Министерство образования и науки Российской Федерации

Муромский институт (филиал)

федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования

 «Владимирский государственный университет

имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых»

(МИ ВлГУ)

 

Кафедра  ФПМ 

 

 

 

«   31   »       05       2016 г.

 

 

 

 

Рабочая программа ДИСЦИПЛИНЫ

 

     Физика (специальные главы)     

 




Направление подготовки

11.03.02 Инфокоммуникационные технологии и системы связи

Профиль подготовки

"Системы радиосвязи и радиодоступа "

Квалификация (степень)выпускника

бакалавр









          

Семестр

Трудоем-кость,

час. / зач. ед.

Лек-ции,

час.

 

Практи-ческие занятия,

час.

Лабора-торные работы,

час.

Консуль-тация,

час.

Конт-роль,

час.

Всего (контак-тная работа),

час.

СРС,

час.

Форма

промежу-точного контр.

(экз., зач., зач. с оц.)

3

108 / 3  

16  

12  

12  

 

0,25  

40,25  

67,75  

Зач.  

Итого

108 / 3  

16  

12  

12  

 

0,25  

40,25  

67,75  

 

 

Муром, 2016 г.


1. Цель освоения дисциплины

Цель дисциплины: Целями освоения дисциплины "Физика" являются:

формирование у студентов целостной, системной информационной базы в области физики, научного мировоззрения, навыков познавательной деятельности для успешного усвоения:

– общепрофессиональных и специальных дисциплин основной образовательной программы, которые в свою очередь направлены на освоение студентами обобщенных видов профессиональной деятельности как важнейших и прямых составляющих профессиональной компетентности;

– необходимого минимума базовых, фундаментальных компонентов универсальных, инвариантных компетенций, что позволит выпускнику успешно адаптироваться к меняющимся условиям, постоянно самосовершенствоваться, быть востребованным и конкурентоспособным на профессиональном рынке труда.

Основными задачами дисциплины являются:

– изучение базовых понятий, фундаментальных законов и принципов, составляющих основу современной физической картины мира;

– овладение умениями воспринимать и объяснять физические явления и процессы, использовать знания в образовательной и профессиональной деятельности, критически оценивать информацию естественнонаучного содержания, полученную из различных источников;

– формирование у студентов навыков самостоятельного проведения наблюдений, измерений физических величин, обработки и анализа опытных данных, интерпретации результатов физического эксперимента.

2. Место дисциплины в структуре ОПОП ВО (Цикл (Б1.В.07))

Дисциплина «Физика» является общим теоретическим и методологическим основанием для всех естественнонаучных дисциплин и дисциплин информационного блока, входящих в ООП бакалавра данного направления.

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОПК-3 способность владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации.

 

В результате освоения дисциплины обучающийся должен демонстрировать следующие результаты образования:

1) Знать:

способность владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации (ОПК-3).

2) Уметь:

использовать базовые знания естественных наук, математики и информатики, основные факты, концепции, принципы теорий, связанных с прикладной математикой и информатикой (ОПК-3).

3) Владеть:

применять основные законы, методы, положения естественнонаучных дисциплин (ОПК-3).

 


4. Структура и содержание дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы, 108 часов.

 

4.1. Форма обучения: очная

Уровень базового образования: среднее общее.

Срок обучения 4г.

 

4.1.1. Структура дисциплины


 

Раздел (тема)

дисциплины

 

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость

(в часах)

 

Форма  текущего контроля успеваемости (по неделям семестра), форма промежуточной аттестации

  (по семестрам)

 

п\п

Семестр

Лекции

Семинары

Практические занятия

Лабораторные работы

Контрольные работы

СРС

КП / КР

Консультация

Контроль

1

Теория атома водорода по Бору

3

2

2

4

15

тестирование

2

Элементы квантовой механики

3

2

2

4

13

тестирование

3

Элементы современной физики атомов и молекул

3

2

2

4

13

тестирование

4

Элементы квантовой статистики

3

2

2

3

тестирование

5

Элементы физики твердого тела

3

2

2

8

тестирование

6

Элементы атомного ядра

3

2

2

5

тестирование

7

Явление радиоактивности

3

2

7

тестирование

8

Основы элементарных частиц

3

2

3,75

тестирование

Всего за  семестр

108

16

12

12

67,75

0

0,25

Зач.

Итого   

108

16

12

12

67,75

0,25

 

4.1.2. Содержание дисциплины

4.1.2.1. Перечень лекций

Семестр 3

Раздел 1. Теория атома водорода по Бору

Лекция 1.

Модели атома Томпсона и Резерфорда. Постулаты Бора. Современные представления о строении атома (2 часа).

Раздел 2. Элементы квантовой механики

Лекция 2.

Корпускулярно - волновой дуализм свойств вещества. Волны де Бройля. Соотношения неопределенностей Гейзенберга (2 часа).

Раздел 3. Элементы современной физики атомов и молекул

Лекция 3.

Волновая функция и ее статистический смысл. Временное и станционарное уравнениея Шредингера. Спин электрона. Принцип неразличимости тождественных частиц. Фермионы и бозоны (2 часа).

Раздел 4. Элементы квантовой статистики

Лекция 4.

Принцип Паули. Молекулы: типы химических связей. Квантовая статистика Бозе - Эйнштейна и Ферми - Дирака (2 часа).

Раздел 5. Элементы физики твердого тела

Лекция 5.

Выводы квантовой теории электропроводимости металлов. Зонная теория твердых тел. Метталы, диэлектрики, полупроводники по зонной теории твердого тела (2 часа).

Раздел 6. Элементы атомного ядра

Лекция 6.

Виды полупроводников. p-n - переход и его основные свойства. Полупроводниковый диод. Атомное ядро, его состав и основные характериситики. Дефакт массы и энергия связи ядра (2 часа).

Раздел 7. Явление радиоактивности

Лекция 7.

Свойства ядерной силы. Модели строения ядра. радиоактивное излучение и его виды. Законы радиоактивного распада. Ядерные реакции и их основные типы. Реакция синтеза атомных ядер. Космическое излучение, его основные свойства (2 часа).

Раздел 8. Основы элементарных частиц

Лекция 8.

Кварки. Частицы и античастицы. ТИпы взаимодействий элементарных частиц (2 часа).

 

4.1.2.2. Перечень практических занятий

Семестр 3

Раздел 1. Теория атома водорода по Бору

Практическое занятие 1.

Волновые процессы. Волновое уравнение и его общее решение. Плоская волна. Длина волны, волновое число. Интерференция волн.Основы волновой оптики. Когерентность. Интерференция электромагнитных волн. Дифракционная решетка (2 часа).

Раздел 2. Элементы квантовой механики

Практическое занятие 2.

Уравнение состояния идеального газа. Первое начало термодинамики. Применение первого начала термодинамики к изопроцессам в идеальных газах (2 часа).

Раздел 3. Элементы современной физики атомов и молекул

Практическое занятие 3.

Круговые процессы. Энтропия. Циклы и КПД тепловых машин. Цикл Карно. Второе начало термодинамики (2 часа).

Раздел 4. Элементы квантовой статистики

Практическое занятие 4.

Фотоэффект. Законы фотоэффекта. Вольтамперная характеристика фотоэффекта. Задерживающее напряжение. Уравнение А. Эйнштейна. Фотоны. Гипотеза де Бройля (2 часа).

Раздел 5. Элементы физики твердого тела

Практическое занятие 5.

Постулаты Бора. Волновые свойства частиц.Волны де Бройля. Соотношение неопределенностей (2 часа).

Раздел 6. Элементы атомного ядра

Практическое занятие 6.

Дефект массы. Энергия связи. Радиоктивные превращения . Закон радиоактивного распада .Ядерные реакции и их основные типы (2 часа).

 

Основы молекулярной физики и термодинамики: метод. указания к практическим занятиям по дисциплине "Физика" для студентов образовательных программ технического профиля; сост. А.Ф. Ан // Муром: Изд.-полиграфический центр МИ ВлГУ, 2010. - 47 с. 539.19 100 экз.

Волькенштейн В.С. Сборник задач по общему курсу физики. - М.: Высшая школа, 2007 53(076) 157 экз.

Сетевой учебно-методический комплекс" Основы общей физики"Свидетельство о регистрации электронного ресурса № 18532(physics.izmuroma.ru)

 

4.1.2.3. Перечень лабораторных работ

Семестр 3

Раздел 1. Теория атома водорода по Бору

Лабораторная 1.

Изучение основного закона динамики вращательного движения.Определение момента инерции твердых тел. Измерение электрического сопротивления проводников.Измерение электрической емкости конденсаторов (4 часа).

Раздел 2. Элементы квантовой механики

Лабораторная 2.

Определение индуктивности катушки, емкости конденсатора и проверка закона Ома для переменного тока.Определение больших сопротивлений методом релаксационных колебаний (4 часа).

Раздел 3. Элементы современной физики атомов и молекул

Лабораторная 3.

Измерение длины световой волны с помощью дифракционной решетки.Изучение внешнего фотоэффекта и определение постоянной Планка (4 часа).

 

методические указания к лабораторным работам приведены в https://www.mivlgu.ru/iop/mod/resource/view.php?id=23434

 

4.1.2.4. Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы

Методические указания для самостоятельной работы размещены на информационно-образовательном портале института по ссылке https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=5058.

Для самостоятельной работы также используются издания из списка приведенной ниже основной и дополнительной литературы.

Перечень тем, вынесенных на самостоятельное изучение:

1. Теория металлов Друде.

2. Основные предположения модели Друде.

3. Статическая электропроводность металла.

4. Эффект Холла и магнетосопротивление.

5. Высокочастотная электропроводность металла.

6. Теплопроводность металла/Теория металлов Зоммерфельда.

7. Свойства электронного газа в основном состоянии.

8. Термодинамические свойства газа свободных электронов.

9. Распределение Ферми — Дирака.

10. Термодинамические свойства свободного электронного газа.

11. Применение распределения Ферми — Дирака.

12. Зоммерфельдовская теория проводимости в металлах.

13. Кристаллические решетки.

14. Решетка Бравэ.

15. Бесконечные решетки и конечные кристаллы.

16. Условная элементарная ячейка.

17. Примитивная ячейка Вигнера-Зейтца.

18. Зонная структура отдельных металлов.

19. Полуметаллы. Переходные металлы.

20. Редкоземельные металлы.

21. Сплавы.

22. Полупроводниковые диоды.

23. Потенциальный барьер в p-n переходе.

24. ВАХ полупроводникового диода.

25. Биполярные транзисторы.

26. Транзистор при высоком напряжении на коллекторе.

27. Полевые транзисторы.

28. ВАХ МОП-транзистора.

29. Полупроводниковые СВЧ-приборы.

30. Диоды Ганна. Лавинно-пролетные диоды.

31. Инжекционно-пролетные диоды.

32. Однокубитовые логические элементы.

33. Логический элемент NOT.

34. Логический элемент Z.

35. Логический элемент Адамара Н.

36. Логический элемент Y.

37. Логический элемент PI/8.

38. Логический элемент S.

29. Логический элемент Ф.

40. Двухкубитовые системы.

41. Двухкубитовый квантовый логический элемент CNOT.

42. Однокубитовые квантовые схемы.

43. Однокубитовые квантовые схемы, построенные из одинаковых элементов.

44. Однокубитовые квантовые схемы, построенные из разных элементов.

45. Двухкубитовые квантовые схемы.

46. Квантовая схема, создающая состояние Белла.

47. Алгоритм распознавания функций (алгоритм Дойча).

48. Сверхплотное кодирование.

49. Квантовая телепортация.

50. Информационная энтропия.

51. Классическая информационная энтропия.

52. Квантовая информационная энтропия.

 

4.1.2.5. Перечень тем контрольных работ, рефератов, ТР, РГР, РПР

Не планируется.

 

4.1.2.6. Примерный перечень тем курсовых работ (проектов)

Не планируется.

 

 

5. Образовательные технологии

В процессе изучения дисциплины применяется контактная технология преподавания (за исключением самостоятельно изучаемых студентами вопросов). При проведении практических работ применяется имитационный или симуляционный подход. В дальнейшем студенты самостоятельно решают аналогичные задания

 

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.

Фонды оценочных средств приведены в приложении.

 

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины Физика (специальные главы)

7.1. Основная учебно-методическая литература по дисциплине

1. Никеров В.А. Физика. Современный курс: учебник [Электронный ресурс] / В.А. Никеров. – М.: Дашков и К, 2012 - 452 с. - http://ibooks.ru/reading.php?productid=28862 - http://ibooks.ru/reading.php?productid=28862

2. Козырев А.В. Термодинамика и молекулярная физика: учебное пособие [Электронный ресурс] / А.В. Козырев. – Томск: Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, Эль Контент, 2012. - http://www.iprbookshop.ru/13871.html - http://www.iprbookshop.ru/13871.html

 

7.2. Дополнительная учебно-методическая литература по дисциплине

1. Трофимова Т.И. Курс физики: учеб. пособие для вузов. - М: Высшая школа, 1990.- 478 с. 53(075.8) - 67 экз.

2. Чертов А.Г. Задачник по физике: учеб. пособие / А.Г. Чертов, А.А. Воробьев. - 8-е изд. - М.: Физматлит, 2005. - 640 с. 53Ч50 . - 40 экз.

3. Савельев И.В. Курс общей физики:учеб. пособие для втузов. В 5-ти кн. Механика/ И.В. Савельев. - М.:АСТ:Астрель, 2005. - 336 с. 53(075.8) . - 1 экз.

 

7.3. Перечень информационных технологий, используемых при осуществлении образовательного процесса по дисциплине, включая перечень программного обеспечения и информационных справочных систем

В образовательном процессе используются информационные технологии, реализованные на основе информационно-образовательного портала института (www.mivlgu.ru/iop), и инфокоммуникационной сети института:

- предоставление учебно-методических материалов в электроном виде;

- взаимодействие участников образовательного процесса через локальную сеть института и Интернет;

- предоставление сведений о результатах учебной деятельности в электронном личном кабинете обучающегося.

Информационные справочные системы:

http://www.physicsnet.ru/index.php/social/downloads

http://www.google.com/

http://www.yandex.ru/

http://www.rambler.ru/

Программное обеспечение:

не предусмотрено

 

7.4. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», необходимых для освоения дисциплины

ibooks.ru

iprbookshop.ru

 

8. Описание материально-технической базы, необходимой для осуществления образовательного процесса по дисциплине

Лекционная аудитория

Экран настенный Goldview, проектор NEC Projector V260XG (переносной), DVD-плеер Pioneer DV310 (переносной)

Экран настенный Goldview, проектор NEC Projector V260XG (переносной), DVD-плеер Pioneer DV310 (переносной)

Лаборатория физики твёрдого тела и атома, молекулярной физики

Лабораторная установка «Исследование газоразрядного счетчика», установка для исследования характеристик фоторезистора, спектроскоп, дроссельно-ртутная лампа, газоразрядные трубки, высоковольтный индуктор, стилоскоп СЛП-1, лазер газовый оптическая скамья, набор дифракционных решеток, счетчик Гейгера-Мюллера, счетчик-секундомер, электроизмерительные приборы, термостаты, блоки питания, реостаты, микроскоп Мир, манометры, мерные стаканы, насосы, весы технические, набор разновесов, логометр, секундомеры, магазин емкостей, магазин сопротивлений, термопара, баллоны, комплект методических указаний, электронные методические указания, наглядные пособия. Доступ к сети Интернет.

 

9. Методические указания по освоению дисциплины

Процесс изучения дисциплины включает лекции, практические занятия, лабораторные занятия и самостоятельную работу студента.

Форма заключительного контроля при промежуточной аттестации – зачет. Для проведения промежуточной аттестации по дисциплине разработаны фонд оценочных средств и балльно-рейтинговая система оценки учебной деятельности студентов. Оценка по дисциплине выставляется в информационной системе и носит интегрированный характер, учитывающий результаты оценивания участия студентов в аудиторных занятиях, качества и своевременности выполнения заданий в ходе изучения дисциплины и промежуточной аттестации.

 


лист_утверждения


РЕЦЕНЗИЯ

на  рабочую программу дисциплины

«Физика (специальные главы)»

по направлению подготовки 11.03.02 Инфокоммуникационные технологии и системы связи

 

Рабочая программа дисциплины «Физика (специальные главы)» составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта по направлению подготовки 11.03.02 Инфокоммуникационные технологии и системы связи.

На изучение данного курса по учебному плану отводится 108 час. (3 ЗЕТ). Формой итогового контроля изучения дисциплины является зачет .

Цель дисциплины: Целями освоения дисциплины "Физика" являются:

формирование у студентов целостной, системной информационной базы в области физики, научного мировоззрения, навыков познавательной деятельности для успешного усвоения:

– общепрофессиональных и специальных дисциплин основной образовательной программы, которые в свою очередь направлены на освоение студентами обобщенных видов профессиональной деятельности как важнейших и прямых составляющих профессиональной компетентности;

– необходимого минимума базовых, фундаментальных компонентов универсальных, инвариантных компетенций, что позволит выпускнику успешно адаптироваться к меняющимся условиям, постоянно самосовершенствоваться, быть востребованным и конкурентоспособным на профессиональном рынке труда.

Основными задачами дисциплины являются:

– изучение базовых понятий, фундаментальных законов и принципов, составляющих основу современной физической картины мира;

– овладение умениями воспринимать и объяснять физические явления и процессы, использовать знания в образовательной и профессиональной деятельности, критически оценивать информацию естественнонаучного содержания, полученную из различных источников;

– формирование у студентов навыков самостоятельного проведения наблюдений, измерений физических величин, обработки и анализа опытных данных, интерпретации результатов физического эксперимента.

Содержание занятий соответствуют требованиям образовательного стандарта. Имеется перечень вопросов для самостоятельной работы студентов, способствующий более глубокому изучению дисциплины.

Освоение дисциплины позволит студентам приобрести теоретические и практические знания, необходимые при решении задач в будущей практической деятельности.

Предлагаемые фонды оценочных средств для выявления уровня знаний и умений обучаемых полностью охватывает содержание курса и соответствуют ФГОС.

Перечень учебно-методической литературы достаточен для изучения дисциплины. Имеются ссылки на электронно-библиотечные системы.

Рабочая программа дисциплины «Физика (специальные главы)» рекомендуется для использования в учебном процессе по направлению подготовки 11.03.02 Инфокоммуникационные технологии и системы связи.

 

31.05.2016 г.