УДК 538.3(075.5)

Приложение 1. Введение в специальность (журналистика).................... 219

Приложение 2. Примерные вопросы к зачету по курсу............................ 225

Приложение 3. Примерные темы рефератов (по II части курса)........... 226

Приложение 4. Специфика журнализма в ряду других профессий....... 228

Приложение 5. Профессиограмма журнализма.......................................... 233

Приложение 6. Тестовые методики................................................................. 242

Приложение 7. Этимология имен..................................................................... 251

Приложение 8. Персонологические характеристики................................ 252

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Технологический институт

Федерального государственного образовательного

Учреждения высшего профессионального образования

«Южный федеральный университет»

Методическое пособие

По курсу

«Физические основы измерений»

по дисциплине

ФИЗИКА

Для студентов всех специальностей

Дневной и заочной форм обучения

Таганрог 2009

УДК 538.3(075.5)

Голосов С.П. Методическое пособие по курсу

«Физические основы измерений»

. Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ , 2009. – 100 с.

Методическое пособие представляет краткое изложение физических основ измерения.

Целью дисциплины «Физические основы измерений» является изучение студентами основ физических измерений, методов теории подобия и размерностей, приобретение навыков в использовании средств измерений.

Основными задачами дисциплины являются:

– научить студентов современным методам достижения достоверности и точности различных видов измерений;

– изучить приемы и навыки выбора методики и измерения конкретных масштабов физических величин с минимально возможными погрешностями;

– усвоить основные физические закономерности, наиболее часто привлекаемые для решения задач экспериментального физического исследования требуемой точности.

Ил. 56. Библиогр. 25 назв.

УДК 501 (07.07)+658.512.2.011 (07.07)

Голосов С.П. Физические основы измерений.– Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ , 2009. – 172 с.

Данное пособие предназначено для студентов всех специальностей ТТИ ЮФУ дневной и заочной форм обучения.

Табл. 3. Ил. 32. Библиогр.: 11 назв.

Рецензент доцент кафедры АСНИ и Э Лапшин Владимир Борисович

Оглавление

Содержание

Лекция № 1

1. Вводная лекция. Предмет “Физические основы измерений”. Его содержание. Распределение учебных часов и материала. Рейтинг-контроль. Экзамен. Понятия об измерениях. Прямые и косвенные измерения. Физический смысл записи конечного результата.

Лекция №2. 5

2. Методы теории подобия и размерностей. Трансдисциплинарные идеи в естествознании. Трансдисциплинарная идея единства объекта и его окружения. Трансдисциплинарная идея пространственно-временных отношений в природе. Трансдисциплинарная идея экспериментальной достоверности. Роль трансдисциплинарных идей в целостном понимании природы. Адиабатические инварианты. 5

2.1. Естествознание как трансдисциплинарная область научного знания. 5

2.2. Трансдисциплинарная идея моделирования природы. 14

2.3. Трансдисциплинарная идея единства объекта и его окружения. 7

2.4. Трансдисциплинарная идея пространственно-временных отношений в природе. 14

2.5. Трансдисциплинарная идея целостности природы. 18

2.6. Трансдисциплинарная идея экспериментальной достоверности. 20

2.7. Роль трансдисциплинарных идей в целостном понимании природы. 25

Лекция №3. 30

3.Элементы современной физической картины мира. Ретроспективный взгляд на формирование естественно-научных представлений. Особенности описания природы в классической версии естественно-научной картины мира. Особенности описания природы в неклассической версии естественно-научной картины мира. 30

3.1. Образ природы в классическом естествознании. 30

3.1.1. Концепция измерения в классическом естествознании. 30

3.1.2. Концепция единого пространства-времени. 31

3.1.3. Концепция моделирования объектов. 34

3.1.4. Концепция контролируемого воздействия. 39

3.1.5. Специфика классических моделей химии и биологии. 40

3.2. Образ природы в неклассическом естествознании. 41

3.2.1. Концепция измерения в неклассическом естествознании. 41

3.2.2. Концепция моделирования состояний. 42

3.2.3. Целостность микросостояний. Особенность микросостояний системы тождественных частиц. 47

3.2.4.Концепция макросостояний объектов. 49

3.2.5. Концепция флуктуации и их корреляций. 60

3.2.6. Флуктуации и альтернативная корреляция между ними в микромире. 62

Лекция №4. 65

4. Концепция измерения в классическом естествознании. Классические измерительные системы. Проблема измерения в классическом естествознании. Единицы измерения и системы единиц. 65

4.1. Проблема измерения в классическом естествознании. 65

4.2. Единицы измерения и системы единиц. 69

4.3. Возникновение систем мер. 71

4.4.Возникновение и распространение метрической системы мер. 72

4.5. Эталоны. 73

4.6. Атомные часы. 74

4.7. СГС. 74

Лекция №5. 75

5. Концепция единого пространства – времени. Временные отношения в природе. Пространственные отношения в природе. Движение частицы. Взаимосвязь пространства и времени. Целостное описание пространства – времени. 75

5.1. Временные отношения в природе. 75

5.2. Пространственные отношения в природе. 78

5.3. Движение частицы. Взаимосвязь Пространства и времени. 81

5.4. Целостное описание пространства-времени. 84

Лекция №6. 88

6. Концепция моделирования объектов. Традиции атомизма и непрерывности в естествознании. Фундаментальные физические модели объектов. Масса как фундаментальная характеристика инертности и гравитации. Импульс как фундаментальная характеристика объекта. Полная энергия и полный момент как фундаментальные характеристики объекта. Роль фундаментальных законов сохранения в описании природы. 88

6.1. Моделирование. 88

6.2. Традиции атомизма и непрерывности в естествознании. 90

6.3. Фундаментальные физические модели объектов. 96

6.4. Масса как универсальная характеристика инертности и гравитации. 99

6.5. Импульс как фундаментальная характеристика объекта. 102

6.6. Полная энергия и полный момент как фундаментальные характеристики объекта. 105

6.7. Роль фундаментальных законов сохранения в описании природы. 109

Лекция №7. 114

7. Концепция контролируемого воздействия. Воздействие и взаимодействие. Характеристики контролируемого воздействия на частицу. Фундаментальные силы. Механическая энергия и динамика частицы. Энергия взаимодействия в системе частиц. 114

7.1. Воздействие и взаимодействие. 114

7.2. Характеристики контролируемого воздействия на частицу. 118

7.3. Фундаментальные силы.. 120

7.4. Механическая энергия и динамика частицы.. 123

7.5. Энергия взаимодействия в системе частиц. 128

Лекция №8. 135

8. Концепция измерения в неклассическом естествознании. Концепция моделирования состояний. Неклассические представления о характеристиках объектов и состояний. Фундаментальные модели неклассической физики. 135

8.1. Концепция измерения в неклассическом естествознании. 135

8.2. Концепция моделирования состояний. 138

8.2.1. Неклассические представления о характеристиках объектов и состояний. 138

8.2.2. Фундаментальные модели неклассической физики. 141

Лекция №9. 147

9. Концепция микросостояния объекта. Ограничение воздействия на микроуровне как фундаментальный закон природы. Микросостояние одной микрочастицы. Целостность микросостояний. Особенность микросостояний системы тождественных частиц. 147

9.1. Ограничение воздействия на микроуровне как фундаментальный закон природы. 147

9.2. Микросостояние одной микрочастицы. 150

9.3. Целостность микросостояний. Особенность микросостояний системы тождественных частиц. 154

Лекция №10. 158

10. Концепция макросостояний объектов. Тепловое равновесие как макросостояние. Детерминированное и стохастическое движения. Ограничение воздействия на макроуровне как фундаментальный закон природы. Макропараметры как характеристики объектов и их макросостояний в тепловом равновесии. Два способа описания природы на макроуровне. 158

10.1. Тепловое равновесие как макросостояние. 158

10.2. Детерминированное и стохастическое движения. Ограничение воздействия на макроуровне как фундаментальный закон природы. 162

10.3. Макропараметры как характеристики объектов и их макросостояний в тепловом равновесии. 166

10.4. Два способа описания природы на макроуровне. 170

Лекция №11. 174

11. Концепция флуктуаций и их корреляций. Флуктуации и их роль в описании природы. Флуктуации и альтернативная корреляция между ними в микромире. Флуктуации и неальтернативная корреляция между ними в макромире. Универсальные корреляции между флуктуациями в неклассической физике. 174

11.1. Флуктуации и их роль в описании природы. 174

11.2. Флуктуации и альтернативная корреляция между ними в микромире. 176

11.3. Флуктуации и неальтернативная корреляция между ними в макромире. 178

11.4. Универсальные корреляции между флуктуациями в неклассической физике. 181

Лекция №12. 185

12. Физические принципы создания современной эталонной базы. Использование явления сверхпроводимости. 185

12.1. Свойство сверхпроводимости. 185

12.2. Изотопический эффект.. 185

12.3. Функциональные устройства на магнитных вихрях в сверхпроводниках второго рода. 191

12.4 Высокотемпературная сверхпроводимость. 197

Лекция №13. 210

13. Явление Зеемана. Явление Джозефсона. 210

Лекция №14. 216

14. Явление Мессбауэра. Другие эффекты квантовой физики. 216

14.4. Природа эффекта. 225

14.5. Мёссбауэровские изотопы.. 226

14.6. Общие применения метода. 227

14.7. Применение эффекта Мессбаура для изучения свойств поверхности и объема кристаллов. 229

14.8. Химические применения метода. 229

14.9. Послесловие. 232

Лекция №15. 235

15. Классический и квантовый эффекты Холла. Метод измерения подвижности носителей тока в металлах и полупроводниках, основанный на эффекте Холла. Измерение фазы волновой функции и связанные с ней эффекты. Эффект Ааронова-Бома. 235

15.1.Общие сведения. 235

15.2. Объяснение эффекта Холла с помощью электронной теории. 236

15.3. Эффект Холла в ферромагнетиках. 239

15.4. Эффект Холла в полупроводниках. 239

15.5. Эффект Холла на инерционных электронах в полупроводниках. 239

15.6. Датчик ЭДС Холла. 242

Лекция №16. 244

16. Измерение абсолютного заряда электрона и его удельного заряда. Опыт Милликена. Метод Томсона. Метод магнитной фокусировки Буша. 244

16.1. Инерционный метод измерения заряда. История открытия электрона. 244

16.2. Метод магнитной фокусировки Буша. 246

16.3. Опыт Милликена. 248

Лекция №17. 255

17. Естественные пределы точности измерений. Броуновское движение. Шумы, обусловленные дискретностью вещества. Шумы и помехи. Дробовый эффект. Шумы Найквиста. Фундаментальный источник погрешностей измерений – самодвижение материи. 255

17.1. Шумы, обусловленные дискретностью вещества. Помехи. 256

17.2. Дробовый эффект. 258

17.3.Критерий устойчивости Найквиста. Формула Найквиста. 259

17.4. Естественные пределы точности измерений. 261

17.6. Фундаментальный источник погрешностей измерений. Основные понятия и виды погрешностей. 264

17.7. Броуновское движение. 267

Список используемой литературы: 271

Лекция №1.

1. Вводная лекция. Предмет “Физические основы измерений”. Его содержание. Распределение учебных часов и материала. Рейтинг-контроль. Экзамен. Понятия об измерениях. Прямые и косвенные измерения. Физический смысл записи конечного результата.