Некоммерческое акционерное общество

алматинский институт энергетики и связи

теплоэнергетический факультет

кафедра физики

Утверждено

Декан ______________________

«_____» _________________200_ г.

Программа курса (Syllabus)

Физика 2

Специальности бакалавриата:

050719 – Радиотехника, электроника, телекоммуникации,

050704 - Вычислительная техника и программное обеспечение,

050703 – Информационные системы.

Курс 2

Всего 4 кредита

Количество часов – 180

Всего аудиторных часов – 64

Лекции – 32 часа

Практические занятия – 24 часа

Лабораторные занятия – 16 часов

Всего самостоятельной работы – 108 часов

СРСП (аудиторных) – 32 часа

СРС – 76 часов

Экзамен – 3 семестр

Алматы 2009

Программа курса составлена: Саламатиной А.М., кандидатом педагогических наук, доцентом кафедры физики, на основании рабочих учебных планов специальностей 050719 – Радиотехника, электроника, телекоммуникации, 050704 - Вычислительная техника и программное обеспечение, 050703 – Информационные системы.

Рассмотрена на заседании кафедры физики

«10» сентября 2008 г. Протокол № 1

Заведующий кафедрой _________________________

Дисциплина: ФИЗИКА 2

Описание курса

Курс «Физика 2» является обязательной в цикле базовых дисциплин при подготовке бакалавров по специальностям 050719 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации, и 050704 – Вычислительная техника и программное обеспечение, 050703 – Информационные системы, формируя их научное мировоззрение и общую культуру, развивая системное мышление и интеллектуальную культуру; в конечном итоге, создает основу профессиональной деятельности бакалавров в области электросвязи и информатизации.

Курс «Физика 2» включает следующие разделы: уравнения Максвелла; физика колебаний и волн; квантовая физика и физика атома; физика твердого тела; атомное ядро и элементарные частицы.

Целью курса ставится формирование у студентов умений и навыков использования фундаментальных законов, теорий классической физики, методов физического исследования для решения теоретических и экспериментально-практических учебных задач из различных областей физики; формирование у студентов навыков самостоятельной познавательной деятельности; выработка приемов и навыков проведения экспериментальных научных исследований физических явлений, помогающих в дальнейшем решать конкретные профессиональные задачи.

Пререквизиты и постреквизиты курса

для специальности 050719:

Пререквизиты - «математика 1», «математика 2» и «математика 3», «химия», «физика 1».

Постреквизиты дисциплины – знания по дисциплине «Физика 1» необходимы для изучения следующих дисциплин: теория электрических цепей 2; теория передачи электромагнитных волн; основы радиотехники, электроники и телекоммуникаций 1 и 2; оптические и радиорелейные системы передачи; антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн; электроника и схемотехника аналоговых устройств 1 и 2; технология беспроводной связи; радиопередающие устройства.

Пререквизиты и постреквизиты курса

Для специальности 050704:

Пререквизиты – «алгебра и геометрия», «математический анализ», «теория вероятности и математическая статистика», «химия», «физика 1».

Постреквизиты дисциплины – теория электрических цепей 2; микроэлектроника.

Пререквизиты и постреквизиты курса

Для специальности 050703:

Пререквизиты – «алгебра и геометрия», «математический анализ», «химия».

Постреквизиты дисциплины – физика 2, теория электрических цепей 1.

Сведения о преподавателях:

Карсыбаев Марат Шакирович, профессор АИЭС, кандидат физико-математических наук, стаж научно-педагогической работы - 40 лет.

Дауменов Тлеухан Дауменович, доцент, кандидат физико-математических наук, стаж научно-педагогической работы - 40 лет.

Саламатина Алевтина Магаметжановна, кандидат педагогических наук, стаж научно-педагогической работы - 37 лет.

Мухтарова М.Н., ассистент, стаж научно-педагогической работы - 25 лет.

Кунелбаев М.М., ассистент, стаж научно-педагогической работы – 8 лет.

График занятий:

Схема занятий в течение первой половины семестра следующая: еженедельно 1 лекция – 2 контактных часа (по 100 минут каждая), через неделю 1 практическое занятие – по 2 часа (100 минут), через неделю 1 лабораторное занятие (по 100 минут каждое занятие), еженедельно самостоятельная работа под руководством преподавателя (СРСП) – 2 часа (консультации и сдача РГР), еженедельно самостоятельная работа – 5 часов, включающая подготовку к лекциям, практическим и лабораторным занятиям, выполнение заданий РГР и СРС. Схема занятий во вторую половину семестра (после пересмены) следующая: еженедельно 1 лекция – 2 часа (по 100 минут каждая), 1 практическое занятие – 2 часа (по 100 минут), через неделю 1 лабораторное занятие - 2 часа (100 минут каждое занятие), еженедельно самостоятельная работа под руководством преподавателя (СРСП) – 2 часа (консультации и сдача РГР), еженедельно самостоятельная работа – 5 часа, включающая подготовку к лекциям, практическим и лабораторным занятиям, выполнение заданий РГР и СРС.

Лекции:

Лек/ нед.	Дата	Тема	Источники
1/ 1		Уравнения Максвелла 1. Явление электромагнитной индукции. Основной закон электромагнитной индукции. Правило Ленца. Явление взаимной индукции и самоиндукции. Индуктивность и взаимная индуктивность. Магнитная энергия тока. Объемная плотность энергии магнитного поля.	Л. 1, 3, 4
2/2		2. Уравнения Максвелла. Фарадеевская и максвелловская трактовки явления электромагнитной индукции. Вихревое электрическое поле. Ток смещения. Система уравнений Максвелла. Относительность электрических и магнитных полей.	Л.1, 3, 4
3/3		Физика колебаний и волн 3. Колебательные процессы. Общая характеристика гармонических колебаний. Дифференциальное уравнение гармонических колебаний. Гармонические осцилляторы. Энергия гармонических колебаний. Векторная диаграмма. Сложение колебаний. Биения.	Л.1, 3, 4
4/4		4. Затухающие и вынужденные колебания и их характеристики. Амплитуда и частота затухающих колебаний. Коэффициент затухания, логарифмический декремент затухания, добротность. Дифференциальное уравнение затухающих колебаний. Вынужденные колебания. Амплитуда и фаза вынужденных колебаний. Резонанс. Ангармонические колебания.	Л.1, 3, 4
5/5		5. Волновые процессы и их основные характеристики. Уравнения плоской и сферической волн. Фазовая скорость. Волновое уравнение. Энергия упругих волн. Вектор Умова. Суперпозиция волн. Волновой пакет. Групповая скорость. Дисперсия волн.	Л.1, 3, 4
6/6		6. Волновое уравнение для электромагнитного поля. Свойства электромагнитных волн. Плотность потока электромагнитной энергии – вектор Пойнтинга. Излучение диполя.	Л.1, 3, 4
7/7		7. Свет как электромагнитная волна. Интерференция волн. Временная и пространственная когерентность. Методы наблюдения интерференции света (опыт Юнга, интерференция в тонких пленках, кольца Ньютона).	Л.1, 3, 4
8/8		8. Дифракция волн. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Дифракция на одной щели и многих щелях (дифракционная решетка). Спектральное разложение.	Л.1, 3, 4
9/10		Квантовая физика и физика атома 9. Тепловое излучение, его свойства и основные характеристики. Законы теплового излучения. Проблема излучения абсолютно черного тела. Квантовая гипотеза и формула Планка. Фотоны. Энергия и импульс световых квантов. Эффект Комптона. Корпускулярно-волновой дуализм электромагнитного излучения.	Л. 2, 3, 4
10/ 11		10. Корпускулярно-волновой дуализм вещества. Гипотеза де Бройля и ее экспериментальное подтверждение. Волновые свойства микрочастиц и соотношение неопределенностей Гейзенберга. Принцип неопределенности - фундаментальный принцип квантовой механики. Состояние микрочастицы в квантовой механике. Волновая функция и ее статистический смысл. Временное и стационарное уравнения Шредингера.	Л.2, 3, 4
11/ 12		11. Решение стационарного уравнения Шредингера для простейших квантовых систем. Частица в одномерной прямоугольной потенциальной яме. Принцип соответствия Бора. Движение частицы при наличии потенциального барьера. Туннельный эффект. Атом водорода в квантовой теории. Энергетические уровни. Ширина уровней. Пространственное квантование. Спин электрона. Принцип Паули.	Л.2, 3, 4
12/ 13		Физика твердого тела. Атомное ядро и элементарные частицы 12. Элементы квантовых статистик и физики твердого тела. Понятие о квантовых статистиках Бозе-Эйнштейна и Ферми-Дирака. Бозоны и фермионы. Вырожденный электронный газ в металлах. Уровень Ферми.	Л.2, 3, 4
13/ 14		13. Зонная теория твердых тел. Энергетические зоны в кристаллах. Металлы, диэлектрики и полупроводники в зонной теории твердых тел. Собственная и примесная проводимости полупроводников. Фотопроводимость.	Л.2, 3, 4
14/ 15		14. Контактные явления. Работа выхода электрона из металла. Контактная разность потенциалов. Контакт электронного и дырочного полупроводников. Полупроводниковый диод.	Л.1, 3, 4
15/ 16		15. Атомное ядро. Состав и характеристики атомного ядра. Дефект массы и энергия связи ядра. Ядерные силы. Обменный характер ядерных сил. Модели ядра.	Л.2, 3, 4
16/ 17		16. Элементарные частицы. Фундаментальные взаимодействия. Классификация элементарных частиц. Лептоны, адроны, кварки. Понятие об основных проблемах современной физики и астрофизики.	Л.2, 3, 4