Общая физика (волны и оптика)

内容描述: Дисциплина входит в естественнонаучный модуль и формирует у студентов компетенции, освоение которых требует современного естественнонаучного мировоззрения и научного мышления. В рамках данной дисциплины студенты приобретают навыки/умения работы с приборами и оборудованием.

贷款数: 6

*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 природы.

Задача

• формирование умения решать физические задачи, анализировать и находить методы решения физических проблем

Результат обучения: знание и понимание

• Освоение студентами основных физических явлений и законов по разделу физики волны и оптика

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. Определение волны. Продольные и поперечные волны. Волновое уравнение. Решение волнового уравнения. Классификация волн по их форме. 2. Принцип суперпозиции волн. Стоячие волны. Колебание струны. Собственные частоты, гармоники. Узлы и пучности стоячей волны. 3. Геометрическая оптика и её законы. Относительный и абсолютный показатель преломления. Рефракция света. Явление полного внутреннего отражения и его применение. Принцип Гюйгенса. Принцип Ферма. Оптическая длина пути. Миражи. 4. Развитие представлений о природе света. Световая волна. Интерференция световых волн. Пространственная и временная когерентность. Оптическая разность хода. Условие интерференционного максимума и минимума. Интерференционная картина от двух точечных источников на экране. Координаты максимумов и минимумов интерференции. 5. Бипризма Френеля. Кольца Ньютона. Интерференция при отражении от тонких плёнок. Кольца Ньютона. Просветление оптики. Интерферометрия. 6. Принцип Гюйгенса-Френеля. Дифракция волн. Зоны Френеля. Дифракция Френеля от круглого отверстия и круглого экрана. Дифракция Френеля от полуплоскости и щели. 7. Дифракция Фраунгофера. Дифракция Фраунгофера от круглого отверстия. Дифракция от щели. Дифракционная решётка. 8. Поляризация света. Естественный свет. Плоскость колебания. Плоскость поляризации. Виды поляризации. Поляризатор. Плоскость поляризатора. Закон Малюса. Прохождения света через два поляризатора. Степень поляризации. Поляризация при отражении и преломлении. Закон Брюстера. 9. Тепловое излучение. Испускательная и поглощательная способности тел. Закон Кирхгофа. Абсолютно черное тело. Закон Стефана-Больцмана. Закон Вина. 10. Фотоны. Тормозное рентгеновское излучение. Коротковолновая граница тормозного рентгеновского спектра. Фотоэффект. Опыты Столетова. Формула Эйнштейна. Опыты Милликена. Красная граница фотоэффекта.

Основная литература

• 1. A Student's Guide Through the Great Physics Texts : Volume III: Electricity, Magnetism and Light, Cham: Springer International Publishing, 2016 2. Волновые процессы. Основные законы : учебное пособие, Москва: Лаборатория знаний, 2015 3. Задачи по общей физике : , Москва: Лань, 2016 4. Задачи по общей физике : учебное пособие для вузов, Москва: Бином. Лаборатория знаний, 2012 5. Основы физики Т.2 , Москва: Лаборатория знаний, 2017 6. Волновые процессы : основные законы: учебное пособие для вузов, И. Е. Иродов, Москва: Бином. Лаборатория знаний, 2013

Дополнительная литература

• 7. Виртуальная образовательная лаборатория (http://www.virtulab.net/) 8. Видеозаписи и текстовый материал публичных лекций известных ученых мира (http://elementy.ru/lib/lections)