2. Содержание учебной дисциплины и вырабатываемые компетенции

1

2

3

4

5

6

7

8

1 курс, 1 семестр

1.

Элементы кинематики и динамики.

Кинематическое описание движения. Прямолинейное движение точки. Движение точки по окружности. Угловая скорость и угловое ускорение. Криволинейное движение. Нормальное и касательное ускорения. Связь между линейными и угловыми характеристиками движения точки.

Инерциальные системы. Законы Ньютона. Преобразования Галилея и механический принцип относительности. Неинерциальные системы. Силы инерции.

Элементы кинематики твердого тела.

Динамика вращательного движения. Теорема Штейнера. Уравнения движения твердого тела.

Компетенции: Знать основные законы и уравнения кинематики и динамики. Уметь решать соответствующие задачи и проводить простейшие кинематические измерения. (ПСК-1.1).

ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ.

Законы сохранения импульса и момента импульса. Работа и мощность. Кинетическая энергия и ее связь с работой внешних и внутренних сил. Поле центральных сил. Потенциальная энергия. Закон сохранения механической энергии. Соударения тел.

Компетенции: Знать законы сохранения в механике, уметь решать соответствующие задачи и проводить простейшие динамические измерения. (ПСК-1.2).

2

1

Му 1–9, 26-31, 21-25, 34, 36-37

Кр

С(лр)

Эк.

ОК-6

ОК-7

ОК-8

ОК-10

ПК-3

ПК-5

ПК-18

ПСК-1.1

ПСК-1.2

ПСК-1.3

МЕХАНИЧЕСКИЕ колебаНИЯ.

Свободные гармонические колебания. Уравнение колебаний. Затухающие колебания. Уравнение затухающих колебаний. Коэффициент затухания, логарифмический декремент, добротность. Апериодический процесс. Вынужденные колебания. Амплитудно-частотная характеристика. Резонанс.

Компетенции: Знать уравнения свободных незатухающих и затухающих колебаний и методы их решения. Знать основные параметры затухающих колебаний. Уметь проводить измерения этих параметров. (ПСК-1.3).

2.

ОСНОВЫ МОЛЕКУЛЯРНОЙ Физики.

Статистический и термодинамический методы. Понятия и определения. Молекулярно-кинетическая теория. Идеальный газ. Молекулярно-кинетический смысл температуры. Уравнение состояния идеального газа. Внутренняя энергия идеального газа. Изопроцессы в идеальном газе. Скорости теплового движения молекул газа. Барометрическая формула.

Компетенции: Знать основные положения молекулярно-кинетической теории, понятие и свойства идеального газа. Уметь решать задачи на изопроцессы в идеальном газе. (ПСК-1.4).

ОСНОВЫ ТеРМОдинАМИКИ.

Обратимые и необратимые процессы, Первый закон термодинамики, Теплоемкость. Формула Майера. Применение первого закона термодинамики к изопроцессам. Круговые процессы. Цикл Карно и его КПД. Энтропия. Второй закон термодинамики. Принцип возрастания энтропии.

Компетенции: Знать формулировки первого и второго законов термодинамики. Уметь проводить простейшие измерения термодинамических величин. (ПСК-1.5).

2

Му−10-13

Кр

С(лр)

Эк.

ОК-6

ОК-7

ОК-8

ОК-10

ПК-3

ПК-5

ПК-18

ПСК-1.4

ПСК-1.5

Итого:

4

1 курс, 2 семестр

3.

Электростатика.

Электрический заряд и электрическое поле. Закон Кулона. Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции. Электрический диполь. Применение теоремы Гаусса к расчету электрических полей. Работа поля. Потенциал. Связь между напряженностью и потенциалом. Эквипотенциальные поверхности. Электрическое поле в веществе. Проводники и диэлектрики. Поляризация. Основные уравнения электростатики. Условия на границе двух диэлектриков. Проводникив электрическом поле. Электроемкость. Конденсаторы. Емкость конденсаторов различной конфигурации. Энергия заряженного конденсатора. Энергия электрического поля, плотность энергии.

Компетенции: Знать основные понятия электростатики: поля, потенциала, ёмкости и др. Уметь решать простейшие задачи электростатики. (ПСК-2.1).

постоянный электрический ток.

Электрический ток. Законы Ома и Джоуля-Ленца. Разветвление электрической цепи. Правила Кирхгофа. Классическая электронная теория металлов.

Компетенции: Знать понятие тока и основные законы постоянного тока. Уметь решать задачи на расчёт электрических цепей и проводить простейшие измерения в цепях постоянного тока. (ПСК-2.2).

2

1

Му−14-20

Кр

Сем. з.1

С(лр)

Эк.

ОК-6

ОК-7

ОК-8

ОК-10

ПК-3

ПК-5

ПК-18

ПСК-2.1

ПСК-2.2

4.

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ

Определение магнитного поля. Магнитный поток. Теорема Гаусса и теорема о циркуляции магнитного поля. Закон Био-Савара и его применение к расчетам магнитных полей (поле прямого тока, поле кругового тока). Применение теоремы о циркуляции для расчета магнитных полей.

Закон Ампера. Взаимодействие параллельных токов. Контур с током в магнитном поле. Энергия контура с током в магнитном поле. Сила Лоренца. Намагниченность. Основные уравнения магнитостатики. Условия на границе двух магнетиков. Элементы теории ферромагнетизма. Классификация магнетиков.

Компетенции: Знать определение магнитного поля и основные уравнения магнитостатики. Уметь рассчитывать магнитные полей простейших систем. (ПСК-2.3).

ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ.

Опыты Фарадея, Закон Фарадея для электромагнитной индукции. Правило Ленца. Коэффициент взаимной индукции. Самоиндукция. Индуктивность длинного соленоида. Установление и исчезновение тока в цепи с индуктивностью. Магнитная энергия тока. Плотность энергии магнитного поля.

Компетенции: Знать основной закон электромагнитной индукции, понятия самоиндукции, индуктивности, магнитного потока. Уметь проводить простейшие измерения магнитных величин. (ПСК-2.4).

УРАВНЕНия Максвелла.

Фарадеевская и максвелловская трактовка явления электромагнитной индукции. Ток смещения. Система уравнений максвелла, материальные уравнения. Энергия и поток энергии. Вектор Пойтинга.

Компетенции: Знать уравнения Максвелла и иметь понятие о потоке электромагнитной энергии. (ПСК-2.5).

2

2

Му-21, 25, 32-33

Кр

С(лр)

Эк.

ОК-6

ОК-7

ОК-8

ОК-10

ПК-3

ПК-5

ПК-18

ПСК-2.3

ПСК-2.4

ПСК-2.5

ПСК-2.6

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ.

Свободные колебания в контуре. Уравнение колебаний. Уравнение затухающих колебаний. Коэффициент затухания, логарифмический декремент, добротность. Вынужденные колебания. Контур с параллельным включением ЭДС. Резонанс токов и напряжений. Переменный ток. Мощность, выделяемая в цепи переменного тока.

Компетенции: Знать уравнения колебательных электрических процессов, характеристики затухающих колебаний. Уметь решать соответствующие задачи и проводить простейшие измерения параметров колебательных процессов в контурах. (ПСК-2.6).

3, 4

5.

ОСНОВЫ РЕЛЯТИВИСТСКОЙ МЕХАНИКИ.

Постулаты специальной теории относительности. Преобразования Лоренца и следствия из них. Интервал и его инвариантность. Релятивистская динамика.

Компетенции: Знать основы релятивистский механики. (ПСК-2.7).

2

Кр

Эк.

ПСК-2.7

Итого:

6

2 курс, 1 семестр

6.

КВАНТОВЫЕ СВОЙСТВА ИЗЛУЧЕНИЯ.

Тепловое равновесное излучение. Элементарная квантовая теория излучения. Фотоэффект. Законы и квантовая теория внешнего фотоэффекта. Энергия и импульс фотона. Эффект Комптона. Корпускулярно-волновая двойственность свойств света.

Компетенции: Иметь понятие о квантовых свойствах излучения. Знать основные законы и уметь решать простейшие типовые задачи. (ПСК-3.1).

Элементы квантовой Физики.

Постулаты Бора. Линейчатые спектры атомов. Гипотеза де Бройля. Волновые свойства микрочастиц и соотношения неопределенностей.

Стационарное уравнение Шредингера, стационарные состояния. Частица в потенциальной яме. Потенциальные барьеры. Туннельный эффект.

Водородоподобные атомы, их энергетические уровни.

Спектры водородоподобных атомов.

Статистическое описание квантовой системы. Квантовые идеальные газы: распределение Бозе-Эйнштейна и Ферми. Структура электронных уровней в сложных атомах. Типы связи электронов в атомах. Принцип Паули, периодическая система элементов Д. И. Менделеева. Строение ядер. Ядерные реакции.

Компетенции: Знать основные понятия и соотношение квантовой физики. (ПСК-3.2).

2

1, 2

Му−38-48

Кр

С(лр)

Эк.

ОК-6

ОК-7

ОК-8

ОК-10

ПК-3

ПК-5

ПК-18

ПСК-3.1

ПСК-3.2

ПСК-3.3

ПСК-3.4

КОНДЕнСИРОВаноЕ СОСТОЯНИЕ

Электропроводность металлов. Зонная структура энергетического спектра электронов. Уровень Ферми. Заполнение зон в металлах, диэлектриках и полупроводниках. Понятие дырочной проводимости. Собственные и примесные полупроводники. Электронно-дырочный переход. Полупроводниковый диод и триод.

Термоэлектрические явления.

Компетенции: Иметь представление о структуре и свойствах кристаллов, в частности, о свойствах полупроводников. (ПСК-3.3).

Современная физическая картина мира

Вещество и поле. Атомно-молекулярное строение вещества. Кварки. Элементарные частицы; лептоны, адроны. Взаимопревращения частиц. Сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное взаимодействия. О единых теориях материи.

Компетенции: Иметь понятие о современной физической картине мира. (ПСК-3.4).

Итого:

4