Физика Курс лекций для студентов 1 курса
Установочная лекция Физика является одной из фундаментальных дисциплин, составляющих базу для дальнейшего освоения конкретных разделов науки и техники. В основе современной естественнонаучной картины мира лежат физические законы, принципы и концепции. Физика отражает основные этапы сложного исторического пути познания физической природы вещей, способствует формированию целостного взгляда на окружающий мир и освоению студентами современного стиля физическими мышления.
О курсе физики Курс рассчитан на 1 семестр. 9 лекционных занятий и 9 семинаров Курс заканчивается зачетом Для допуска к зачету необходимо посещение не менее 80% процентов занятий (16)+ активная работа на семинарах + выполнение практических заданий
Темы Введение Механика Молекулярная физика, термодинамика Электродинамика Строение атома, квантовая физика Эволюция вселенной
Примерные вопросы к зачету 1. Система отсчета. Скорость ускорение. 2. Динамика материальной точки. Законы ньютона. 3. Энергия. Работа переменной силы. 4. Законы сохранения энергии и импульса. 5. Уравнение динамики вращательного движения твердого тела относительно неподвижной оси (момент инерции, момент силы, момент импульса). Закон сохранения момента импульса. 6. Закон всемирного тяготения. Поле тяготения и его характеристики. Работа в поле тяготения. Космические скорости. 7. Механический принцип относительности. Инерциальные системы отсчета. Преобразования Галилея. 8. Преобразования Лоренца. Постулаты СТО. Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции. 9. Релятивистские выражения для массы, импульса, кинетической энергии. Взаимосвязь массы и энергии. 10. Основные положения и уравнения молекулярно-кинетической теории идеальных газов. 11. Распределение Максвелла молекул по скоростям. Распределение Больцмана (барометрическая формула). 12. Количество теплоты. Теплоемкость идеального газа. 13. Явление переноса. 14. Первое начало термодинамики и его применение к изопроцессам. 15. Второе начало термодинамики. Энтропия. 16. Цикл Карно. КПД цикла. 17. Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Изотермы Ван-дер-Ваальса. 18. Гармонические колебания и их характеристика. Скорость, ускорение, энергия при гармоническом колебании. 19. Дифференциальные уравнения: а) затухающих колебаний; б) вынужденных колебаний. Резонанс. 20. Волны продольные, поперечные. Интерференция волны. Стоячие волны. Эффект Доплера.
Физика- наука о природе Естественно-научный метод познания Моделирование физических явлений и процессов Роль эксперимента и теории в процессе познания природы Основные элементы физической картины мира
Особенности естественно-научного метода познания 1. Носит объективный характер 2. Предмет познания типичен 3. Историчность не обязательна 4. Создает только знание 5. Естествоиспытатель является сторонним наблюдателем 6. Опирается на язык терминов и чисел
Моделирование — исследование объектов познания на их моделях; построение и изучение моделей реально существующих предметов, процессов или явлений с целью получения объяснений этих явлений, а также для предсказания явлений, интересующих исследователя.
Примеры Броуновское движение Поведение тел в жидкостях с разной плотностью Опыты Фуко Опыты Галилея
Опыт Физический опыт или эксперимент – это такое исследование явления (чаще всего воспроизведенного в лаборатории), в котором все воздействия на исследуемую систему, влияющие на данное явление, поддаются учету
Закон, формулировка закона Физический закон есть постоянно действующая при данных условиях связь между явлениями или физическими величинами, характеризующими эти явления. Физический закон обычно имеет строгую формулировку, часто выражается аналитически в виде соотношения между физическими величинами. Каждый физический закон имеет определенную область применения. Физические законы, имеющие наиболее обширные области применения, называются фундаментальными законами (законы сохранения импульса и энергии, законы Ньютона, закон Кулона).
Физическая картина мира – совокупность физических теорий, существующих на данном этапе развития физики и объясняющих все известные явления с единой концептуальной точки зрения. По мере развития физики, наблюдения новых явлений и закономерностей существования материи физические картины мира сменяют друга. Каждая последующая картина включает в себя предыдущую как частный случай, правильно объясняющую определенный круг явлений. История развития физики включает в себя следующие физические картины мира.
Задание к семинару (групповая работа)(возможны темы, которые заинтересуют Вас) Бозон Хиггса Моделирование экосистем Использование физических принципов при освоении арктического шельфа Колебательное движение. Математический и физический маятники. Затухающие колебания. Вынужденные колебания. Биопотенциалы. Электрическое поле Земли. Действие электрического поля на живые организмы.
Рекомендуемая литература 1. Савельев И. В. Курс общей физики: учебное пособие для втузов: В 3 т. – 7 -е изд. , стереотип. – СПб. : Лань 2. Сивухин Д. В. Общий курс физики: учебное пособие для вузов в 5 т. – М. : Физматлит, 2005 - 2006. 3. Зисман Г. А. , Тодес О. М. Курс общей физики. В 3 -х тт. [Электронный ресурс] – СПб. : Лань, 2007.