ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ. Сургутский государственный университет

Сургутский государственный университет

628400, Россия, Ханты-Мансийский автономный округ,

Г. Сургут, ул. Энергетиков, 14

Тел. (3452) 52-47-00, факс (3462) 52-47-29

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

ХАНТЫ-МАНСИЙСКИЙ АВТОНОМНЫЙ

ОКРУГ – ЮГРА

СУРГУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНЖЕНЕРНО–ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

КАФЕДРА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ФИЗИКИ

ОВЧИННИКОВ А. И., КОНОВАЛОВА Е. В.

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

ПО КУРСУ ОБЩЕЙ ФИЗИКИ

СУРГУТ

Издательство СурГУ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

ХАНТЫ-МАНСИЙСКИЙ АВТОНОМНЫЙ

ОКРУГ – ЮГРА

СУРГУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНЖЕНЕРНО–ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

КАФЕДРА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ФИЗИКИ

ОВЧИННИКОВ А. И., КОНОВАЛОВА Е. В.

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

ПО КУРСУ ОБЩЕЙ ФИЗИКИ

СУРГУТ

Издательство СурГУ

УДК 53(076.1)

ББК 22.3я73

О-355

Овчинников, А. И. Учебное пособие по курсу общей физики: учеб. пособие / А. И. Овчинников, Е. В. Коновалова; Сургут: Изд-во СурГУ, 2007. – 107 с.

В учебном пособии представлены важнейшие разделы курса общей физики. В нем приведены рабочая программа курса, основные законы. Изложение теоретического материала сопровождается примерами решения задач. Пособие содержит задачи для выполнения контрольных работ. Учебное пособие предназначено для студентов-заочнтков инженерно-технических специальностей. Оно может быть использовано также при дистанционной форме обучения.

Табл. 2. Илл. 4. Библиогр.: 12 назв.

Печатается по решению редакционно-издательского совета Сургутского государственного университета.

Рецензенты Конева Нина Александровна, д. ф.-м. н., профессор

Тихонов Анатолий Степанович, к. ф.-м. н., профессор

Еремеева Галина Алексеевна, к. т. н., доцент

Манина Елена Анатольевна, к. п. н., доцент

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие……………………………………………………… 5

Общие методические указания…………………………………. 6

Понятие о физической картине мира…………………………… 9

Рабочая рограмма………………………………………………… 13

Фундаментальные физические постоянные……………………. 20

Учебные материалы по разделам курса физики.

I. Физические основы механики, молекулярной физики

и термодинамики. Пояснения к рабочей программе…………... 23

Примеры решения задач…………………………………………. 33

Контрольная работа №1…………………………………………. 45

II. Основы электродинамики.

Пояснения к рабочей программе………………………………... 50

Примеры решения задач…………………………………………. 56

Контрольная работа №2…………………………………………. 66

III. Колебания. Волны. Оптика.

Пояснения к рабочей программе……………………………….. 73

Примеры решения задач………………………………………… 80

IV. Элементы атомной и ядерной физики и физики твердого тела.

Пояснения к рабочей программе……………………………….. 88

Примеры решения задач………………………………………… 91

Контрольная работа №3………………………………………… 98

Список литературы……………………………………………… 106

ПРЕДИСЛОВИЕ

Физика – наука о природе: о строении, свойствах и взаимодействии составляющих ее материальных тел и полей. Главная цель этой науки – выявить и объяснить законы природы, которые определяют все физические явления. Физика основывается на экспериментально установленных фактах. Занимая центральное место среди других наук в объяснении законов природы, она играет первостепенное значение в формировании научного материалистического мировоззрения.

Основными задачами курса физики в вузах являются:

1. Создание основ теоретической подготовки в области физики, позволяющей будущим инженерам ориентироваться в потоке научной и технической информации и обеспечивающей возможность использования новых физических принципов в тех областях техники, в которых они специализируются;

2. Формирование научного мышления, в частности, правильного понимания границ применимости различных физических понятий, законов, теорий и умения оценивать степень достоверности результатов, полученных с помощью экспериментальных или математических методов исследования;

3. Усвоение основных физических явлений и законов классической и современной физики, методов физического исследования;

4. Выработка приемов и навыков решения конкретных задач из разных областей физики, помогающих в дальнейшем решать инженерные задачи;

5. Ознакомление с современной научной аппаратурой и электронно-вычислительной техникой, выработка у студентов начальных навыков проведения экспериментальных исследований различных физических явлений и оценки погрешности измерений.

Цель настоящего учебно-методического пособия – оказать помощь студентам заочного отделения технических специальностей высших учебных заведений в изучении курса физики.

Материал курса физики разделен на три контрольные работы. Перед каждым контрольным заданием даются пояснения к рабочей программе, приводятся основные законы и формулы, примеры решения задач. Кроме того, в пособии даны общие методические указания, рабочая программа, примерная схема решения задач и некоторые справочные материалы.

Сведения, связанные со спецификой изучения курса физики в данном вузе, сообщаются студентам кафедрами физики дополнительно.

ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Основной формой обучения студента-заочника является самостоятельная работа над учебным материалом. Для облегчения этой работы кафедры физики вузов организуют чтение лекций, практические занятия и лабораторные работы. Поэтому процесс изучения физики состоит из следующих этапов:

1. проработка установочных и обзорных лекций;

2. самостоятельная работа над учебниками и учебными пособиями;

3. выполнение контрольных работ;

4. прохождение лабораторного практикума;

5. сдача зачетов и экзаменов.

При самостоятельной работе над учебным материалом необходимо:

1. составлять конспект, в котором записывать законы и формулы, выражающие эти законы, определения основных физических понятий и сущность физических явлений и методов исследования;

2. изучать курс физики систематически, так как в противном случае материал будет усвоен поверхностно.

Контрольные работы позволяют закрепить теоретический материал курса. В процессе изучения физики студент должен выполнить три контрольные работы. Решение задач контрольных работ является проверкой степени усвоения студентом теоретического курса, а рецензии на работу помогают ему доработать и правильно освоить различные разделы курса физики. Перед выполнением контрольной работы необходимо внимательно ознакомиться с примерами решения задач по данной теме, уравнениями и формулами, а также со справочными материалами. Прежде чем приступить к решению той или иной задачи, необходимо хорошо понять ее содержание и поставленные вопросы.

Материал курса общей физики, изучаемый студентами инженерно-технических специальностей, соответствует учебным планами согласно которым предусмотрено три контрольные работы. Темы контрольных работ распределены следующим образом:

1 - физические основы механики, молекулярной физики и термодинамики;

2 - физические основы электродинамики;

3 - волновая оптика, квантовая природа излучения, элементы атомной, ядерной физики и физики твердого тела.

В данное пособие включены контрольные работы 1–3 для инженерно-технических специальностей.

Таблица вариантов

При выполнении контрольных работ необходимо соблюдать следующие правила:

1. указывать на титульном листе номер контрольной работы, наименование дисциплины, фамилию и инициалы студента, шифр и домашний адрес;

2. контрольную работу следует выполнять аккуратно, оставляя поля для замечаний рецензента;

3. задачу своего варианта переписывать полностью, а заданные физические величины выписать отдельно, при этом все числовые величины должны быть переведены в одну систему единиц;

4. для пояснения решения задачи там, где это нужно, аккуратно сделать чертеж;

5. решение задачи и используемые формулы должны сопровождаться пояснениями;

6. в пояснениях к задаче необходимо указывать те основные законы и формулы, на которых базируется решение данной задачи;

7. при получении расчетной формулы для решения конкретной задачи приводить ее вывод;

8. задачу рекомендуется решить сначала в общем виде, т. е. только в буквенных обозначениях, поясняя применяемые при написании формул буквенные обозначения;

9. вычисления следует проводить с помощью подстановки заданных числовых величин в расчетную формулу;

10. проверить единицы полученных величин по расчетной формуле и тем самым подтвердить ее правильность;

11. константы физических величин и другие справочные данные выбирать из таблиц;

12. при вычислениях, по возможности, использовать микрокалькулятор, точность расчета определять числом значащих цифр исходных данных;

13. в контрольной работе следует указывать учебники и учебные пособия, которые использовались при решении задач.

Контрольные работы, оформленные без соблюдения указанных правил, а также работы, выполненные не по своему варианту, не зачитывают. При отсылке работы на повторное рецензирование обязательно представлять работу с первой рецензией.

Во время экзаменационно-лабораторных сессий проводятся лабораторные работы. Цель лабораторного практикума – не только изучить те или иные физические явления, убедиться в правильности теоретических выводов, приобрести соответствующие навыки в обращении с физическими приборами, но и более глубоко овладеть теоретическим материалом.

На экзаменах и зачетах в первую очередь выясняется усвоение основных теоретических положений программы и умение творчески применять полученные знания к решению практических задач. Физическая сущность явлений, законов, процессов должна излагаться четко и достаточно подробно; решать задачи необходимо без ошибок и поясняя. Любая графическая работа должна быть выполнена аккуратно и четко. Только при выполнении этих условий знания по курсу физики могут быть признаны удовлетворительными.