Общие методические указания. Физика – Наука о природе: о строении, свойствах и взаимодействии составляющих ее материальных тел и полей

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, выработку у студентов начальных навыков проведения экспериментальных исследований различных физических явлений с применением ЭВМ и оценки погрешности измерений.

Цель настоящего учебно-методического пособия – оказать помощь студентам-заочникам технологических специальностей высших учебных заведений в изучении курса физики.

Материал курса физики разделен на четыре 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, применения ЭВМ (микрокалькулятора0 при решении 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;

3) пользоваться каким-то одним учебником или учебным пособием (или ограниченным числом пособий), чтобы не утрачивалась логическая связь между отдельными вопросами, по крайне мере внутри кого-то определенного раздела курса.

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

Студенты группы ИС выполняют 6 контрольных работ: 1А, 1Б, 2А, 2Б, 3А, 3Б. Студенты групп КИП, Э, МН выполняют 8 контрольных работ: 1А, 1Б, 2А, 2Б, 3А, 3Б, 4А, 4Б. В каждом семестре выполняются и защищаются две контрольных работы.

Контрольные работы распределены следующим образом:

1А, 1Б – физические основы механики, молекулярной физики и термодинамики;

2А, 2Б – электричество и электромагнетизм;

3А, 3Б – колебания и волны, оптика, квантовая природа излучения;

4А, 4Б – элементы атомной, ядерной физики и физики твердого тела.

В данное пособие включены контрольные работы 1А, 1Б – 4А, 4Б для инженерно-технических специальностей.

Каждая контрольная работа содержат восемь задач. Вариант задания контрольной работы 1А определяется в соответствии с последней цифрой шифра (последняя цифра номера зачетной книжки, или студенческого билета) по таблице вариантов для контрольных работ. Если последняя цифра 0, выбирается вариант 10.

Пример: Если, например, последняя цифра 5, то в контрольной работе 1А студент решает задачи 5, 15, 25, 35, 45, 55, 65, 75.

Для контрольной работы 1Б для вычисления номера варианта необходимо к последней цифре шифра прибавить 3, получившаяся цифра будет номером варианта. Если полученная цифра больше 10, номером варианта является последняя цифра полученного числа.

Пример: Если, например, последняя цифра 5, то в контрольной работе 1Б номер варианта 5+3=8, и соответственно, студент решает задачи 8, 18, 28, 38, 48, 58, 68, 78.

Аналогично выбираются номера вариантов в контрольных работах

2А, 2Б, 3А, 3Б, 4А, 4Б.

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 единую систему единиц СИ;

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. Все необходимые числовые значения величин должны быть выражены в СИ (см. справочные материалы);

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.

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 уверенно. Любая графическая работа должна быть выполнена аккуратно и четко. Только при выполнении этих условий знания по курсу физики могут быть признаны удовлетворительными.