ВИСШЕ ТРАНСПОРТНО УЧИЛИЩЕ "ТОДОР КАБЛЕШКОВ"
катедра "Електротехника и физика"
К Р А Т К О О П И С А Н И Е
на учебната дисциплина "Физика", ОКС "бакалавър"
Учебната дисциплина "Физика" се състои от 60 часа лекции и 30 часа упражнения. При задочно обучение учебната дисциплина се състои от 30 часа лекции и 15 часа упражнения. Учебният материал включва всички раздели от физиката необходими за обучението във висше техническо учебно заведение, а именно: класическа механика, теория на относителността, молекулна физика, термодинамика, електричество и магнетизъм, оптика, теория на топлинното излъчване, квантова механика, теория на електрическите свойства на твърдите тела, атомна и ядрена физика.
[1]. ЦЕЛИ НА ОБУЧЕНИЕТО ПО ДИСЦИПЛИНАТА "ФИЗИКА".
Целите на обучението по дисциплината "Физика" се заключават в: (1). Запознаване с основните физически явления в Природата, науката, техниката и технологиите, понеже те са основата за всяка образователна, научна, техническа и технологична деятелност. (2). Придобиване и овладяване на основни практически умения в рамките на провежданите паралелно с лекциите лабораторни упражнения.
[2]. СЪДЪРЖАНИЕ НА ЛЕКЦИИТЕ.
Лекциите по дисциплината "Физика" съдържат в максимално сбита форма описанието на основните физични явления включени в програмата, позволяват запознаването с всички основни понятия от разглеждания учебен материал, както и множество примери за ролята и използването на основните физически явления в съвременната техника и технологии.
Няколко пъти през семестъра се оформят контролни листове за присъствие на лекциите.
[3]. СЪДЪРЖАНИЕ НА ЛАБОРАТОРНИТЕ УПРАЖНЕНИЯ.
Към всеки раздел от лекционния материал се провеждат лабораторни упражнения.
[4]. НАЧИН НА ПРОВЕЖДАНЕ НА СЕМЕСТРИАЛНИЯ ИЗПИТ.
Обучението по дисциплината "Физика" завършва със семестриален изпит, до който се допускат студенти удволетворили следните условия:
(1). Да имат заверен семестър или индивидуален протокол.
(2). Да са провели лабораторните си упражнения с оценка най-малко среден (3).
Изпита е писмен с последващо кратко събеседване. В деня на изпита всеки студент изтегля индивидуално билет с два въпроса от конспекта. Предварително, в края на лекциите, преподавателя е задал за подготвяне и трети (домашен) въпрос. Домашният въпрос е еднакъв за всички студенти от даден поток и съдържа няколко от най-важните и полезни в бъдещата работа на студентите подточки от конспекта. За писменното излагане на двата изтеглени въпроса и на домашния въпрос, студентите разполагат с 4 часа, като най-късно до края на четвъртия час представят на преподавателя своята писменна работа. Провежда се кратко събеседване по представената писменна работа и по изучавания материал, а в края на събеседването студента получава своята оценка. На първата страница на представената писменна работа, студентът трябва да отрази трите си имена, класното, специалността, факултетния си номер и датата. Установени са изисквания според които писменната работа се развива върху листове подписани от преподавателя и след изпита остава при преподавателя.
В рамките на дисциплината "Физика" не се предвижда освобождаване от семестриален изпит и всички студенти задължително полагат този изпит.
Ако получената оценка не удволетворява студента той може да се яви отново на изпит по дисциплината "Физика" на някоя от следващите разрешени за това дати.
Когато студентът има оценки най-малко среден (3) от лабораторните упражнения и най-малко среден (3) от представянето си на семестриалния изпит, то крайната оценка се оформя приблизително в съответствие с зависимостта:
0.75 x (оценка от изпита) + 0.25 x (оценка от лабораторните упражнения) = крайна оценка
[5]. КРИТЕРИИ ИГРАЕЩИ РОЛЯ ПРИ ФОРМИРАНЕТО НА ОЦЕНКАТА ОТ
СЕМЕСТРИАЛНИЯ ИЗПИТ.
Независимо от обема на представената писменна работа, роля за формирането на оценката играе само обемът и качеството на верните моменти в нея. Други важни критерии са: логичност и качество на изложението при събеседването, владеене на физическата терминология, качеството на обясняването на представения материал, демонстриране на разбиране на явленията, величините и термините, логичност и пълнота на даваните определения, показване на качество на мисленето и логистична култура върху представяния материал, оценката получена от лабораторните упражнения и др.
[6]. ЛИТЕРАТУРНИ ИЗТОЧНИЦИ.
[1]. Тошев С.Д., Баев И.А., Маринов М.Г., Бончев Л.П., Физика, "Наука и изкуство", София 1987.
[2]. Илков Н., Маринов М., Николов С., Физика, част 1 и 2, София 1995.
[3]. Семерджиев Х.И., Маринчев Е.К., Лабораторен практикум по физика, София 1985.
[4]. Керачев П., Попов С., Бончев Л., Данчев И., Гочев Д., Ръководство за лабораторни упражнения по физика, София.
[5]. Дамянов С., Казанджиев К., Дичев Т., Буриев В., Сборник задачи по физика, "Наука и изкуство", София.
[6]. Стоянов С., Недялкова Л., Халова Е., Сборник задачи по физика, ВВТУ, 1994.
[7]. Гайдаров В., Германов Д., Ръководство за лабораторни упражнения по физика, ВТУ"Т.Каблешков" 2004.
[@]. Забележка: Допуска се за подготовката на семестриалния изпит да се набавя информация от всякакви учебници и помагала по физика.
[7]. ПРЕПОДАВАТЕЛИ.
(1). доц.д-р Петър П. Брънзалов, ст.2206, консултации -сряда 14-15 часа.
(2). гл.ас. д-р Христо Колев, ст.2308.
(3). гл.ас. Валентин Гайдаров, ст.2308, консултации -сряда 14-16 часа.
СЪСТАВИЛ:
[доц.д-р П.Брънзалов]
ВИСШЕ ТРАНСПОРТНО УЧИЛИЩЕ "ТОДОР КАБЛЕШКОВ"
КАТЕДРА "ЕЛЕКТРОТЕХНИКА И ФИЗИКА"
К О Н С П Е К Т
по дисциплината "Физика", ОКС "бакалавър"
[1]. Класическа механика. Кинематика на материална точка. Закон за движението, траектория, преместване, път, скорост и ускорение. Тангенциална и нормална съставящи на ускорението. Видове движения и законите за скоростта и пътя при тях.
[2]. Динамика. Сила. Маса и импулс на телата. Първи принцип на динамиката. Втори принцип на динамиката.
[3]. Трети принцип на динамиката. Закон за запазване на пълния импулс на система от взаимодействащи частици в затворена механична система.
[4]. Работа и мощност. Консервативни и неконсервативни сили. Кинетична и потенциална енергия. Закон за запазване на пълната механична енергия в затворена механична система.
[5]. Кинематика на въртеливите движения на абсолютно твърдо тяло (АТТ). Въртене на АТТ около неподвижна ос: ъгъл на завъртане, ъглова скорост и ъглово ускорение. Връзка между линейните и ъгловите величини описващи движението.
[6]. Динамика на въртеливите движения на АТТ около неподвижна ос. Момент на сила и инерционен момент. Теорема на Щайнер. Основно уравнение в динамиката на въртеливите движения на АТТ.
[7]. Кинетична енергия на въртящо се около неподвижна ос АТТ. Момент на импулса. Закон за запазване на момента на импулса в затворена механична система.
[8]. Теория на относителността. Галилеев принцип на относителността. Принципи и постулати на специалната теория на относителността: принцип на относителността и постулати за постоянство на скоростта на светлината и за съществуването на максимална скорост на движение на материалните обекти. Опит на Майкелсон-Морли.
[9]. Релативистка механика. Преобразования на Лоренц. Закон за събиране на скоростите. Следствия от преобразуванията на Лоренц: едновременност на две събития, интервал от време между две събития и скъсяване на дължините на телата. Енергия, импулс и маса в специалната теория на относителността. Втори закон на Нютон (връзка между сила и ускорение в релативистката механика).
[10]. Молекулно-кинетична теория на идеалния газ. Налягане на газа. Температура и средна кинетична енергия. Уравнение на състоянието за идеалния газ. Изохорен, изобарен и изотермичен процес.
[11]. Явления на пренасяне. Среден свободен пробег, средно време между два удара, ефективно сечение на разсейване. Дифузия. Вътрешно триене. Топлопроводност.
[12]. Термодинамика. Вътрешна енергия, работа и топлина. Първи принцип на термодинамиката. Топлинни капацитети. Уравнение на Майер. Фазови преходи.
[13]. Втори принцип на термодинамиката. Термодинамични процеси и работа при тях. Обратими и необратими процеси. Цикъл на Карно. Трети принцип на термодинамиката. Термодинамични функции.
[14]. Електрическо поле. Електрически заряди. Закон на Кулон. Електростатично поле. Интензитет на електростатичното поле. Теорема на Гаус. Електрическо поле на равномерно заредени сфера и равнина.
[15]. Работа на електростатичните сили. Потенциал на електростатичното поле. Връзка между интензитет и потенциал на електростатичното поле.
[16]. Магнитно поле. Магнитна индукция. Закон на Био-Савар-Лаплас. Магнитно поле на прав кръгов проводник. Закон на Ампер. Взаимодействие между два успоредни прави проводника, по които тече електрически ток.
[17]. Електромагнитна индукция. Сила на Лоренц. Закон на Фарадей. Правило на Ленц за електромагнитната индукция. Токове на Фуко. Взаимна индукция и самоиндукция.
[18]. Електромагнитно поле. Уравнения на Максуел. Създаване на магнитно поле при изменение на електрическото поле. Добавка на Максуел. Видове токове.
[19]. Електромагнитни вълни. Основни свойства на електромагнитните вълни. Енергия на електромагнитните вълни.
[20]. Механични трептения. Хармоничен осцилатор с една степен на свобода. Затихващи и принудени трептения. Механичен резонанс. Енергия на хармоничен осцилатор с една степен на свобода. Събиране на механични трептения с еднакви и взаимноперпендикулярни направления.
[21]. Механични вълни в еластична среда. Основни понятия: амплитуда, честота, фаза, вълнова повърхност, фронт, дължина на вълната, вълново число и фазова скорост. Основни видове механични вълни. Теорема на Хемхолц. Уравнение на вълнови процеси. Интерференция на механични вълни. Стоящи вълни.
[22]. Светлинни вълни. Основни видове и кохерентност на светлинните вълни. Интерференция на светлината. Опит на Юнг. Интерференция от плоско-паралелна пластинка.
[23]. Дифракция на светлината. Принцип на Хюйгенс-Френел. Дифракция от кръгъл отвор и от кръгла преграда. Дифракция от процеп. Дифракционна решетка. Спектрални прибори.
[24]. Естествена и поляризирана светлина. Поляризация при отражение и пречупване. Закон на Брюстер. Закон на Малюс.
[25]. Класическа теория на топлинното излъчване от нагряти тела: спектрална мощност на енергията, излъчвателна и поглъщателна способност на телата. Закон на Кирхов. Закон на Стефан-Болцман. Закон на Вин. Формула на Релей-Джинс. Теория на Планк за топлинното излъчване.
[26]. Външен фотоелектричен ефект. Уравнение на Айнщайн за фотоефекта. Закони на фотоефекта.
[27]. Лазери. Основи на квантовата електроника.
[28]. Основи на квантовата механика. Вълнови свойства на материалните частици. Вълни на дьо Бройл: дължина, честота, фазова и групова скорост. Основно уравнение на квантовата механика. Вълнова функция. Съотношения на неопределеност на Хайземберг.
[29]. Частица в едномерна правоъгълна яма. Преминаване на частица през потенциален бариер. Линеен хармоничен осцилатор. Квантова теория на атомите. Обяснение на спектъра на водородния атом чрез решението от уравнението на Шрьодингер.
[30]. Класическа теория на електрическите свойства на металите. Електронен газ. Обяснение на законите на Ом, Джаул-Ленц и Видеман-Франц за плътността на тока.
[31]. Квантова теория на електрическите свойства на металите. Квантов електронен газ. Плътност на енергитичните състояния и ниво на Ферми. Свръхпроводимост.
[32]. Зонна теория на твърдите тела. Метали, полупроводници и диелектрици.
[33]. Полупроводникови кристали. Собствена и примесна проводимост. Ефективна маса на токовите носители. Технология на полупроводниковите материали.
[34]. Основни свойства на атомите. Едноелектронни и многоелектронни атоми. Квантови числа, характеризиращи състоянието на електроните в тях. Принцип на Паули. Периодична система на химичните елементи. Спин на електрона. Опит на Щерн и Герлах. Тъждественост на елементарните частици.
[35]. Състав и характеристики на атомното ядро. Ядрени сили. Маса и енергия на свързване. Модели на атомното ядро.
[36]. Радиоактивно излъчване. Закон на радиоактивното разпадане. Алфа-, бета- и гама-излъчвания.
[37]. Ядрени реакции. Реакции на деление на тежките ядра. Термоядрени реакции. Управляем термоядрен синтез.
ЛИТЕРАТУРА.
[1]. Тошев С.Д., Баев И.А., Маринов М.Г., Бончев Л.П., Физика, "Наука и изкуство", София 1987.
[2]. Илков Н., Маринов М., Николов С., Физика, част 1 и 2, София 1995.
[3]. Семерджиев Х.И., Маринчев Е.К., Лабораторен практикум по физика, София 1985.
[4]. Керачев П., Попов С., Бончев Л., Данчев И., Гочев Д., Ръководство за лабораторни упражнения по физика, София.
[5]. Дамянов С., Казанджиев К., Дичев Т., Буриев В., Сборник задачи по физика, "Наука и изкуство", София.
[6]. Стоянов С., Недялкова Л., Халова Е., Сборник задачи по физика, София 1994.
[7]. Гайдаров В., Германов Д., Ръководство за лабораторни упражнения по физика, ВТУ"Т.Каблешков" 2004.
СЪСТАВИЛ: /доц.д-р П.Брънзалов/
Конспектът е разгледан и приет на катедрен съвет на кат."Електротехника и физика", Протокол No.92 от 05.06.2003.