Menu
Рабочая учебная программа по дисциплине физика и астрономия
СОДЕРЖАНИЕ

1. Пояснительная записка 4
2. Планируемые результаты (компетенции) обучения дисциплины 5
3. Тематический план дисциплины 6
4. Основное содержание дисциплины 7
5. Требования к условиям организации и реализации образовательного процесса 26
6. Контроль планируемого результата обучения 27
7. Литература 35

Основное содержание дисциплины

ВВЕДЕНИЕ. МЕЖДУНАРОДНАЯ СИСТЕМА ЕДИНИЦ.
Формируемые компетенции:
Базовые:
- систематизировать знания об основных понятиях физики;
- изучить международную систему единиц;
- рассмотреть существующие системы единиц измерения физических величин;
Профессиональные:
- применять правила перевода физических величин из одной системы единиц в другую;
- устанавливать связи между различными системами единиц;
- проводить расчеты и заключать соответствующие выводы.
Специальные:
- использовать приобретенные знания и умения по международной системе единиц в практической деятельности.

Раздел 1. ОСНОВЫ МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ (МКТ)
И ТЕРМОДИНАМИКИ (ТД)

Тема 1.1 Основы молекулярно-кинетической теории.
Основные положения молекулярно-кинетической теории строения вещества.
Идеальный газ в МКТ. Давление газа.
Основное уравнение МКТ. Уравнение состояния идеального газа. Термодинамическая шкала температур.
Газовые законы.

Практическая работа №1 Решение экспериментальных задач по основам МКТ
Формируемые компетенции:
Базовые:
- систематизировать знания об основных положениях МКТ;
- изучить свойства идеального газа, параметры молекул, газовые законы и факторы, влияющие на скорость движения молекул и кинетическую энергию поступательного движения молекул;
- рассмотреть основное уравнение МКТ, уравнение состояния идеального газа;
- расширить знания о термодинамических шкалах температур.
Профессиональные:
- применять основное уравнение МКТ и уравнение состояния идеального газа при решении практических задач;
- определять давление, скорость, кинетическую энергию поступательного движения молекул;
- проводить расчеты по макро-, микропараметрам молекул и заключать соответствующие выводы.
Специальные:
- использовать приобретенные знания и умения по молекулярно-кинетической теории в практической деятельности.

Тема 1.2 Основы термодинамики.
Первое начало термодинамики. Применение первого начала ТД к изопроцессам. Калориметрия. Теплота и работа в термодинамике. Внутренняя энергия тела. Теплообмен.
Второе начало термодинамики. Тепловые двигатели. КПД двигателя. Закон сохранения энергии в механических и тепловых процессах.
Формируемые компетенции:
Базовые:
- систематизировать знания об основных видах теплообмена;
- рассмотреть сущность калориметрии и принцип работы тепловых двигателей;
- изучить законы термодинамики;
-определять изменения внутренней энергии, работы, количества теплоты вещества при теплообмене.
Профессиональные:
- объяснять изменения первого закона ТД при изотермическом, изохорном, изобарном, адиабатном процессах;
- записывать уравнения теплового баланса;
- строить графики для определения работы при изобарном, изотермическом расширении газа;
Специальные:
- использовать полученные знания в лабораторной практике;
- владеть информацией о влиянии тепловых двигателей на состояние окружающей среды и методах борьбы с загрязнением.

Тема 1.3 Агрегатные состояния и фазовые переходы.
Свойства паров. Насыщенные и ненасыщенные пары. Кипение.
Водяной пар в воздухе. Абсолютная и относительная влажность воздуха. Точка росы. Приборы для определения влажности воздуха.
Свойства жидкостей. Поверхностное натяжение. Энергия поверхностного слоя жидкости. Сила поверхностного натяжения. Поверхностный слой.
Взаимодействие жидкости с твердым телом. Смачивание. Краевой угол. Мениск. Капиллярные явления в природе и технике. Вязкость.
Твердое тело. Кристаллы. Анизотропия кристаллов. Виды кристаллических структур.
Деформации. Виды деформаций. Механические свойства тел.
Фазовые переходы. Диаграмма состояний вещества. Тройная точка. Линейное расширение твердых тел при нагревании. Объемное расширение твердых тел при нагревании.

Лабораторная работа №1. Определение относительной влажности воздуха.
Лабораторная работа №2. Определение модуля упругости.
Практическая работа № 2. Решение задач по основам ТД.
Расчетные задачи:
1. Вычисление относительной влажности воздуха с помощью психрометра и психрометрической таблицы
2. Вычисление модуля упругости (модуля Юнга) деформированного тела.
3. Решение задач с использованием психрометрической таблицы для нахождения абсолютной влажности воздуха, точки росы.

Формируемые компетенции:
Базовые:
- систематизировать знания об агрегатных состояниях вещества;
- изучить строение жидких, твердых, газообразных веществ;
- изучить типы кристаллических решеток;
- углубить знания о поверхностном слое, смачивание, анизотропии кристаллов с точки зрения строения атомов;
- расширить знания о свойствах веществ, зависящих от вида химической связи и типа
кристаллической решетки.
Профессиональные:
- определять абсолютную и относительную влажность воздуха;
- строить диаграмму состояний вещества, краевой угол;
- объяснять возникновение металлической связи, находить сходства и различия между
ковалентной и металлической связями;
- объяснять капиллярные явления, механические свойства твердых тел, фазовые переходы вещества.
Специальные:
- прогнозировать физические свойства веществ на основании знаний о строении вещества.

Раздел 2. ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ

Тема 2.1. Электрические явления.
Электрический заряд. Электризация тел. Закон сохранения заряда. Закон Кулона. Диэлектрическая проницаемость среды.
Напряженность электрического поля. Линии напряженности электрического поля. Принцип суперпозиции электрических полей. Работа электростатического поля при перемещении электрического заряда.
Проводники и диэлектрики в электростатическом поле. Поляризация диэлектрика.
Электроемкость проводника. Конденсаторы.
Соединение конденсаторов. Энергия заряженного конденсатора

Формируемые компетенции:
Базовые:
- систематизировать знания об электрических явлениях;
- углубить понятия об электризации тел, электроемкости проводника, поляризации вещества;
- расширить знания о свойствах веществ, зависящих от вида химической связи и типа
кристаллической решетки;
- рассмотреть условия образования линий напряженности электрического поля.
Профессиональные:
- объяснять образование электризации тел на примерах;
- определять общий электрический заряд, напряженность системы, состоящей из нескольких электрических зарядов;
- объяснять возникновение металлической связи, находить сходства и различия между
ковалентной и металлической связями.
Специальные:
- углублять запас знаний об использовании конденсаторов, проводников, диэлектриков промышленности, технике и в быту;
- использовать полученные знания в лабораторной практике.


Тема 2.2. Постоянный электрический ток.
Электрический ток и его характеристики. Подвижные носители зарядов. Сила тока и плотность тока в проводнике.
Постоянный ток. Электрическая цепь. Замкнутая электрическая цепь. Внутренняя и внешняя часть цепи.
Сопротивление. Зависимость сопротивление от материала, длины и площади поперечного сечения проводника. Зависимость сопротивления от температуры проводника. Закон Ома для участка цепи. Закон Ома для полной цепи. Вольт- амперная характеристика. Электродвижущая сила.
Соединение проводников
Соединение источников тока. Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца.

Лабораторная работа № 3. Проверка законов последовательного соединения проводников.
Лабораторная работа № 4. Проверка законов параллельного соединения проводников.
Лабораторная работа № 5. Определение удельного сопротивления проводника.
Лабораторная работа № 6. Определение ЭДС и внутреннего сопротивления источников тока, соединенных в батарею.
Расчетные задачи:
1. Составление схем параллельного, последовательного соединения проводников, источников электрической энергии.
2. Вычисление общего сопротивления цепи, удельного сопротивления материала.
3. Построение вольт-амперной характеристики цепи.
4. Решение задач с использованием условий соединения проводников, источников тока, закона Ома.

Формируемые компетенции:
Базовые:
- изучить основные понятия электрического тока, электрической цепи и их характерные признаки;
- углубить уровень знаний о процессах работы электрических приборов;
- систематизировать знания о видах соединений источников тока и потребителей электрической энергии;
- определять силу тока, напряжение, сопротивление, электродвижущую силу, внутренне сопротивление источника тока, удельное сопротивление проводника.
Профессиональные:
- характеризовать типы соединений проводников;
- различать внутренние и внешние цепи;
- применять на практике знания и правила соединения потребителей тока и источников электрической энергии;
Специальные:
- использовать полученные знания в лабораторной практике;
- углублять запас знаний об использовании видов соединений потребителей и источников электрической энергии в батареи в различных отраслях промышленности, технике и в быту.
- научиться грамотно рассчитывать потребление электрической энергии, эргономично использовать электрические приборы в быту и технике.

Тема 2.3. Обязательная контрольная работа за 1 семестр.
Значение знаний о молекулярно-кинетической теории строении вещества, термодинамики, электродинамики для диалектического понимания картины мира, развития науки и техники. Развитие физической и электронной промышленности Республики Казахстан. Борьба с загрязнением окружающей среды отходами промышленного и бытового производства. Физическая грамотность и экологическая культура – необходимые условия научно-технического прогресса.


Тема 2.4. Электрический ток в средах.
Ток в металлах. Термоэлектронная эмиссия.
Ток в жидкостях. Электролитическая диссоциация. Электролиз. Законы Фарадея. Использование электролиза в технике. Гальванические элементы. Аккумуляторы.
Ток в газах. Ионизация газа. Электрический разряд. Виды электрического разряда. Катодный луч. Плазма. Ток в вакууме. Двухэлектродная лампа. Трехэлектродная лампа.
Ток в полупроводниках. Виды полупроводников. Чистые полупроводники. Термисторы. Электронно-дырочный переход. Полупроводниковые диод, триод. Транзистор.

Лабораторная работа 7. Определение заряда электрона.
Лабораторная работа 8. Изучение работы транзистора.
Лабораторная работа 9. Изучение работы диода, триода
Расчетные задачи:
1. Составление схем процесса электролиза расплавов и растворов.
2. Проверка работоспособности и снятие вольт-амперной характеристики транзистора, диода, триода в цепи.
3. Вычисление массы (объема) продукта при электролизе.
4. Решение задач с использованием электрохимического ряда напряжения металлов. 5. Решение задач промышленного, регионального и экологического содержания.
Формируемые компетенции:
Базовые:
- рассмотреть прохождения тока через металлы, жидкости, газ, вакуум, полупроводники;
- углубить понятие об электролизе;
- изучить основные промышленные способы получения металлов;
- изучить состав, строение и свойства полупроводников;
- систематизировать знания по использованию материалов в электрических приборах.
Профессиональные:
- объяснять процессы прохождения электрического тока через различные среды;
- определять массу вещества при прохождении тока через электролит;
- заключать выводы по основным принципам химического и геологического производства;
- отличать полупроводниковые приборы.
Специальные:
- научиться грамотно работать и собирать электрические цепи для различных целей (производство, быт)
- углублять запас знаний об использовании металлов, электролитов, газов, вакуума, полупроводников в различных отраслях промышленности, технике и в быту.

Тема 2.5. Магнитное поле.
Магнитное поле. Взаимодействие параллельных токов. Магнитная индукция. Линии магнитной индукции. Магнитная постоянная. Магнитное поле прямолинейного тока, кругового тока, соленоида. Напряженность магнитного поля и ее связь с индукцией и магнитной проницаемостью среды.
Сила Лоренца. Сила Ампера.
Получение, применение, характеристики магнетиков. Электромагнит.
Электромагнитная индукция. Опыты Фарадея. Правило Ленца. Магнитный поток. Закон ЭДС индукции.
Самоиндукция. Токи Фуко. Вихревые токи. Закон ЭДС самоиндукции. Энергия магнитного поля.
Практическая работа № 3. Решение задач: ток в средах и магнитное поле.

Формируемые компетенции:
Базовые:
- рассмотреть характеристики, действие, существование, возникновение магнитного поля;
- систематизировать знания об особенностях магнитного поля;
- изучить направление магнитной индукции в зависимости от вида проводника с током;
- рассмотреть опыты: Фарадея, Ленца, Фуко.
Профессиональные:
- объяснять существование магнитного поля;
- рассчитывать силы Лоренца, Ампера, энергию магнитного поля, магнитную индукцию и напряженность проводников с током;
Специальные:
- углублять запас знаний об использовании электромагнитов и магнитных полей в различных отраслях промышленности, технике и в быту;
- использовать полученные знания в лабораторной практике;
- ограничивать опасное действие магнитных полей на живые организмы.

Раздел 3. КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ

Тема 3.1 Колебания. Переменный ток.
Колебательные движения. Условия возникновения колебаний. Параметры колебательного движения. Уравнение гармонического колебания. Маятники: математический, пружинный, физический. Практическое применение маятников.
Волны. Виды волн. Скорость распространения волн и ее связь с длиной волны и периодом. Акустика. Природа звука. Звуковые волны. Характеристики звука. Ультразвук, инфразвук, его применение в технике, быту.
Получение, применение, характеристики переменного тока. Индукционные генераторы.
Цепи с активным, индуктивным, емкостным сопротивлением
Получение, передача и распределение электрической энергии. Трансформатор.

Лабораторная работа 10. Определение ускорения свободного падения.
Расчетные задачи:
1. Вычисление ускорения свободного падения с помощью математического маятника, при изменении длины маятника.
2. Нахождение наилучших условий колебательных движений.
3. Выполнение упражнений по разделу колебания, волны.
Формируемые компетенции:
Базовые:
- систематизировать знания по колебательным движениям, волновым процессам, звуковым волнам;
- изучить особенности получения переменного тока;
- рассмотреть получение, распределение, передачу электрической энергии;
- расширить знания по строению и принципу работы трансформатора;
- углубить знания об основных методах получения волн и переменного тока.
Профессиональные:
- строить графики гармонических колебаний, вольт-амперных характеристик при наличии катушки, конденсатора в цепи переменного тока;
- вычислять периоды колебаний маятников, активное, индуктивное, емкостное сопротивление цепи;
- объяснять механизм работы генератора, трансформатора;
Специальные:
- использовать знания по использованию резонанса, трехфазного тока, трансформатора в быту и производстве.

Тема 3.2 Электромагнитные волны.
Превращение энергии в закрытом колебательном контуре. Электромагнитное поле, его характеристики. Открытый колебательный контур. Излучение. Электромагнитные волны. Скорость их распространения.
Опыты Герца. Изобретение радио А.С. Поповым. Принцип радиосвязи. Устройство простейшего радиоприемника. Понятие о радиолокации.

Практическая работа №4 Зачетный урок по разделу колебания и волны.

Формируемые компетенции:
Базовые:
- рассмотреть строение, свойства и принцип действия колебательного контура;
- расширить знания по радиосвязи;
- собрать и повысить уровень информации о процессах возникновения электромагнитного поля;
Профессиональные:
- применять формулу Томсона для расчета периода колебаний контура;
- объяснять процессы передачи, фиксирования, воспроизведения электромагнитных волн;
- объяснять принцип действия радио, радиолокации, радиосвязи.
Специальные:
- ориентироваться в назначении и применении электромагнитных полей, радиосвязи, радиолокации, радио в повседневной жизни, технике.

Раздел 4.ОПТИКА. ОСНОВЫ ТЕОРИИ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ (СТО).

Тема 4.1 Оптические явления.
Природа света. Понятие о квантовой теории света. Понятие об электромагнитной теории света. Принцип Гюйгенса.
Экспериментальные законы геометрической оптики. Закон прямолинейного распространения света. Закон отражения света. Закон преломления света. Абсолютный и относительный показатель преломления среды. Закон полного внутреннего отражения света.
Линзы: собирающиеся и рассеивающиеся. Оптические оси. Оптический центр. Фокусное расстояние и оптическая сила линзы. Недостатки линз. Оптические приборы.
Фотометрия. Фотометрические величины.
Интерференция света. Кольца Ньютона. Применение интерференции.
Дифракция света. Дифракционная решетка, дифракционный спектр. Дисперсия света

Лабораторная работа 11. Изготовление камеры-обскуры.
Лабораторная работа 12. Изучение отражения от зеркал.
Лабораторная работа 13. Измерение длины световой волны.
Лабораторная работа 14. Определение показателя преломления стекла.
Лабораторная работа 15. Определение фокусного расстояния и оптической силы линзы
Расчетные задачи:
1. Вычисление показателя преломления стекла при известных углах падения и преломления.
2. Строить световые лучи при отражении от зеркал.
3. Измерить длину световой волны с помощью дифракционной решетки.
4. Вычислить для нескольких разных линз их фокусное расстояние и оптическую силу линзы.
Формируемые компетенции:
Базовые:
- систематизировать знания о природе, свойствах световых лучей;
- углубить представление о явлениях, объясняемых волновыми свойствами света;
- рассмотреть правила построения изображений в линзах;
- изучить фотометрические величины;
- изучить оптические приборы и ход светового луча в них.
Профессиональные:
- объяснять явление интерференции, дифракции, дисперсии света;
- строить ход изображение предмета с помощью световых лучей в линзах;
- объяснять явления отражения, преломления светового луча.
Специальные:
- использовать полученные знания в лабораторной практике;
- углублять запас знаний о ходе световых лучей в различных отраслях промышленности, технике и в быту.

Тема 4.2. Излучение и спектры.
Виды спектров. Спектры испускания и поглощения. Спектроскоп. Спектрограф. Спектральный анализ.
Шкала электромагнитных волн. Тепловое излучение. Законы Кирхгофа, Стефана-Больцмана, Вина, Планка. Абсолютно черное тело.
Принцип относительности в классической механике. Экспериментальные законы СТО. Постулаты Эйнштейна. Закон взаимосвязи массы и энергии. Теорема сложения скоростей. Масса и импульс в СТО. Энергия фотонов.

Формируемые компетенции:
Базовые:
- изучить строение, свойства и получение спектров;
- углубить понятие о шкале электромагнитных волн и ее структуре;
- рассмотреть свойства теории относительности Эйнштейна;
- расширить знания по тепловому излучению тел.
Профессиональные:
- отличать виды спектров;
- пользоваться спектроскопом;
- проводить расчет длины, времени, массы, импульса, энергии фотонов
Специальные:
- быть проинформированным в назначении спектрального анализа;
- систематизировать знания о принципах теории относительности;
- углублять запас знаний об использовании теплового, инфракрасного, ультрафиолетового излучения в различных отраслях промышленности, технике и в быту.

Тема 4.3 Квантовая физика.
Явления, объясняемые квантовыми свойствами света. Внешний фотоэффект. Законы внешнего фотоэффекта. Опыты Столетова. Фотоэлементы с внутренним и внешним фотоэффектом.
Давление Света. Опыты П. Н. Лебедева. Тепловое действие света. Химическое действие света.

Практическая работа № 5. Решение задач: Оптика, СТО
Расчетные задачи:
1. Вычисление релятивистских параметров.
2. Построение и определение хода светового луча в разных средах.
3. Расчет энергии, работы выхода, кинетической энергии квантов света при фотоэффекте.
4. Определение давления света на разные поверхности.
Формируемые компетенции:
Базовые:
- систематизировать знания о квантовых свойствах света;
- углубить представление о внутреннем и внешнем фотоэффекте;
- рассмотреть фотосопротивления, фотоэлементы.
Профессиональные:
- рассчитывать и разумно применять квантовые свойства излучения;
Специальные:
- разбираться в назначении фотосопротивлений, фотоэлементов.

Раздел 5.Физика атома и атомного ядра.

Тема 5.1 Физика атома.
Способы наблюдения и регистрации заряженных частиц. Строение атома. Опыты Резерфорда. Строение атома водорода. Постулаты Бора. Уровни энергии в атоме. Излучение и поглощение энергии атомами. Понятие о квантовых генераторах.

Формируемые компетенции:
Базовые:
- изучить состав и строение атома;
- расширить знания о строение атома водорода;
- систематизировать знания об излучении и поглощении энергии атомами
- углубить знания о квантовых генераторах;
Профессиональные:
- заключать выводы и проводить прогнозы о значении нефти в экономической сфере республики
Казахстан;
- находить оптимальные способы переработки природных источников.
Специальные:
- владеть информацией о влиянии нефтеперерабатывающей промышленности на состояние
окружающей среды и методы борьбы с загрязнением.

Тема 5. 2. Физика атомного ядра.
Радиоактивность. Понятие о превращении химических элементов. Закон радиоактивного распада. Открытие нейтрона. Изотопы. Типы радиоактивного распада.
Состав атомных ядер. Ядерные силы. Дефект масс атомных ядер. Энергия связи ядра. Удельная энергия связи ядра.
Превращение элементов. Ядерные реакторы. Термоядерная энергия. Деление тяжелых атомных ядер. Цепная реакция деления.

Формируемые компетенции:
Базовые:
- изучить основные понятия физики атомного ядра, процессы, происходящие в ядре;
- систематизировать знания по типам радиоактивного распада;
- систематизировать знания о составе, строении, свойствах и получении атомных ядер;
- расширить знания о качественных превращениях элементов.
Профессиональные:
- решать задачи на определение ядерных сил, энергии связи ядра;
- находить взаимосвязь между превращениями элементов;
- делать соответствующие выводы о значении деления тяжелых атомных ядер.
Специальные:
- владеть информацией о применении ядерных реакторов, изотопов, радиоактивности в медицине химической, ядерной промышленности;
- быть проинформированным о последствиях влияния радиоактивности на организм человека;
- находить пути решения проблем радиоактивных отходов.

Тема 5.3. Обязательная контрольная работа за 2 семестр.

Значение знаний о магнитном поле, колебаниях и волнах, оптика, основы СТО, физика атома и атомного ядра для диалектического понимания картины мира, развития науки и техники.
Развитие физической и электронной, ядерной промышленности Республики Казахстан. Борьба с загрязнением окружающей среды отходами промышленного и бытового, радиоактивного производства. Физическая грамотность и экологическая культура – необходимые условия научно-технического прогресса. Современная экологическая обстановка в Казахстане.

Раздел 6. Общие сведения по астрономии.

Тема 6.1. Астрономия. Законы движения небесных тел.
Формируемые компетенции:
Базовые:
-систематизировать знания о строении, свойствах, задачах, целях, разделах астрономии;
- рассмотреть законы и принципы движения небесных тел;
Профессиональные:
- объяснять принципы движения небесных тел;
- делать выводы о практическом применении астрономии.
Специальные:
- владеть информацией об отрицательном воздействии космических лучей на окружающую среду, человека.
- быть проинформированным о развитии практической астрономии, дальнейших исследований космического пространства;
- углублять запас знаний об использовании космических излучения в различных отраслях промышленности, технике и в быту.

Тема 6.2. Солнечная система (СС).
Строение Солнечной системы. Небесные тела СС. Планеты земной группы. Планеты –гиганты.
Формируемые компетенции:
Базовые:
-изучить состав солнечной системы;
- рассмотреть свойства , принципы движения небесных тел, входящих в Солнечную систему;
Профессиональные:
- объяснять основные свойства планет земной группы, планет-гигантов;
- делать выводы о влиянии небесных тел на планеты и условия жизни на них;
Специальные:
- быть проинформированным об изменениях, происходящих в Солнечной системе;
- углублять запас знаний о процессах, происходящих в Солнечной системе для дальнейшего освоения космического пространства.

Тема 6.3. Природа звезд. Галактики.
Характеристики звезд. Типы спектров звезд. Виды Галактик. Процессы, происходящие в Галактиках.
Формируемые компетенции:
Базовые:
-систематизировать знания о строении, свойствах звезд и межзвездной пыли;
- рассмотреть существующие Галактики;
Профессиональные:
- объяснять теоретическим путем строение Галактик;
- делать выводы о возможном существовании жизни в других Галактиках.
Специальные:
- быть проинформированным об изменениях, происходящих в Галактиках, открытиях новых Галактик.
07.11.2011 02:58 Физика Артем 5010 4009 1
Артем   07.11.2011 03:16
Внутри все эти темы с рисунками!
Имя *:
Email: