Общая физика (электричество и магнетизм)

内容描述: В рамках данной дисциплины студенты знакомятся с основами классической электродинамики, приобретают навыки и умения применения законов электродинамики для решения исследовательских и инженерных задач и приобретают навыки/умения работы с приборами и оборудованием.

贷款数: 5

*СomplexityDiscipline(zh-CN)*:

零件: Вузовский компонент

循环次数: Базовые дисциплины

Цель

• Целями освоения дисциплины является формирование у студентов целостной системы взглядов на устройство окружающего мира, используя известные экспериментальные факты и теоретические воззрения, сформировать научный метод мышления, продемонстрировать ведущую роль физики в процессе познания мира, показать всеобщность физических законов и их справедливость в живой и неживой природе.

Задача

• Дать основы знаний по разделам данного курса необходимые для использования в последующих спецкурсах, либо для самостоятельной исследовательской деятельности.

Результат обучения: знание и понимание

• Усвоение студентами основных физических явлений и законов по разделу физики электричество и магнетизм и методов физического исследования.

Результат обучения: применение знаний и пониманий

• Ознакомление студентов с измерительной аппаратурой, выработка умения проводить экспериментальные исследования, обрабатывать результаты эксперимента и анализировать их.

Результат обучения: формирование суждений

• Формирование у студентов научного мышления и диалектического мировоззрения, правильного понимания границ применимости различных физических понятий, законов, теорий и умения оценивать степень достоверности результатов, полученных с помощью экспериментальных или математических методов исследования.

Результат обучения: коммуникативные способности

• Уметь организовывать свой труд, оценивать с большой степенью самостоятельности результаты своей деятельности, владеть навыками самостоятельной работы; уметь применять базовые знания в профессиональной деятельности; владеть теорией и навыками практической работы; анализировать полученные результаты, делать необходимые выводы и формулировать предложения; представлять полученные в исследованиях результаты в виде отчетов

Результат обучения: навыки обучения или способности к учебе

• Решение качественных и количественных физических задач, анализировать и находить методы решения физических проблем, развиваются способности и интерес к самостоятельному мышлению и творческой деятельности.

*TeachingMethods(zh-CN)*

При проведении учебных занятий предусматривается использование следующих образовательных технологий: - интерактивная лекция (использование следующих активных форм обучения: исполнительная (управляемая) дискуссия или беседа; модернизация; демонстрация слайдов или учебных фильмов; мозговой штурм; мотивационная речь); - построение сценариев развития различных ситуаций на основе заданных условий; - информационно-коммуникационные (например, занятия в компьютерном классе с использованием профессиональных пакетов прикладных программ); - поисково-исследовательская (самостоятельная исследовательская деятельность студентов в учебном процессе); - решение учебных задач.

Темы лекционных занятий

• 1. Электростатика.Точечный заряд. Электрическое поле в вакууме. Закон Кулона. Электрическое поле. Напряженность поля. Принцип суперпозиций полей.Теорема Гаусса. Работа сил поля при перемещении заряда. 2. Проводники и диэлектрики в электростатическом поле. Потенциал. Эквипотенциальные поверхности. Связь между напряженностью электрического поля и потенциалом. Диполь в электрическом поле. Вектор поляризации в диэлектрике.Диэлектрическая проницаемость. Теореме Гаусса для вектора электрического смещения. Условия на границе двух диэлектриков. 3. Энергия электрического поля.Электроемкость. Конденсаторы. Соединение конденсаторов. Энергия системы зарядов. Энергия заряженного проводника. Энергия заряженного конденсатора. Энергия электрического поля. 4. Постоянный электрический ток. Сила тока. Плотности тока в проводнике. Уравнение непрерывности. Закон Ома для однородного участка цепи. Сопротивление и проводимость проводников. Температурная зависимость удельного сопротивления проводника.Сторонние силы. Электродвижущая сила источника тока. Закон Ома для участка цепи, содержащего ЭДС.Мощность тока. Закон Джоуля-Ленца. Разветвленные цепи. Правила Кирхгофа. 5. Магнитное поле в вакууме.Опыт Эрстеда. Сила Лоренца. Магнитная индукция.Эффект Холла.Принцип суперпозиции магнитных полей. Закон Био-Савара-Лапласа. Магнитное поле прямого и кругового тока.Магнитное поле соленоида.Теорема Гаусса для индукции магнитного поля.Сила, действующая на контур с током в магнитном поле. Закон Ампера. Сила взаимодействия параллельных токов. Момент сил, действующих на контур с током в магнитном поле. 6. Магнитное поле в веществе. Вектор намагничивания. Токи намагничения. Циркуляция вектора Н в веществе. Напряженность магнитного поля. Магнитная восприимчивость. Магнитная проницаемость. Связь между векторами В и Н. Ферромагнетизм, диамагнетизм, парамагнетизм. Магнитный гистерезис. 7. Движение заряженных частиц в электрических и магнитных полях.Опыт Томсона. Определение заряда электрона в опыте Милликена. Определение удельного заряда иона.Ускорители заряженных частиц. Циклотрон. бетатрон. Масс-спектрометр. 8. Опыт Фарадая. Электромагнитная индукция. Правило Ленца. Электродвижущая сила (ЭДС) индукции. Закон электромагнитной индукции.Явление самоиндукции. Индуктивность. ЭДС самоиндукции. Индуктивность соленоида. Токи при замыкании и размыкании цепи. 9. Уравнения Максвелла. Вихревое электрическое поле. Ток смещения. Энергия и поток энергии. Вектор Пойнтинга. Импульс электромагнитного поля. 10. Электромагнитные колебания в контуре без активного сопротивления. Собственная частота контура. Формула Томсона. Напряжение на конденсаторе и ток в контуре. Электромагнитные колебания. Затухающие колебания в цепи с активным сопротивлением. Логарифмический декремент затухания.

Основная литература

• 1. A Course in Classical Physics 3 — Electromagnetism : , Cham: Springer International Publishing, 2016 2. Задачи по общей физике : учебное пособие для вузов, Москва: Бином. Лаборатория знаний, 2014 3. Электромагнетизм. Основные законы : учебное пособие для вузов, : Бином. Лаборатория знаний, 2015 4. Электростатика. Постоянный ток : пособие к решению задач: учебно-методическое пособие, В. В. Грушин, Е. А. Мазур, С. Л. Тимошенко, Москва: НИЯУ МИФИ, 2011 5. Виртуальная образовательная лаборатория (http://www.virtulab.net/) 6. Видеозаписи и текстовый материал публичных лекций известных ученых мира (http://elementy.ru/lib/lections)

Дополнительная литература

• 7. Энциклопедический сайт (http://elementy.ru) 8. Сайт НИЯУ МИФИ (http://mephi.ru/)