Рабочая программа по дисциплине "Опытная физика для инженеров"

1. Цель изучения дисциплины

Дисциплиной «Опытная физика для инженеров» предусматривается изучение на практике закономерностей природы, свойств и строения материи, а также законов её движения. Дисциплина является базовой для большого числа общеинженерных и специальных дисциплин, предусмотренных программами высших образовательных учреждений профессионального образования. Законы и методы исследования опытной физики широко применяются в курсах сопротивления материалов, деталей машин, электро- и радиотехники, а также в различных технологических курсах.

Основная цель курса опытной физики для инженеров заключается в том, чтобы на практических опытах дать учащимся базовые знания по фундаментальным физическим законам, обращая при этом особое внимание на сущность самих законов и описываемых ими явлений.

2. Распределение учебных часов по разделам и темам

3. Содержание разделов и тем

Раздел 1. Механика

Тема 1.1. Основы кинематики

Система отсчёта. Перемещение тела. Погрешности измерения физических величин. Определение скорости пули с помощью баллистического маятника.

Тема 1.2. Динамика материальной точки

Сила и масса. Законы Ньютона. Импульс тела. Определение ускорения свободного падения тела. Исследование абсолютно упругого удара двух шаров.

Тема 1.3. Колебательное движение

Свободные и вынужденные колебания. Определение периода и частоты колебаний математического маятника.

Раздел 2. Молекулярная физика и термодинамика

Тема 2.1. Основы молекулярной физики

Броуновское движение. Количество вещества. Молярная и молекулярная масса. Идеальный газ. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории.

Тема 2.2. Основы термодинамики

Уравнение Менделеева-Клайперона. Изотермический, изохорный и изобарный процессы. Изучение изопроцессов в идеальном газе. Законы термодинамики.

Раздел 3. Электричество и магнетизм

Тема 3.1. Электрическое поле

Электрический заряд. Закон Кулона. Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции полей. Электрические измерения с помощью электронного осциллографа.

Тема 3.2. Постоянный электрический ток

Электрическая ёмкость. Конденсаторы. Измерение электрической ёмкости конденсаторов мостовым методом. Измерение величины сигнала с помощью электронного осциллографа.

Тема 3.3. Переменный электрический ток

Гармонические электрические колебания. Частота и период электрических колебаний. Измерение частоты сигнала с помощью электронного осциллографа.

Тема 3.4. Магнитное поле

Индуктивность. Катушка индуктивности. Соленоид. Изучение свойств ферромагнетиков.

Раздел 4. Оптика

Тема 4.1. Световые волны. Тонкая линза

Понятие корпускулярно-волнового дуализма. Скорость света. Преломление и отражение света. Исследование оптических свойств тонкой линзы.

Тема 4.2. Интерференция света

Наложение световых волн друг на друга. Интерференционные максимум и минимум. Изучение интерференции световых волн.

Тема 4.3. Дифракция света

Огибание световыми волнами препятствий. Дифракционная решётка и её характеристики. Разрешающая способность и дисперсия дифракционной решётки.

                              Задачи

На заряд 0.33^-7 k, внесённой в некоторую точку электрического поля, действует сила 1.0*10^-5 н. Найти напряжённость поля в данной точке.

Заряд 3.0*10^-8 k помещён в точку поля напряжённостью 6.0*10^4 н/k. Как велика сила, действующая на заряд?

Работа при переносе заряда 1.3*10^-7 k из бесконечности в некоторую точку электрического поля равна 6.5*10^-5 дж. Найти потенциал этой точки поля.

При переносе заряда с земли в точку поля с потенциалом 1000 в была произведена работа 1.0*10^-6 k перенесён из одной точки поля в другую. Какова разность потенциалов этих точек, если работа, совершённая при переносе заряда равна 6.0* 10^-4 дж?

Заряд конденсатора 4.0*10^-8 k, напряжение на обкладках 500 е . Определить энергию конденсатора.

Ёмкость конденсатора 10 мкф, заряд 2.0*10^-4 к. Определить энергию конденсатора.

Проводники сопротивлениями 2; 3; 4 ом соединены параллельно. Найти общее сопротивление соединения проводников.

Во сколько раз уменьшится общее сопротивление n одинаковых проводников, если их последовательное соединение заменить параллельным?

Почему полярные сияния наблюдаются в основном в полярных районах земного шара?

Если в магнитное поле попадает электрон, вектор скорости которого перпендикулярен направлению магнитного поля, то он будет двигаться по круговой траектории. Докажите это.

Электрическую лампу можно питать и постоянным и переменным током. Будет ли разница накале