Перелік тем, винесених на самостійне вивчення. Для студентів ІІ курсу

САМОСТІЙНА РОБОТА

з дисципліни “Фізика”

Для студентів ІІ курсу

спеціальності 5.05010301 «Розробка програмного забезпечення»

ХАРКІВ 2015

1.

Пояснювальна записка

Дана методична розробка по самостійній роботі з дисципліни «Фізика» призначена для студентів ІІ курсу спеціальності «Розробка програмного забезпечення».

Самостійна робота – одна з форм роботи студентів вищих навчальних закладів при вивченні курсу «Фізика». Вона дає змогу засвоїти загальні закономірності перебігу природних явищ, закладає основи світорозуміння на різних рівнях пізнання природи і дає загальне обґрунтування природничо-наукової картини світу.

З цією метою програма курсу «Фізика» для вищих навчальних закладів І-ІІ рівня акредитації передбачає цілком самостійне вивчення студентами низки тем, на які відведено програмою 57 годин. Основними елементами цієї методики є читання підручників, учбових посібників, допоміжної літератури, написання рефератів з окремих проблем вивчених тем і виступ з ними на заняттях з фізики. Слід відзначити, що перелік тем, винесених на самостійне вивчення входить до складу питань для складання заліку з навчальної дисципліни «Фізика».

Результати самостійного вивчення тем курсу контролюються за допомогою постійного опитування студентів.

Перелік тем, винесених на самостійне вивчення

Тема 1.1 Основи електронної теорії будови атому. Закон Кулона. (4 години)

Система одиниць Гауса в електростатиці. Зв’язок фізики з математикою. Електризація тіл. Електричний заряд. Досліди Резерфорда. Ядерна модель будови атома. Закон збереження заряду. Сила взаємодії електричних зарядів. Закон Кулона. Діелектрична проникність середовища. Електрична стала.

Питання для самоконтролю.

1. Що називають електричним зарядом?

2. Як ви розумієте твердження, що електричний заряд є дискретним?

3. Що відбувається під час тісного контакту двох тіл виготовлених із різних матеріалів?

4. Сформулюйте закон збереження заряду та закон Кулона. Запишіть їх формули.

5. Який фізичний зміст має діелектрична проникність середовища?

6. Який заряд називають точковим? Порівняйте поняття «точковий заряд» та «матеріальна точка».

Теми доповідей, рефератів, повідомлень.

1. Чим система Гауса відрізняється від міжнародної системи одиниць вимірювання?

2. Чим електроскоп відрізняється від електрометра?

3. Досліди Резерфорда. Ядерна модель будови атома.

Основна література

§ 16.1-16.10 за підручником Жданов Л.С. Учебник по физике для средних специальных учебных заведений / Л. С. Жданов. – М.: Наука, 1975. – 592 с.

Додаткова література

Тема 1.3 Електричний струм у металах. Закони постійного струму. (6 годин)

Робота та потужність електричного стуму. Закон Джоуля-Ленца. Коротке замикання. Практичне застосування теплової дії електричного стуму.

З’єднання джерел електричної енергії в батареї (послідовне, паралельне, змішане).

Термоелектронна емісія. Контактна різниця потенціалів. Термо е.р.с. Термопари, термоелементи, термобатареї, їх застосування. Явище Пельтьє. Магазини опорів, реостати, омметр.

Питання для самоконтролю.

1. За якою формулою обчислюють роботу електричного струму?

2. Назвіть відомі одиниці роботи електричного струму. Доведіть, що 1 кВт^.год = 3,6^.10⁶ Дж.

3. Сформулюйте закон Джоуля-Ленца. Чому він має таку назву?

4. Які формули для розрахунку кількості теплоти, що виділяється під час проходження струму в провіднику, ви знаєте? Чи завжди можна ними користуватися?

5. Що називають потужністю електричного струму? За якою формулою її можна обчислити?

6. Що називають коротким замиканням? Як розрахувати силу струму короткого замикання?

7. Як розрахувати ККД джерела струму?

8. Запишіть формулу закону Ома для повного кола при послідовному з’єднанні джерел електричної енергії; при паралельному з’єднанні джерел електричної енергії; при змішаному з’єднанні джерел електричної енергії.

9. Що називається термоелектронною емісією?

10. Як розрахувати роботу виходу електрона з поверхні метала?

11. Від чого залежить термо-е.р.с.?

12. В чому полягає сутність явища Пельтьє?

Теми доповідей, рефератів, повідомлень.

1. Коротке замикання.

2. Практичне застосування теплової дії електричного стуму.

3. Застосування термоелектричних явищ в природі та техніці.

4. Термопари, термоелементи, термобатареї, їх застосування.

Основна література

§ 18.15,18.16, 19.1-19.4, 20.1-20.5 за підручником Жданов Л.С. Учебник по физике для средних специальных учебных заведений / Л. С. Жданов. – М.: Наука, 1975. – 592 с.

Додаткова література

Тема 1.4 Електричний струм в електролітах. (4 години)

Гальванічні елементи. Поляризація елементів і її усунення. Акумулятори, їх типи. Явище корозії. Ємність акумулятора, коефіцієнт корисної дії. Застосування гальванічних елементів і акумуляторів в техніці.

Питання для самоконтролю.

1. Що представляє собою електричний струм в електролітах?

2. Що називають гальванічними елементами?

3. Як усунути поляризацію гальванічних елементів?

4. Як працюють акумулятори?

5. Що називають ємністю акумулятора? В яких одиницях вона вимірюється?

6. Що показує ККД акумулятора?

7. В чому причина виникнення явища корозії?

Теми доповідей, рефератів, повідомлень.

1. Застосування гальванічних елементів та акумуляторів в техніці.

2. Принцип дії елемента Вольта.

3. Акумулятори, їх види та принцип дії.

Основна література

§ 22.1-22.5 за підручником Жданов Л.С. Учебник по физике для средних специальных учебных заведений / Л. С. Жданов. – М.: Наука, 1975. – 592 с.

Додаткова література

Тема 1.5 Електричний струм у газах і вакуумі. (4 годин)

Поняття про плазму. Поняття про випромінювання і поглинання енергії атомом. Катодні промені, їх природа і властивості. Електричний струм у вакуумі. Вакуумний діод та тріод, їх застосування. Електронно-променева трубка.

Питання для самоконтролю.

1. Що таке плазма? Які її основні властивості?

2. Що представляє собою електричний струм у вакуумі?

3. Що називають катодними променями?

4. Опишіть принцип дії електронно-променевої трубки.

Теми доповідей, рефератів, повідомлень.

1. Плазма та її основні властивості.

2. Вакуумний діод та тріод, їх застосування.

3. Застосування газосвітних трубок і ламп денного світла.

Основна література

§ 23.1-23.11 за підручником Жданов Л.С. Учебник по физике для средних специальных учебных заведений / Л. С. Жданов. – М.: Наука, 1975. – 592 с.

Додаткова література

Тема 1.6 Електричний струм у в напівпровідниках. (2 годин)

Поняття про мікросхеми. Застосування напівпровідників в техніці.

Питання для самоконтролю.

1. Охарактеризуйте напівпровідники з донорними домішками; з акцепторними домішками.

2. Дайте визначення напівпровідника p- та n-типу. Які частинки є основними носіями заряду?

3. Що таке p-n-перехід?

4. Що називають напівпровідниковим діодом? В чому полягає його основна властивість?

5. Для чого використовують напівпровідникові тріоди (транзистори)?

6. Що таке інтегральна мікросхема?

Теми доповідей, рефератів, повідомлень.

1. Напівпровідниковий діод і тріод, їх застосування.

2. Аналогові та цифрові мікросхеми.

3. Булева алгебра – основа роботи комп’ютера.

Основна література

§ 24.1-24.6 за підручником Жданов Л.С. Учебник по физике для средних специальных учебных заведений / Л. С. Жданов. – М.: Наука, 1975. – 592 с.

Додаткова література

Тема 1.7 Електромагнетизм. (10 годин)

Дія магнітного поля на провідник зі струмом. Силова характеристика магнітного поля – магнітна індукція. Магнітний потік. Напруженість магнітного поля.

Взаємодія струмів. Матеріальність магнітного поля. Лінії індукції магнітного поля. Поняття про вихрове поле. Магнітна проникність середовища. Магнітна стала. Температура Кюрі.

Парамагнітні, діамагнітні і феромагнітні речовини, їх природа. Крива початкового намагнічування феромагнетику.

Робота по переміщенню провідника зі струмом у магнітному полі. Сила Лоренца. Рух заряду у магнітному полі. Прискорювачі заряджених частинок. Магнітосфера Землі та її взаємодія з сонячним вітром. Постійне і змінне поля.

Питання для самоконтролю.

1. Дайте визначення магнітного поля.

2. Дайте визначення магнітної індукції. Якою є її одиниця вимірювання в СІ?

3. Яке магнітне поле називають однорідним? неоднорідним? Наведіть приклади.

4. Які є способи визначення напрямку вектора магнітної індукції?

5. Що називають лініями магнітної індукції? Які їх властивості?

6. Чому магнітне поле вихрове?

7. Дайте визначення магнітного потоку. Запишіть формулу для його визначення.

8. Дайте визначення напруженості магнітного поля.

9. Який фізичний зміст магнітної проникності середовища?

10. Чому дорівнює магнітна стала?

11. Наведіть приклади речовин, які є діамагнетиками, парамагнетиками та феромагнетиками. Як відбувається їх намагнічування?

12. Що відбувається з феромагнетиком при температурі Кюрі?

13. Де застосовують м’які магнітні матеріали? жорсткі магнітні матеріали?

14. Дайте визначення сили Ампера. За якою формулою її розраховують? Як визначають її напрямок?

15. Дайте визначення сили Лоренца. За якою формулою її розраховують? Як визначають її напрямок?

16. Як рухається частинка, якщо її початкова швидкість напрямлена паралельно лініям магнітної індукції? перпендикулярно до ліній магнітної індукції? під кутом до ліній магнітної індукції?

Теми доповідей, рефератів, повідомлень.

1. У чому полягає дослід Г.К.Ерстеда? Опишіть дослід на підтвердження того, що в магнітному полі на провідник зі струмом діє сила.

2. Магнітосфера Землі та її взаємодія з сонячним вітром.

3. Прискорювачі заряджених частинок.

Основна література

§ 25.1-25.20 за підручником Жданов Л.С. Учебник по физике для средних специальных учебных заведений / Л. С. Жданов. – М.: Наука, 1975. – 592 с.

Додаткова література

Тема 1.8 Електромагнітна індукція. (4 години)

Вихрове електричне поле і його зв’язок із магнітним полем. Вихрові струми. Явище самоіндукції. ЕРС самоіндукції. Магнітне потокозчеплення. Індуктивність. Енергія магнітного поля.

Питання для самоконтролю.

1. Як пов’язані змінне магнітне поле та вихрове електричне поле?

2. Дайте визначення самоіндукції.

3. Сформулюйте закон самоіндукції.

4. Дайте визначення індуктивності.

5. Дайте визначення магнітного потокозчеплення.

6. Назвіть одиницю індуктивності в СІ, дайте її визначення.

7. Доведіть, що магнітне поле має енергію. Запишіть формулу для енергії магнітного поля.

Теми доповідей, рефератів, повідомлень.

1. Явище самоіндукції в техніці та промисловості.

2. Вихрові струми, необхідність їх врахування в техніці.

Основна література

§ 26.1, 26.7-26.10 за підручником Жданов Л.С. Учебник по физике для средних специальных учебных заведений / Л. С. Жданов. – М.: Наука, 1975. – 592 с.

Додаткова література

Тема 2.1 Змінний струм. (2 години)

Миттєве, максимальне, діюче значення е.р.с. напруги, сили струму. Індуктивність та ємність у колі змінного струму.

Питання для самоконтролю.

1. Що називають діючим значенням сили струму?

2. Як розрахувати діючі значення сили струму й напруги?

3. Які основні види опорів існують у колах змінного струму? Дайте їхні визначення.

4. Наведіть формулу для розрахунку індуктивного опору. Від яких чинників він залежить?

5. Дайте визначення ємнісного опору. Від яких чинників він залежить?

6. Чому дорівнює повний опір кола?

Теми доповідей, рефератів, повідомлень.

1. Застосування трансформаторів.

2. Застосування явища електричного резонансу.

Основна література

§ 29.3-29.7 за підручником Жданов Л.С. Учебник по физике для средних специальных учебных заведений / Л. С. Жданов. – М.: Наука, 1975. – 592 с.

Додаткова література

Тема 2.2 Електромагнітні коливання і хвилі. (6 годин)

Перетворення енергії в закритому коливальному контурі. Отримання незатухаючих електромагнітних коливань. Струми високої частоти та їх застосування. Електромагнітне поле як особливий вид матерії.

Принцип радіотелеграфного і радіотелефонного зв’язку. Амплітудна модуляція. Будова і принцип дії найпростішого радіоприймача, підсилювача низької частоти і випрямляча змінного струму. Поняття про радіолокацію.

Питання для самоконтролю.

1. Дайте визначення генератора незатухаючих електромагнітних коливань. Опишіть його будову. Поясніть принцип дії генератора.

2. Чому дорівнює частота електромагнітних коливань, що відбуваються в генераторі?

3. Дайте визначення електромагнітного поля?

4. Чому для передавання радіосигналів потрібно використовувати високочастотні електромагнітні коливання?

5. Як створюють незатухаючі високочастотні електромагнітні коливання?

6. Чому закритий коливальний контур практично не випромінює електромагнітні хвилі?

7. Що таке антена?

8. Що називають амплітудною модуляцією? детектуванням?

9. Назвіть основні частини радіоприймача та їхнє призначення.

10. Що таке радіолокація? Опишіть принцип дії радіолокаційної станції.

Теми доповідей, рефератів, повідомлень.

1. Поняття про радіолокацію.

2. Електромагнітні хвилі в природі й техніці.

3. Основні напрямки роботи інституту радіофізики та електроніки ім. О.Я. Усикова НАН України (Харків).

Основна література

§ 30.1-30.11 за підручником Жданов Л.С. Учебник по физике для средних специальных учебных заведений / Л. С. Жданов. – М.: Наука, 1975. – 592 с.

Додаткова література

Тема 3.1 Елементи геометричної оптики (2 години)

Поширення світла в різних середовищах. Закони відбивання світла. Дзеркальне і дифузійне відбивання. Закони заломлення світла. Повне відбивання світла, граничний кут.

Питання для самоконтролю.

1. У чому сутність корпускулярно-хвильового дуалізму?

2. Сформулюйте закони відбивання та заломлення світла. Наведіть приклади, які їх ілюструють.

3. У чому полягає властивість оборотності світлових променів?

4. Чому ми бачимо тіла, які нас оточують?

5. Яке відбивання світла називається дзеркальним? дифузним?

6. Який фізичний зміст абсолютного та відносного показника заломлення світла?

7. Що таке граничний кут?

8. За яких умов на межі двох середовищ може спостерігатися повне внутрішнє відбивання?

Теми доповідей, рефератів, повідомлень.

1. Сучасні уявлення про природу світла.

2. Де застосовують явище повного відбивання світла?

Основна література

§ 31.1-31.3, 32.1-32.6 за підручником Жданов Л.С. Учебник по физике для средних специальных учебных заведений / Л. С. Жданов. – М.: Наука, 1975. – 592 с.

Додаткова література

Тема 3.2 Хвильова фізика (2 годин)

Закон теплового випромінювання Кірхгофа. Закони теплового випромінювання Стефана-Больцмана, Віна, Планка. Спектри Сонця та зірок. Ультрафіолетова і інфрачервона частини спектру. Рентгенівські промені.

Питання для самоконтролю.

1. Сформулюйте закон теплового випромінювання Кірхгофа.

2. Сформулюйте та запишіть формули законів теплового випромінювання Стефана-Больцмана, Віна, Планка.

3. Що називають фраунгоферовими лініями?

Теми доповідей, рефератів, повідомлень.

1. Застосування спектрального аналізу.

2. Як уникнути негативного впливу деяких видів електромагнітного випромінювання на здоров’я людини?

3. Спектри Сонця та зірок.

4. Властивості та застосування ультрафіолетового та інфрачервоного випромінювання.

5. Рентгенівські промені та їх практичне застосування.

Основна література

§ 37.9-37.16 за підручником Жданов Л.С. Учебник по физике для средних специальных учебных заведений / Л. С. Жданов. – М.: Наука, 1975. – 592 с.

Додаткова література

Тема 3.3 Елементи квантової фізики (4 годин)

Поняття про хвильові та квантові властивості випромінювання. Тиск світлових променів. Досліди П.М.Лебедєва. Теплова та хімічна дія світла. Поняття про квантову природу хімічної дії випромінювання.

Внутрішній фотоефект. Фоторезистори. Фотоелементи з внутрішнім фотоефектом. Випромінювання та поглинання енергії атомами. Явище люмінесценції. Поняття про квантові генератори.

Питання для самоконтролю.

1. Що таке світло?

2. У чому сутність корпускулярно-хвильового дуалізму?

3. У яких явищах виявляються хвильові властивості світла?

4. У яких явищах виявляються квантові властивості світла?

5. Як пояснює тиск світла квантова теорія?

6. Опишіть досліди Лебедєва з вимірювання світлового тиску.

7. Як розрахувати енергію кванта випромінювання?

8. Що таке фотон? Які його властивості?

9. Дайте визначення фотоефекту. Чим відрізняється внутрішній фотоефект від зовнішнього?

10. Дайте визначення люмінесценції.

11. Які існують види люмінесценції?

12. Яке випромінювання називають спонтанним? Чи є воно когерентним?

13. Яке випромінювання називають вимушеним? Чи є воно когерентним?

14. Як улаштований оптичний квантовий генератор – лазер?

Теми доповідей, рефератів, повідомлень.

1. Гіпотеза Макса Планка про дискретний характер випромінювання.

2. Який внесок зробив А.Ейнштейн у розвиток квантової теорії світла?

3. Досліди П.М.Лебедєва.

4. Використання хімічної дії світла при фотографуванні.

5. Принцип дії та застосування лазерів.

6. Де і як застосовують фотоефект?

7. Фоторезистори. Фотоелементи з внутрішнім фотоефектом.

Основна література

§ 38.1-38.17 за підручником Жданов Л.С. Учебник по физике для средних специальных учебных заведений / Л. С. Жданов. – М.: Наука, 1975. – 592 с.

Додаткова література

Тема 4.1 Будова атомного ядра. (3 години)

Модель атома. Рівняння Шрьодингера. Біологічна дія радіоактивних випромінювань. Ефект Вавілова-Черенкова. Поняття про ядерні сили. Дефект мас атомних ядер. Енергія зв’язку.

Питання для самоконтролю.

1. Опишіть будову атома.

2. Що таке ядерні сили?

3. Які властивості ядерних сил ви знаєте?

4. Запишіть формулу енергії зв’язку.

5. Як захиститися від радіоактивного випромінювання?

6. В чому суть ефекту Вавілова-Черенкова?

7. Запишіть рівняння Шрьодингера.

Теми доповідей, рефератів, повідомлень.

1. Біологічна дія радіоактивних випромінювань.

2. Ізотопи, їх одержання та застосування.

Основна література

§ 40.5-40.11 за підручником Жданов Л.С. Учебник по физике для средних специальных учебных заведений / Л. С. Жданов. – М.: Наука, 1975. – 592 с.

Додаткова література

Тема 4.2 Елементарні частинки. (2 години)

Відкриття позитрона. Нейтрино. Відкриття нових елементарних частинок. Класифікація елементарних частинок. Античастинки. Взаємні перетворення речовини та поля. Гіпотеза кварків.

Питання для самоконтролю.

1. Що називають елементарною частинкою?

2. Яку частинку називають позитроном? Чим вона відрізняється від електрона?

3. Що таке нейтрино?

4. Які частинки називають лептонами?

5. Які частинки називають адронами?

6. Які заряди мають кварки?

7. Що таке космічні промені?

Теми доповідей, рефератів, повідомлень.

1. Відкриття нових елементарних частинок.

Основна література

§ 41.2-41.7 за підручником Жданов Л.С. Учебник по физике для средних специальных учебных заведений / Л. С. Жданов. – М.: Наука, 1975. – 592 с.

Додаткова література

Тема 4.3 Атомна енергія та її використання. (2 години)

Поділ важких атомних ядер. Ланцюгові реакції. Ядерний вибух. Ядерний реактор. Термоядерні реакції. Енергія Сонця та зірок.

Питання для самоконтролю.

1. Що відбувається під час взаємодії ядра Урану та нейтрона?

2. Опишіть механізм ланцюгової ядерної реакції.

3. Які перетворення відбуваються в ядерних реакторах?

4. Який процес називається термоядерним синтезом?

5. На якому принципі ґрунтується робота атомних станцій?

6. Що ви знаєте про Чорнобильську трагедію?

Теми доповідей, рефератів, повідомлень.

1. Сучасний стан атомної енергетики. Екологічні проблеми.

Основна література

§ 42.1-42.7 за підручником Жданов Л.С. Учебник по физике для средних специальных учебных заведений / Л. С. Жданов. – М.: Наука, 1975. – 592 с.

Додаткова література

Date: 2015-09-25; view: 266; Нарушение авторских прав