Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ФІЗИКА / 11_12Ф_зика_МВК_ЗС_13ТТП.doc
Скачиваний:
16
Добавлен:
21.02.2016
Размер:
245.25 Кб
Скачать

29

Дніпропетровський університет імені альфреда нобеля

КАФЕДРА ТОВАРОЗНАВСТВА І ТОРГОВЕЛЬНОГО ПІДПРИЄМНИЦТВА

Методичні вказівки

для студентів заочної форми навчання

щодо вивчення дисципліни

“Фізика”

напрям підготовки:

6.030510 «Товарознавство і торговельне підприємництво»

Затверджено на засіданні кафедри

Протокол № 1 від 28.08.2013

Дніпропетровськ

2013

Методичні вказівки для студентів заочної форми навчання щодо вивчення дисципліни „Фізика” / В.Г. М’ячин - Д.: Вид-во Дніпропетровський університет імені Альфреда Нобеля, 2013. – 28 с.

Укладач: В.Г. М‘ячин, к.т.н., доцент

Відповідальна за випуск: В.А. Павлова, д.е.н., професор, зав. кафедри товарознавства і торговельного підприємництва.

ЗМІСТ

1. Зміст дисципліни 3

2. Орієнтовний перелік питань для підсумкового контролю 8

3. Тематика контрольних робіт 12

4. Рекомендована література 27

1. ЗМІСТ ДИСЦИПЛІНИ

Розділ І. Фізичні основи механіки

Тема 1. Кінематика

Основні характеристики руху. Поступальний рух. Обертальний рух. Швидкості та прискорення. Зв'язок між лінійними та кутовими величинами.

Тема 2. Динаміка

Матеріальна точка. Маса, сила, імпульс. Рівняння руху. Закон збереження імпульсу. Врахування та використання закону збереження імпульсу, реактивний рух. Види сил. Сили пружності. Відмінності маси, питомої ваги, густини.

Методи дослідження механічних властивостей сировини і матеріалів (густини, пружності, міцності та ін.) та їх забезпечення (аналітичні, гідростатичні терези, густиномір «Депді-2», штангенциркуль, мікрометр та ін.)

Тема 3. Обертальний рух твердого тіла

Момент сили, момент інерції, момент імпульсу. Рівняння обертального руху твердого тіла. Закон збереження моменту імпульсу. Теорема Штейнера. Аналогія між формулами поступального та обертального рухів.

Врахування та використання закону збереження моменту імпульсу (пірует, нарізна вогнепальна зброя, гіроскопічний ефект, їзда на велосипеді та ін.).

Тема 4. Енергія і робота

Робота змінної сили. Потужність. Закон збереження і перетворення енергії. Консервативні сили. Зв'язок між потенціальною енергією і силою. Абсолютно пружний та непружний удари.

Дисипація енергії при куванні, штампуванні, дрібненні твердих тіл (дослідження оптимальних умов встановлення співвідношення мас взаємодіючих тіл). Формування структури твердого тіла. Кристалографія.

Тема 5. Коливання та хвилі

Гармонічні коливання, їх характеристики. Динаміка коливального руху. Пружинний, фізичний, математичний маятники. Метод векторних діаграм. Додавання гармонічних коливань. Енергія коливання матеріальної точки.

Методи просіювання борошна та фракціювання сипких матеріалів для виготовлення кераміки; вібрація стрижнів, пластин та труб; застосування демпферів у вимірювальних приладах та обладнаннях.

Тема 6. Диференціальне рівняння гармонічних коливань

Затухаючі та вимушені коливання, їх характеристики. Умови існування. Резонанс. Врахування та застосування. Автоколивальна система - годинник.

Тема 7. Хвильовий процес

Рівняння хвилі. Характеристики хвилі. Стоячі хвилі. Основи акустики. Акустичний резонанс. Ультразвуки.

Використання ультразвуку в технологічних процесах (екстракція, тепло-, масообмін, очищення поверхонь від забруднень, поліпшення якості фарбування шкіри, тканин, хутра тощо), в медицині, засобах пеленгації та локації під водою та ін.

Тема 8. Елементи спеціальної теорії відносності

Постулати спеціальної теорії відносності. Перетворення Галілея та Лоренца. Релятивістський закон додавання швидкостей. Маса та імпульс релятивістської частинки. Взаємозв'язок маси та енергії.

Урахування та використання цього співвідношення для визначення звільненої енергії в ядерних реакціях. Взаємозв'язок між енергією та імпульсом релятивістської частинки. Межі застосування класичної механіки.

Розділ II. Молекулярна фізика і термодинаміка

Тема 9. Основні положення молекулярно-кінетичної теорії будови речовини

Термодинамічні параметри. Рівняння стану ідеального газу. Ізопроцеси. Методи та засоби вимірювання температури (термометри опору, термопари), тиску (барометри, тензодатчики та ін.), об'єму.

Тема 10. Основне рівняння молекулярно-кінетичної теорії газів

Середня енергія молекул ідеального газу. Максвеллівський розподіл молекул газу. Функція розподілу та її зміст і застосування до сукупності об'єктів. Середнє число зіткнень та середня довжина вільного пробігу молекул газу.

Врахування цих залежностей у вакуумних виробництвах та упаковках.

Тема 11. Явища перенесення в газах

Рівняння перенесення. Дифузія. Теплопровідність. Внутрішнє тертя (в'язкість).

Врахування та застосування цих процесів у харчових технологіях та в товарознавстві. Процеси дихання. Цементація стальних деталей. Екстрагування ароматичних та лікарських речовин. Особливості будови термосів, термостатів, холодильних камер.

Тема 12. Реальні гази

Фазові перетворення. Діаграма рівноваги фаз. Критична температура. Зрідження газів та їх застосування. Рідини. Властивості твердих тіл. Кристалічні та аморфні тіла, їх особливості.

Анізотропія, твердість, крихкість, пластичність матеріалів - методи їх дослідження. Капілярні явища в рідинах. Капілярна конденсація пари, використання в технологічних процесах.

Тема 13. Основи термодинаміки

Внутрішня енергія системи. Газові теплоємності. Робота розширення газу. Адіабатичний процес. Цикл Карно. Теплові машини. Ентропія.

Методи та засоби вимірювання теплофізичних властивостей (питомої теплоємності, коефіцієнтів теплопровідності, температуропровідності, лінійного та об'ємного розширення, в'язкості, поверхневого натягу) сировини та матеріалів. Врахування детонації при використанні моторного бензину.

Розділ III. Електрика

Тема 14. Електростатика

Взаємодія зарядів. Характеристики електричного поля. Поле електричного диполя. Теорема Остроградського-Туасса. Електричне поле зарядженого конденсатора. Провідники в електричному полі. Електроємність. Конденсатори. Енергія електричного поля.

Застосування конденсаторів для імпульсного освітлення у фотографуванні. Електросепарація сипких сумішей, зерна. Електричний захист металевими екранами.

Тема 15. Діелектрики

Діалектики в електричному полі. Поляризація діелектриків. Сегнетоелектрики. П’єзоелектрики.

Електрофізичні методи оброблення біологічної сировини та харчових продуктів -НВЧ шафи та пічки. Методи вимірювання електрофізичних властивостей сировини та матеріалів.

Тема 16. Напівпровідники

Власна та домішкова провідності напівпровідника. Контактні явища в металах та напівпровідниках. Р-п перехід. Напівпровідникові діоди та тріоди, їхні властивості.

Сонячні батареї та їх використання. Світлодіоди. Використання явища Пельтьє в холодильній техніці. Випрямлячі змінного струму.

Тема 17. Постійний електричний струм

Характеристики постійного еклектичного струму та умови існування. Закони постійного струму. Правила Кірхгофа. З'єднання провідників. Провідність металів. Робота та потужність струму. Електричний струм у газах. Плазма.

Методи розширення меж вимірювальних приладів. Методи визначення параметрів електричних кіл Нагрівальні прилади. Тени. Плазмові монітори, їхні особливості. Застосування газових розрядів. Лампи денного світла.

Розділ IV. Електромагнетизм

Тема 18. Магнітне поле струму

Магнітна взаємодія струмів. Сила Ампера. Закон Біо-Савара-Лапласа та його застосування. Магнітний потік та циркуляція вектора магнітної індукції. Закон повного струму. Тороїд. Соленоїд. Системи електровимірювальних приладів, їх аналіз.

Електровимірювальні прилади. Методи вибору приладів за їхніми системами та паспортними параметрами. Електродвигуни. Магнітна діагностика.

Тема 19. Рух заряджених частинок у магнітному полі

Сила Лоренца. Прискорювачі заряджених частинок, їх застосування. Масспектрометрія.

МГД-генератор, перспективи його впровадження. Пояснення полярних сяйв.

Тема 20. Електромагнітна індукція

Генератори струму. Самоіндукція. Індуктивність. Струми Фуко. Енергія магнітного поля. Закономірності змінного струму. Коефіцієнт потужності созф та шляхи його збільшення. Трансформатор.

Автоматичний розподіл електричної енергії споживачами. Індукційні нагрівачі та печі.

Тема 21. Речовина у магнітному полі

Магнітна проникність середовища. Типи магнетиків. Ферити, їх властивості.

Магнітна сепарація в потоці сировини (цукровий буряк, зерно тощо). Застосування магнітного поля в технологічних процесах (подовження терміну зберігання пива), магнітотерапія та ін. Магнітні носії інформації.

Тема 22. Електромагнітне поле

Струм зміщення. Електромагнітні коливання. Рівняння Максвелла для електромагнітного поля.

Застосування електромагнітних коливань для поверхневого гартування сталі, безпроводового передавання електричної енергії.

Тема 23. Коливальний контур

Вільні, затухаючі, вимушені електромагнітні коливання. Резонанс. Електромагнітні хвилі. Елементи радіозв'язку. Електрофізичні параметри речовини.

Методи та апаратурне забезпечення дослідження електрофізичних параметрів сировини та матеріалів. Електрофізичні методи контролю якості сировини і матеріалів. Оброблення продуктів в електромагнітних полях. Харчові електротехнології.

Розділ V. Оптика

Тема 24. Хвильова оптика. Інтерференція світла

Світлова хвиля. Принцип Гюйгенса-Френеля. Когерентність. Умови інтерференційних максимумів та мінімумів. Інтерференція на тонких плівках.

Метод просвітлення оптики, його застосування для збільшення поверхневої прозорості скла в перископах та об'єктивах оптичних приладів. Інтерферометр Релея. Інтерферометрія в дослідженнях речовини. Поняття про голографію.

Тема 25. Дифракція світла

Метод зон Френеля. Дифракція на щілині, на дифракційній гратці, диску. Дифракція на просторовій решітці. Формула Вульфа-Бреггів.

Оптико-акустичний спосіб визначення концентрації розчинів. Рентгеноструктурний аналіз речовини. Застосування дифракційних Ґраток у спектрофотометрах для аналізу речовини.

Тема 26. Поляризація світла

Закон Брюстера. Поляроїди. Подвійне променезаломлення. Призма Ніколя. Закон Малюса. Повертання площини коливань поляризованого світла. Поляриметр.

Сахариметри. їх використання для контролю якості сировини і продуктів. Явище штучної оптичної анізотропії та його застосування. Дослідження механічних напруг на прозорому макеті шляхом спостереження інтерференції поляризованих променів. Полярископ, коноскоп, дихроскоп. Ефект Керра.

Тема 27. Основи квантової оптики

Теплове випромінювання. Закони Кірхгофа, Стефана-Больцмана, Віна. Формула Планка.

Наслідки із закону Кірхгофа (термос, мульчування ґрунту). Оптична пірометрія.

Тема 28. Фотоефект, його закони

Фотон, його параметри. Ефект Комптона. Тиск світла. Люмінесценція. Іконоскоп. Застосування фотоефекту. Практичне застосування люмінесценції. Оптичні методи контролю та обробки сировини і матеріалів.

Розділ VI. Фізика атома та ядра

Тема 29. Оптичні квантові генератори (лазери), їх застосування

Комбінаційне розсіювання світла. Поняття про парамагнітний та ядерний резонанси. Лазерне стимулювання біологічних структур (дріжджі, молочнокислі бактерії). Використання для встановлення структури складних молекул у дослідженнях речовини.

Тема 30. Хвильові властивості мікрочастинок

Гіпотеза де Бройля. Хвильова функція та її фізичний зміст. Квантово-механічний опис атома водню. Квантові числа. Корпускулярно-хвильовий дуалізм матерії. Рентгенівське випромінювання, його природа.

Використання у рентгеноструктурному аналізі.

Тема 31. Будова атома та ядра

Ізотопи, , та випромінювання. Взаємоперетворюваність нуклонів. Нейтріно. Дозиметрія. Використання радіонуклідів для діагностики та лікування. Радіоізотопні методи дослідження речовини.

Тема 32. Дефект маси атомного ядра, енергія зв'язку нуклонів

Ядерні реакції. Атомна та термоядерна зброя. Проблеми керованих термоядерних реакцій. Токамак.

Тема 33. Закон радіоактивного розпаду

Сучасні методи реєстрації елементарних частинок. Використання ядерної енергії. Енергозабезпечення. Активність радіоактивного препарату та земної поверхні. Сучасний стан об'єкта «Укриття».

Тема 34. Елементарні частинки

Класифікація та взаємоперетворюваність елементарних частинок. Чотири типи фундаментальних взаємодій. Основні проблеми сучасної фізики.

Фізика - фундамент, теорія технічного прогресу. Діалектика пізнання закономірностей природи.

2. ОРІЄНТОВНИЙ ПЕРЕЛІК ПИТАНЬ ДЛЯ ПІДСУМКОВОГО КОНТРОЛЮ

І семестр

  1. Предмет фізики. Роль фізичних методів при дослідженні харчових продуктів.

  2. Елементи кінематики матеріальної точки. Рівномірний прямолінійний рух. Прискорення. Рівноприскорений рух. Графіки руху.

  3. Рух тіл, кинутих вертикально вгору. Рух тіл, кинутих під кутом до горизонту, висота, час та дальність польоту.

  4. Рівномірний та нерівномірний рух по колу. Зв’язок між лінійною та кутовою швидкістю, період обертання, залежність кута повороту від часу. Кутове, нормальне, тангенційне та повне прискорення.

  5. Закони Ньютона. Закон збереження імпульсу.

  6. Робота сили. Кінетична енергія механічної системи. Потенційна енергія. Закон збереження механічної енергії.

  7. Сила гравітаційної взаємодії. Закон Гука.

  8. Енергія пружньодеформованого тіла. Сила тертя. Сила тяжіння.

  1. Абсолютно пружний та абсолютно непружний центральні удари.

  2. Момент інерції матеріальної точки та твердого тіла. Теорема Штейнера.

  3. Основне рівняння динаміки обертального руху.

  4. Закон збереження моменту кількості руху.

  5. Кінетична енергія обертального руху.

  6. Механіка рідин та газів. Рівняння Бернулі.

  7. Методи визначення в’язкості рідини.

  8. Характер зв’язку води у харчових продуктах і методи його контролю. Дослідження реологічних властивостей сировини та харчових продуктів.

  9. Основні положення молекулярно-кінетичної теорії газів. Основне рівняння молекулярно-кінетичної теорії ідеальних газів.

  10. Рівняння Менделєєва-Клапейрона та його порівняння з основним рівнянням молекулярно-кінетичної теорії газів.

  11. Середнє число зіткнень та середня довжина вільного пробігу молекул. Середньоквадратична швидкість молекул газу.

  12. Закон Больцмана розподілу частинок в зовнішньому потенційному полі. Барометрична формула.

  13. Число ступенів свободи молекул. Термодинамічний метод дослідження. Кількість теплоти.

  14. Перший закон термодинаміки. Робота газу при зміні його об’єму. Внутрішня енергія газу.

  15. Питома теплоємність речовини. Теплоємність газу при постійному об’ємі та постійному тискові, їх вираз через число ступенів свободи.

  16. Рівняння Майера. Показник адіабати як функція числа ступенів свободи.

  17. Застосування першого закону термодинаміки до ізопроцесів: рівняння ізотермічного, ізобарного, ізохорного та адіабатичного процесів і їх графічне відображення.

  18. Робота та внутрішня енергія при ізопроцесах.

  19. Кругові процеси, цикл Карно та ККД для ідеального газу.

  20. Реальні гази. Рівняння Ван-дер-Ваальса.

  21. Електричний заряд. Закон Кулона. Напруженість електричного поля. Напруженість поля точкового заряду.

  22. Робота сил електростатичного поля при переміщенні електричного заряду. Потенціал.

  23. Провідники та діелектрики в електричному полі. Електрична ємність. Конденсатори та їх застосування.

  24. Сила струму. Електрорушійна сила. Закон Ома для ділянки кола, замкненого кола та в диференційній формі.

  25. Закон Джоуля-Ленца в інтегральній та в диференційній формах. Робота та потужність електричного струму.

  26. Електропровідність харчових продуктів та сировини.

Соседние файлы в папке ФІЗИКА