий законы Ньютона. Законы сохранения. Принцип относительности Галилея.

Силы трения, упругие силы. Сила тяжести, вес. Практическое применение законов Ньютона. Скольжение человека по наклонной плоскости в экстремальных условиях. Использование блоков при аварийно-спасательных работах.

Тема 3. Закон сохранения импульса. Движение тела переменной массы. Принцип реактивного движения.

Закон сохранения и изменения импульса материальной точки. Закон сохранения и изменения импульса системы материальных точек. Силы, действующие на изогнутый рукав при подаче воды. Силовое воздействие струи воды на неподвижную преграду. Движение тела переменной массы.

Принцип реактивного движения.

Тема 4. Работа, энергия, мощность. Кинетическая и потенциальная энергия. Закон сохранения механической энергии.

Кинетическая энергия материальной точки. Работа. Консервативные силы. Потенциальная энергия во внешнем поле сил. Потенциальная энергия взаимодействия. Закон сохранения механической энергии.

Определение тормозного пути автомобиля. Оценка безопасности прыжков человека на натянутый брезент.

Тема 5. Динамика вращательного движения. Основное уравнение динамики вращательного движения твердых тел.

Кинематика и динамика твердого тела. Кинетическая энергия вращающегося тела. Момент инерции. Теорема Штейнера. Момент импульса.

Тема 6. Закон сохранения момента импульса. Элементы теории относительности.

Закон сохранения момента импульса. Вращение платформы. Выделение теплоты при остановке вращения вала. Основы релятивистской механики. Принцип относительности в механике. Кинематика и динамика жидкостей и газов. Уравнение Бернулли.

Часть 2. Молекулярная физика и основы термодинамики.

Тема 7. Молекулярная кинетическая теория идеального газа.

Основы МКТ. Предварительные сведения, понятие о статистической физике. Масса и размер молекул. Закон Авогадро. Состояние системы. Процесс. Работа, совершаемая газом при изменении объема. Температура. Уравнение состояния идеального газа. Анализ возможности взрыва баллона с газом, находящегося около очага пожара.

Тема 8. Распределение молекул по скоростям. Закон Максвелла. Барометрическая формула.

Статистическая физика и термодинамика: термодинамические функции состояния. Распределение молекул по скоростям Максвелла.

Средняя квадратичная, наиболее вероятная и средняя скорости молекул.

Экспериментальная проверка закона распределения Максвелла. Барометрическая формула. Определение Перреном числа Авогадро.

Тема 9. Физическая кинетика. Средняя длина свободного пробега Виды явлений переноса. Средняя длина свободного пробега молекул. Диффузия в газах.. Теплопроводность газов. Вязкость газов. Понятия о роли явлений переноса при развитии пожара.

Тема 10. Внутренняя энергия газа. Первое начало термодинамики и его применения к изопроцессам.

Внутренняя энергия газа. Работа газа. Первое начало термодинамики. Применение первого начала термодинамики для анализа изопроцессов. Теплоемкость идеального газа. Адиабатный и политропный процессы.

Тема 11. Второе начало термодинамики. Цикл Карно. Теорема Карно. Энтропия.

Обратимые и необратимые процессы. Статистический вес. Энтропия и ее свойства. Второе начало термодинамики. Теорема Нернста. Цикл Карно. Теорема Карно. К.п.д. тепловой машины. Третье начало термодинамики. Роль второго начала термодинамики при оценке развития пожара.

Тема 12. Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Изотермы Реальные газы. Газ Ван-дер-Ваальса. Физический смысл констант Ван-дер-Ваальса. Изотермы газа Ван-дер-Ваальса. Учет метастабильных состояний для обеспечения безопасности человека.

Тема 13. Свойства жидкостей. Поверхностное натяжение.

Строение жидкости. Поверхностное натяжение. Давление под изогнутой поверхностью жидкости. Явления на границе жидкости и твердого тела. Капиллярные явления. Роль пенообразователя при тушении пожаров.

Тема 14. Твердые тела. Фазовые превращения. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса.

Фазовые равновесия и фазовые превращения. Элементы неравновесной термодинамики. Испарение и конденсация. Критическое состояние. Плавление и кристаллизация. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса.

Тройная точка. Диаграмма состояния. Классические и квантовые статистики, кинетические явления, системы заряженных частиц, конденсированное состояние. Учет фазовых превращений при тушении пожаров (замерзание воды в магистральных линиях, испарение и конденсация воды при тушении пожара и т.д.).

Тема 15. Электростатическое поле. Напряженность.

Электрический заряд. Электростатическое поле. Закон Кулона. Напряженность электрического поля. Напряженность электрического поля точечного заряда. Принцип суперпозиции.

Тема 16. Теорема Остроградского-Гаусса для электрического поля в Теорема Остроградского-Гаусса и ее применение. Учет электростатических явлений при обеспечении пожарной безопасности.

Тема 17. Циркуляция вектора напряженности. Потенциал. Градиент потенциала. Расчеты потенциальных полей.

Циркуляция вектора напряженности электрического поля. Потенциал. Энергия взаимодействия системы зарядов. Связь между напряженностью электрического поля и потенциалом. Градиент потенциала. Поле системы зарядов на больших расстояниях.

Тема 18. Диэлектрики в электрическом поле. Сегнетоэлектрики.

Полярные и неполярные молекулы. Поляризация диэлектриков.

Объемные и поверхностные связанные заряды. Вектор электрического смещения. Условия на границе двух диэлектриков. Понятие о свойствах сегнетоэлектриков. Пробой диэлектрика и опасность пожара. Использование диэлектриков для обеспечения безопасности людей.

Тема 19. Проводники в электрическом поле. Электроемкость. Конденсаторы.

Равновесие зарядов на проводнике. Проводник во внешнем электрическом поле. Электроемкость. Конденсаторы. Энергия заряженного конденсатора. Объемная плотность энергии. Пожарная опасность при пробое конденсатора.

Тема 20. Постоянный электрический ток и его законы.

Электрический ток. Уравнение непрерывности. Электродвижущая сила. Законы Ома. Разветвленные цепи. Правила Кирхгофа. Мощность тока. Закон Джоуля-Ленца. Поражение электрическим током человека в разных ситуациях. Опасные для человека значения электрического тока. Понятия об особенностях электробезопасности при тушении пожаров.

Тема 21. Понятие о квантовой теории твердого тела. Зонная теория.

Полупроводники. Собственная и примесная проводимость. Р-n переход.

Понятие о квантовой теории твердого тела. Зонная теория. Полупроводники и их основные свойства. Р-n переход. Использование полупроводниковых материалов в пожарных извещателях.

Тема 22. Магнитное поле. Закон Био-Савара-Лапласа и его применение к расчету магнитных полей.

Магнитная индукция. Закон Био-Савара-Лапласа и его применение к расчету магнитных полей.

Тема 23. Закон Ампера. Взаимодействие параллельных проводников с током. Движение заряженных частиц в электрических и Магнитостатика в вакууме. Взаимодействие электрических токов.

Сила тока один ампер. Магнитное поле движущегося заряда. Закон Ампера. Движение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях.

Сила Лоренца.

Тема 24. Циркуляция вектора магнитной индукции. Закон полного тока и его применения. Теорема Остроградского-Гаусса для магнитного поля. Магнитный поток.

Циркуляция вектора магнитной индукции. Закон полного тока и его применения. Поле соленоида и тороида.

Тема 25. Магнитные свойства вещества. Намагниченность. Ферромагнетизм.

Магнитостатика в веществе. Намагниченность магнетика. Напряженность магнитного поля. Условия на границе двух магнетиков. Виды магнетиков. Магнито-механические явления. Диамагнетики. Парамагнетики. Закон Кюри. Ферромагнетизм. Гистерезис. Точка Кюри. Закон Кюри-Вейса. Использование магнетиков в пожарных извещателях.

Тема 26. Электромагнитная индукция. Закон Фарадея-Ленца. Самоиндукция.

Теорема Остроградского-Гаусса для магнитного поля. Магнитный поток. Магнетизм как релятивистский эффект. Контур с током в магнитном поле. Работа, совершаемая при перемещении тока в магнитном поле.

Явление электромагнитной индукции. Э.д.с. магнитной индукции. Закон Фарадея-Ленца. Токи Фуко. Явление самоиндукции. Ток при замыкании и размыкании цепи, содержащей индуктивность. Энергия магнитного поля.

Принцип работы генератора переменного тока.

Тема 27. Основы теории Максвелла. Ток смещения. Уравнения Максвелла.

Вихревое электрическое поле. Ток смещения. Уравнения Максвелла в интегральной и дифференциальной форме. Материальные уравнения, квазистационарные токи, принцип относительности в электродинамике.

Примеры применения теории Максвелла при анализе пожарной безопасности.

Тема 28. Гармонические колебания. Сложение колебаний. Затухающие и вынужденные колебания. Резонанс.

Физика колебаний и волн. Гармонические колебания механические и электромагнитные и их свойства. Физический и математический маятники. Гармонический осциллятор. Колебательный контур. Сложение гармонических колебаний (направленных по одной прямой и взаимно перпендикулярных). Затухающие колебания. Ангармонический осциллятор.

Вынужденные колебания. Резонанс. Логарифмический декремент затухания. Добротность. Роль резонанса в технике (разрушение конструкции).

Раскачка коленчатых подъемников и лестниц.

Тема 29. Волновые процессы. Звук. Электромагнитные волны. Вектор Умова-Пойтинга.

Волновое уравнение для электромагнитных волн. Плоская электромагнитная волна. Свойства электромагнитных волн. Энергия электромагнитных волн. Импульс электромагнитного поля. Вектор Умова-Пойтинга.

Физические принципы радиосвязи. Использование радиосвязи противопожарной службой.

Тема 30. Волновая природа света. Электромагнитная шкала излучений. Когерентность световых волн.

Волновая природа света. Шкала электромагнитных волн. Фотометрические величины и единицы. Основы геометрической оптики. Оптические приборы. Возможность возникновения пожара при фокусировке солнечных лучей.

Тема 31. Интерференция света и ее применение.

Когерентность световых волн. Интерференция света (опыт Юнга, Кольца Ньютона) и ее применения в том числе при проведении пожарнотехнической экспертизы.

Тема 32. Дифракция света и ее применение.

Принцип Гюйгенса-Френеля. Зоны Френеля. Дифракция Френеля от простейших преград. Кинетика волновых процессов, нормальные волны, интерференция и дифракция волн, элементы Фурье оптики. Физический смысл спектрального разложения. Дифракционная решетка и ее использование для спектрального анализа при проведении пожарно-технической экспертизы.

Тема 33. Поляризация света. Закон Малюса.

Естественный и поляризованный свет. Поляризация при отражении и преломлении. Поляризация при двойном лучепреломлении. Закон Малюса. Использование пленок, поляризующих свет, для качественной оперативной фотосъемки.

Тема 34. Взаимодействие света с веществом. Закон Бугера. Дисперсия света.

Дисперсия света. Понятие групповой скорости. Элементарная теория дисперсии. Поглощение света. Закон Бугера. Рассеяние света. Эффект Вавилова-Черенкова. Влияние дыма и тумана на распространение света.

Тема 35. Законы теплового излучения.

Тепловое излучение и люминесценция. Закон Кирхгофа. Равновесная плотность энергии излучения. Закон Стефана-Больцмана. Законы Вина. Формула Рэлея-Джинса, ультрафиолетовая катастрофа. Формула Планка. Роль законов теплового излучения при анализе развития пожара.

Понятия о средствах защиты и предельном времени пребывания людей в зонах тепловой радиации.

Тема 36. Фотоны. Фотоэффект. Эффект Комптона. Давление света.

Фотоэлектрический эффект, его законы. Опыт Боте. Фотоны. Использование фотоэффекта в световых извещателях пожара.

Эффект Комптона. Комптоновская длина волны. Взаимодействие фотона с покоящимся свободным электроном. Давление света.

Тема 37. Физика атома. Теория Бора.

Закономерности в атомных спектрах. Модель атома Томсона. Опыты по рассеянию альфа-частиц. Ядерная модель атома. Постулаты Бора.

Опыты Франка и Герца. Элементарная боровская теория водородоподобного атома. Роль спектрального анализа в пожарно-технической экспертизе.

Тема 38. Элементы квантовой механики.

Квантовая физика: корпускулярно-волновой дуализм. Гипотеза Луи де-Бройля. Свойства микрочастиц, соотношение неопределенностей, квантовые состояния, принцип суперпозиции, квантовые уравнения движения, операторы физических величин, энергетический спектр атомов и молекул, природа химической связи. Уравнение Шредингера. Физический смысл волновой функции. Квантование энергии. Прохождение частиц через потенциальный барьер. Использование туннельного эффекта в радиоэлектронике.

Тема 39. Физика атомного ядра. Энергия связи. Ядерные силы.

Ядерная физика: состав и основные характеристики атомного ядра.

Протоново-нейтронная структура ядра. Масса и энергия связи ядра. Модели атомного ядра. Ядерные силы и их свойства.

Тема 40. Радиоактивность. Ядерные реакции. Термоядерный синтез.

Общая характеристика радиоактивности. Ядерные реакции, искуственная радиоактивность. Деление ядер. Цепная ядерная реакция, управление реакцией деления, понятие о ядерной энергетике. Термоядерные реакции. Нейтроны, элементарные частицы и их систематика. Прохождение тяжелых частиц, бетта-излучения и гамма-излучения через вещество. Методы регистрации элементарных частиц.

Тема 41. Дозиметрия. Элементы физики элементарных частиц.

Элементы дозиметрии. Действие ионизирующих излучений на человека.

Роль физики как фундаментальной науки в формировании физической картины безопасности жизнедеятельности человека. Понятие об экологических последствиях крупных пожаров, катастроф и аварии на АЭС и применения современных средств вооружения при ведении боевых действий. Понятие о нанотехнологиях.

На лекциях применяются технические средства обучения : демонстрация кинофрагментов, кодо- телематериалы, слайды, плакаты, макеты и т.д.

8. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

п/п 1 Изучение методики обработки результатов измерений.

2 Изучение законов поступательного движения.

3 Изучение законов сохранения при упругом и неупругом ударе.

5 Изучение законов вращательного движения 6 Определение термического коэффициента упругости воздуха.

7 Определение коэффициента вязкости жидкости методом Стокса.

8 Измерение коэффициента теплопроводности твердого тела методом регулярного режима.

9 Изучение адиабатного процесса и определение показателя адиабаты воздуха.

10 Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости.

12 Измерение сопротивлений проводников методом мостиковой схемы.

13 Определение э.д.с. гальванического элемента методом компенсации.

14 Исследование процессов рассеивания мощности в проводнике.

16 Измерение статических характеристик триода и определение его 18 Определение коэффициента самоиндукции катушки.

19 Изучение механических колебаний и явления резонанса.

20 Исследование вынужденных колебаний и явления резонанса в колебательном контуре.

21 Изучение интерференции и определение длины световой волны по 22 Изучение дифракции и определение длин волн, соответствующих 23 Изучение поляризации света и экспериментальная проверка закона 24 Вращение плоскости поляризации и определение концентрации 25 Исследование фотоэффекта и изучение характеристик фотоэлемента.

26 Изучение законов теплового излучения и определение температуры 27 Изучение радиоактивного распада и определение коэффициента

9. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

1. Основная литература.

Т р о ф и м о в а Т.И. Курс физики. - М.: Высшая школа, 1990.

Д е т л а ф А.А., Я в о р с к и й Б.М. Курс физики. - М.: Высшая школа, 1989.

В о л ь к е н ш т е й н В.С. Сборник задач по общему курсу физики. С.Пб: Специальная литература, 1997.

Т р о ф и м о в а Т.И. Сборник задач по курсу физики. - М.: Высшая школа, 1991.

2. Дополнительная литература.

С а в е л ь е в И.В. Курс общей физики, - М.: Наука, 1980.

Д е т л а ф А.А. Курс физики, - М.: Высшая школа, 1977.

Слуев В.И. Пожары, катастрофы и безопасность людей в задачах по физике: Учеб. пособие. –М.: МИПБ МЧС России, 1998. –211с.

Лабораторные работы по курсу физики. Ч.IV. Электростатика и электрический ток./ Учебное пособие/ Астапенко В.М., Беликов А.К., Клыгин А.В. и др.- М.: МИПБ МЧС России, 1998. - 76 с.

9.2 Средства обеспечения освоения дисциплины 1. Лекционные демонстрации физических явлений и опытов (или видео запись опытов, компьютерное моделирование физических 2. Слайды или кодограммы (плакаты) чертежей, схем, диаграмм.

10. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

ДИСЦИПЛИНЫ

2 Средства метрологического измерения Термометр лабораторный стеклянный ТУ 25-2021.010-89 ТТ К Шт.

11. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ

ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Методические особенности преподавания курса физики при подготовке инженеров противопожарной службы заключаются в том, что 1) примеры проявления физических законов и явлений необходимо брать из практики обеспечения пожарной безопасности;

2) в основе решаемых задач должны, в модельном виде, лежать ситуации, возникающие при обеспечении пожарной безопасности людей, тушения пожаров, ликвидации последствий аварий и катастроф;

3) ряд лабораторных работ должны быть профессионально ориентированы («Законы теплового излучения», «Поглощение электромагнитного излучения», «Выделение теплоты в проводнике при прохождении электрического тока», «Использование интерференции при пожарнотехнической экспертизе», «Свойства термопар» и т.д.

Курс физики должен быть связан со специальными дисциплинами, которые изучаются на старших курсах.

Программа, в соответствии с примерным учебным планом, делится следующим образом:

II семестр : физические основы механики, молекулярная физика и III семестр : электричество и магнетизм (электростатика, постоянный ток, электромагнетизм).

IV семестр : оптика, элементы физики атома и ядерной физики.

При изложении материала необходимо руководствоваться положением о повышении значимости фундаментальных наук в теоретической и профессиональной подготовке специалистов.

12. ПРИМЕРНАЯ ТЕМАТИКА КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ

Тема контрольной работы №1: «Механика».

Тема контрольной работы №2: «Молекулярная физика и термодинамика».

Тема контрольной работы №3: «Электростатика и постоянный ток».

Тема контрольной работы №4: «Электромагнетизм. Колебания и волны».

Тема контрольной работы №5: «Оптика. Физика атома и ядра».

13. ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ К ИТОГОВЫМ

ЭКЗАМЕНАМ

1. Кинематика поступательного и вращательного движения.

2. Динамика материальной точки. Законы Ньютона. Силы в механике 3. Закон сохранения импульса. Движение тела переменной массы. Принцип реактивного движения.

4. Работа, энергия, мощность. Кинетическая и потенциальная энергия.

5. Закон сохранения механической энергии.

6. Момент инерции.

7. Основное уравнение динамики вращательного движения тв. тел 8. Закон сохранения момента импульса.

9. Основные положения молекулярно- кинетической теории идеального газа.

10. Распределение молекул по скоростям. Закон Максвелла.

11. Барометрическая формула.

12. Физическая кинетика. Средняя длина свободного пробега молекул.

13. Явления переноса. Диффузия, вязкость теплопроводность.

14. Внутренняя энергия газа. 1ое начало термодинамики и его применение к изопроцессам.

15. 2ое начало термодинамики. Цикл Карно. Энтропия.

16. Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Изотермы Ван-дерВаальса.

17. Свойства жидкостей. Поверхностное натяжение. Капиллярные явления 18. Твёрдые тела. Фазовые превращения. Уравнение КлапейронаКлаузиуса.

19. Электрическое поле. Напряженность. Закон Кулона.

20. Теорема Остроградского-Гаусса для электрического поля в вакууме и ее применение.

21. Циркуляция вектора напряженности. Потенциал. Градиент потенциала. Расчеты потенциальных полей.

22. Диэлектрики в электрическом поле. Сегнетоэлектрики. Теорема Остроградского-Гаусса для электрического поля в веществе.

23. Проводники в электрическом поле. Электроемкость. Конденсаторы.

24. Постоянный электрический. Законы Ома для однородного и неоднородного участка цепи, для полной цепи.

25. Правила Кирхгоффа и их применение для расчета разветвленных цепей.

26. Понятие о квантовой теории твёрдого тела. Зонная теория. Полупроводники. Собственная и примесная проводимость. P-n переход.

27. Магнитное поле. Закон Био-Савара-Лапласа и его применение к расчёту магнитных полей.

28. Закон Ампера. Взаимодействие параллельных проводников с током.

Движение заряженных частиц в электрических и магнитных полях. Сила Лоренца.

29. Циркуляция вектора магнитной индукции. Закон полного тока и его применение.

30. Теорема Остроградского-Гаусса для магнитного поля. Магнитный поток.

31. Магнитные свойства вещества. Намагниченность Ферромагнетизм.

32. Электромагнитная индукция. Закон Фарадея-Ленца.

33. Самоиндукция. Индуктивность.

34. Основы теории Максвелла. Ток смещения. Уравнения Максвелла.

35. Гармонические колебания. Сложение колебаний.

36. Затухающие и вынужденные колебания. Резонанс.

37. Волновые процессы. Звук.

38. Электромагнитные волны. Вектор Умова-Пойтинга.

39. Волновая природа света. Электромагнитная шкала излучений.

40. Когерентность световых волн. Интерференция света и её применение 41. Дифракция света и её применение.

42. Поляризация света. Угол Брюстера. Закон Малюса.

43. Взаимодействие света с веществом. Закон Бугера.

44. Дисперсия света.

46. Законы теплового излучения: Кирхгоффа, Стефана-Больцмана, Вина.

47. Фотоны. Фотоэффект. Уравнение Эйнштейна. Красная граница фотоэффекта.

48. Эффект Комптона. Давление света.

49. Теория Бора. Постулаты Бора.

50. Элементы квантовой механики. Гипотеза Луи де-Бройля. Свойства микрочастиц, принцип неопределенности. Уравнение Шредингера.

51. Состав и характеристика атомного ядра. Дефект массы. Энергия связи ядра. Модели атомного ядра. Ядерные силы и их свойства.

52. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Деление ядер.

53. Ядерные реакции.

53. Термоядерные реакции.

53. Элементарные частицы и их систематика. Методы регистрации элементарных частиц.

54. Элементы дозиметрии. Действие ионизирующих излучений на человека.

55. Роль физики как фундаментальной науки в формировании физической картины безопасности жизнедеятельности человека.

56. Понятие об экологических последствиях крупных пожаров, катастроф и аварий на АЭС и применения современных средств вооружения при ведении боевых действий.