Бағдарламасы ( s yllabus) Нысан пму ұс н 18. 3/37
жүктеу/скачать 383,06 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Пән бойынша оқу бағдарламасы
- 10.2 Тәжірибелік сабақтар тізімі
- Мазмұны
- Тепе-теңдік макропараметрлері. Қысым мен температура
- Статистикалық әдіс
- 10.5 Студенттердың өздік жұмысының мазмұны
Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі С. Торайғыров атындағы Павлодар мемлекеттік университеті Физика және аспап жасау кафедрасы 050604-«Физика» мамандығының студенттеріне арналған «Молекулалық физика»
Павлодар
БЕКІТЕМІН ФМжАТФ деканы __________ Ж.Қ. Нұрбекова 2010 ж. «___»___________ Құрастырушы: аға оқытушы __________ А.Қ. Сейтханова
Молекулалық физика 050604 «Физика» мамандығының күндізгі оқу түрі бойынша оқитын студенттерге арналған Бағдарлама 2010 ж. __________ «____» бекітілген жұмыс бабындағы жұмыс бағдарламасының негізінде әзірленген 2010 ж. « » _____ кафедра отырысында ұсынылған Хаттама № . Кафедра меңгерушісі ___________ Ш.К.Биболов
Хаттама №_____ ОӘК төрағасы _______________________ Ж. Ғ. Мұқанова 1 Оқытушулар туралы мәлімет Сейтханова А.Қ. – физика және аспап жасау кафедрасының аға оқытушысы, дәріс, тәжірибелік, зертханалық сабақтар. Қабылдау сағаттары: А-313, сабақ кестесі бойынша консультациялар. 2 Пән туралы мәліметтер Молекулалық физика Курс – 1 Кредиттер саны – 3 Өткізу орны: ПМУ – дың бас корпусы
4 Пәннің мақсаттары мен міндеттері Пәннің оқу мақсаты: Жалпы физика курсының бөлімі ретінде «Молекулалық физика» пәнінің мақсаты – күйлері мен процестері молекулалық қозғалыс пен молекулаарлық әсерлесумен анықталатын жүйелердің физикалық қасиеттерін зерттеу. Пәннің міндеттері: Пәннің бұл бөлімін физикалық экспериментпен және практикалық тәжірибе нәтижелеріне негізделген физикалық теория ретінде көрсетіп, өте көп бөлшектен құралған жүйенің өзіндік ерекшеліктерін ашып, студенттерді молекулалық физиканың заңдарының статистикалық сипатымен таныстыру керек. Студенттерге молекулалық физиканың мәселелерін шешетін әдістері туралы қазіргі көзқарастарға сай жеткілікті мәліметтер беру және олар физикалық денелердің құрамындағы бөлшектердің қозғалысы мен өзара әрекеттесуімен байланысты болатынын көрсету қажет. 5 Білімдеріне, машықтарына қойылатын талаптар Студенттер Білуі тиіс: молекулалық физиканың негізгі заңдарын, тепе-теңдік термодинамиканың негіздерін, әртүрлі процестердегі кейбір физикалық параметрлердің өзгерісін туғызатын екінші парметрлердің өзгеріс заңдылықтарын және молекулалық физикада қолданатын математикалық аппаратты білуі қажет; - элементар бөлшектер мен Әлем дүниесінің әртүрлі реттелу деңгейлеріндегі табиғаттың объектілерінің құрылымы мен қасиеттерін зерттеу үшін молекулалық физика заңдарын қолдану қажет; - ғылыми – зерттеулерді және орта оқу орындарында білім беру процесін ұйымдастыруға дағдылануы қажет Істей білуі тиіс: негізгі ұғымдарды тұжырымдау, физикалық есептерді шығару және физикалық шамалардың реттерін бағалау. 6 Пререквизиттер Осы пәнді студенттердің оқып-үйренуі үшін игерілуі қажетті пәндер тізбесі - жалпы физика «Механика» курсынын және де мемлекеттік университеттер үшін жоғары математика, математикалық физика курстары. 7 Постреквизиттер – электр және магнетизм тұтас орта физикасы. 8 Пәннің тақырыптық жоспары
9 Пәннің қысқаша мазмұны Пәннің ұзақтылығы 15 апта, 2 семестрде оқытылады. Пәннің жалпы көлемі 135 сағат, олардың ішінде 45 сағат – аудиториялық, 90 сағат – студенттердің өздік жұмысына (СӨЖ) арналған. Аудиториялық сағаттардың үлесуі календарлық жоспарда көрсетілген. 10 Курстың компоненттері 10.1 Дәрістік сабақтардың мазмұны Тақырып 1. Кіріспе. Молекулалық физика пәні. Материялық денелердің молекула – кинетикалық үлгісі (моделі). Атом және молекула массасы. Құрылымдық элемент. Зат мөлшері – моль. Феноменологиялық, термодинамикалық және молекула – кинетикалық зерттеу әдістері. Зат қасиеттерінің оның құрылымы мен құрылымдық элементтерінің жылулық қозғалысымен байланысты. Заттың үш фазасы: газ, сұйық және қатты дене. Идеал газ үлгісі. Молекулалық физика тарихи дамуына қысқаша шолу. Микропроцестердің қайтымдылығы мен макродеңгейде байқалатын құбылыстардың қайтымсыздығы арасындағы қатынастар проблемасы. Молекулалық физикада аппараттық технологияларды пайдалану. Экологиялық проблемаларды шешудегі молекулалық физиканың әдістерінің алатын орны. Тақырып 2. Тепе-теңдік макропараметрлері. Қысым мен температура Термодинамикалық тепе- теңдік. Локалдық термодинамкалық тепе – теңдігі. Тепе- теңдіктік және локалды тепе-теңдіктік макропараметрлер. Тығыздық. Қоспада анықталатын компоненттің салыстырмалы мөлшерін сипаттайтын шама – концентрация. Қысым. Температура. Қысым мен температураның өлшеу тәсілдері, өлшемдері және өлшеу бірліктері. Менделеев – Клапейрон теңдеуі. Дальтон заңы. Паскаль заңы. Барометрлік формула. Идеал газдың ішкі энергиясы. Энергияның еркіндік дәрежелері бойынша тең үлестіру принципі. Мольдік және меншікті жылу сиымдылық. Тақырып 3. Статистикалық әдіс Математикалық статистиканың негізгі түсініктері. Молекулалық жүйедегі кездейсоқ оқиғалар мен кездейсоқ шамалар. Броундық қозғалыс және оны молекулалық физикада байқалатын шамалар мысалы ретінде қарастыру. Кездейсоқ оқиғаның ықтималдығы. Термодинамикалық жүйелердің статистикалық ансамблі туралы түсінік. Ансамбль бойынша орташа мен уақыт бойынша орташаны анықтау. Эргодикалық гипотеза. Флуктуация. Биномдық үлестірілуі. Пуассон үлестірілуі. Гаусс үлестірілуі. Микрокүй мен макрокүй. Термодинамикалық ықтималдылықты белгілі бір макрокүйге алып келетін микрокүйлер саны ретінде қарастыру. Тақырып 4. Молекулалардың жылдамдық бойынша Максвеллдік үлестірілуі Газдағы молекулалардың сипаттауыш орташа жылдамдықтары. Берілген жылдамдық интервалындағы молекула саны. Әр түрлі температураларда және газ қоспасындағы әр түрлі химиялық компоненттер үшін Максвелл үлестірілуі. Максвелл функциясының өлшемсіз түрі. Газдың кинетикалық теориясының негізгі теңдеуі. Тепе-теңдік күйдегі газ молекулаларының жылулық бей – берекет қозғалысының орташа кинетикалық энергиясының өлшеуіші – температура. Больцман үлестірілуі. Перрен тәжірибесі. Максвелл-Больцман үлестірілуі. Молекулалық шоқтармен жасалған тәжірибелер Максвелл үлестірілуінің эксперименттік дәлелі.
Термодинамиканың зерттеу пәні. Термодинамиканың негізгі заңдары. Энергия түрленуімен өтетін құбылыстардың тәжірибелік қорытындылау нәтижесі. Күй функциялары. Термодинамиканың нөлдік бастамасы. Температура. Термодинамиканың бірінші бастамасы және оның физикалық мәні. Термодинамиканың бірінші бастамасының бірінші текті мәңгілік қозғалтқыш жасауға тиым салуы. Ішкі энергия – күй функциясы. Термодинамикадағы жұмыс және жылу ішкі энергияның өзгеру түрлері. Қайтымды және қайтымсыз поцестер. Жылусиымдылық. Жылусиымдылық арасындағы қатынастар және оларды идеал газ молекулаларының еркіндік дәрежелер саны арқылы көрсету. Жылусиымдылықтың классикалық теориясының жетімсіздігі. Жылусиымдылықтың кванттық теориясы жөніндегі түсінік. Термодинамиканың бірінші заңын және идеал газ күй теңдеуін изобаралық, изохоралық, изотермдік және адиабаталық процестерді сипаттау үшін қолдану. Әртүрлі процестердегі термодинамикалық жүйенің жылусыйымдылығы. Әртүрлі координаталардағы процестер графиктері: жұмыстық диаграмма, жылулық диаграмма. Политроптық процесс.Политроптық процестің жылусыйымдылығының политроп көрсеткішіне тәуелділігі. Тақырып 6. Термодинамиканың екінші бастамасы Циклдік процестер. Цикл жұмысы. Карно циклі. Карно цикліның ПӘК. Карно теоремалары. Клаузиус теңсіздігі. Энтропия. Термодинамиканың екінші бастамасы. Кельвин тұжырымдамасы. Клаузиус тұжырымдамасы. Термодинамиканың екінші заңының басқа тұжырымдамалары және олардың эквиваленттілігі. Термодинамиканың екінші бастамасының екінші текті мәңгілік қозғалтқыш жасауға тиым салуы. Циклдардың техникада қолданылуы. Идеал газдың энтропиясы. Оқшауланған жүйелерде энтропияның өсу заңы. Қайтымсыз процестердегі энтропияның өзгерісі. Термодинамиканың екінші бастамасының статистикалық сипаты. Негізгі термодинамикалық тепе-теңдік. Тақырып 7. Нақты газдар Идеал газдар қасиеттерінің нақты газдар қасиеттерінен ауытқуы. Эндрюстің эксперименттік изотермдері. Нақты газдар изотермдерін талдау. Молекулааралық өзара әрекеттесу күштері мен потенциалдары. Ван-дер-Ваальс күштері. Молекулалардың өзара әректтесуінің эмпирикалық потенциалдары: қатты сфералар, Леннард-Джонс потенциалы, Сэзерленд потенциалы. Нақты газдардың ерекшеліктерін ескертетін күй теңдеулері. Ван – дер -Ваальс теңдеуі. Ван-дер-Ваальс изотермдері. Метастабильді күйлер. Критикалық температура. Критикалық күй. Сәйкес күйлер заңы. Ван-дер-Ваальс газының ішкі энергиясы. Джоуль – Томсон эффектісі. Газдағы кластерлер. Төменгі температуралардағы заттардың қасиеттері. Тақырып 8. Сұйықтар Сұйық күйдің ерекшеліктері. Сұйық бетінің еркін энергиясы. Беттік керілу. Беттік керілу коэффициенті беттің еркін энергиясының меншікті тығыздығы ретінде қарастыру. Екі сұйықтың және сұйық ен қатты дененің арасындағы шекаралық тепе-теңдік шарттары. Майысқан беттің астында туатын қысым. Лаплас формуласы. Капилярлық құбылыстар. Плато тәжірибелері. Капилярлық құбылыстардың табиғи процестердегі алатын орны. Сұйықтың құрылымы. Жуық және алыс тәртіп. Осмостық қысым. Вант – Гофф заңы. Тақырып 9. Қатты денелер Заттардың кристалдық және аморфтық күйлері. Кристаллдардың физикалық типтері. Қатты денелердің жылу сиымдылығы. Жылу сыйымдылығының классикалық теориясы. Дюлонг және Пти заңы. Қатты денелердің жылу сыйымдылығының кванттық теориялары. Жылу сыйымдылығының температуралық тәуелділігі: теория және эксперимент. Сұйық кристаллдар. Тақырып 10. Тасымалдау процестері Макропараметрлердің градиенті (концентрация, температура немесе ағын жылдамдығы градиенті) байқалатын жүйелер – бір текті емес жүйелер. Тасымалдау процестерінің түрлері: тұтқырлық, жылуөткізгіштік, диффузия. Тасымалдау процестерін зерттеудің эксперименттік әдістері. Импульс, эенргия және заттың байқалатын ағындары. Феноменологиялық конститутивтік қатынастар: Ньютонның үйкеліс заңы, Фурье заңы, Фик заңы. Тасымалдау коэффициенттері. Газдағы тасымалдау процестерінің кинетикалық теориясы. Соқтығысудың орташа жиілігі. Молекулалардың еркін жүру жолының орташа ұзындығы мен орташа уақыты, көлденең газкинетикалық қимасы. Диффузия, тұтқырлық, жылуөткізгіштік. Молекулааралық өзара әрекеттесуін сипаттайтын шамалар арқылы тасымалдау коэффициенттерінің өрнектері. Теория нәтижелерін экспериментпен салыстыру. Сиретілген газдағы физикалық құбылыстар. Сұйық пен қатты денедегі тасымалдау құбылыстарының еркшеліктері. Молекулалық динамика әдісін тасымалдау процесін компьютерлік үлгілеу үшін қолдану. Тақырып 11. Фазалық ауысулар Бірінші және екінші текті фазалық ауысулар. Клайперон – Клаузиус теңдеуі. Қалыпты және аномаль заттар үшін газ – сүйық – қатты зат күйлерінің диаграммасы. Үштік нүкте. Екінші текті фазалық ауысу. Сұйық гелий қасиеттері. Гелий күйлерінің диаграммасы. Асқын аққыштық. 10.2 Тәжірибелік сабақтар тізімі
10.3 Зертханалық сабақтар тізімі
10.4 СӨЖ сабақтардың тізімі
10.5 Студенттердың өздік жұмысының мазмұны1 Тақырып – Кіріспе Молекулалық физикада аппараттық технологияларды пайдалану. Экологиялық проблемаларды шешудегі молекулалық физиканың әдістерінің алатын орны. Ұсынылған әдебиет: [3], 13-30 б. 2 Тақырып - Тепе-теңдік макропараметрлері. Қысым мен температура Энергияның еркіндік дәрежелері бойынша тең үлестіру принципі. Мольдік және меншікті жылу сиымдылық. Ұсынылған әдебиет: [6], 32-39 б. 3 Тақырып - Статистикалық әдіс Микрокүй мен макрокүй. Термодинамикалық ықтималдылықты белгілі бір макрокүйге алып келетін микрокүйлер саны ретінде қарастыру. Ұсынылған әдебиет: [4], 25-43 б. 4 Тақырып - Молекулалардың жылдамдық бойынша Максвеллдік үлестірілуі Молекулалық шоқтармен жасалған тәжірибелер Максвелл үлестірілуінің эксперименттік дәлелі. Ұсынылған әдебиет:. [4], 45-52 б. 5 Тақырып - Термодинамиканың бірінші бастамасы Политроптық процесс.Политроптық процестің жылусыйымдылығының политроп көрсеткішіне тәуелділігі. Ұсынылған әдебиет: [3], 45-63 б. 6 Тақырып - Термодинамиканың екінші бастамасы Оқшауланған жүйелерде энтропияның өсу заңы. Қайтымсыз процестердегі энтропияның өзгерісі. Термодинамиканың екінші бастамасының статистикалық сипаты. Негізгі термодинамикалық тепе-теңдік. Ұсынылған әдебиет: [4], 53-71 б. 7 Тақырып - Нақты газдар Ван-дер-Ваальс газының ішкі энергиясы. Джоуль – Томсон эффектісі. Газдағы кластерлер. Төменгі температуралардағы заттардың қасиеттері. Ұсынылған әдебиет: [4], 79-92 б. 8 Тақырып - Сұйықтар Плато тәжірибелері. Капилярлық құбылыстардың табиғи процестердегі алатын орны. Сұйықтың құрылымы. Жуық және алыс тәртіп. Осмостық қысым. Вант – Гофф заңы. Ұсынылған әдебиет: [4], 101-120 б. 9 Тақырып - Қатты денелер Жылу сыйымдылығының температуралық тәуелділігі: теория және эксперимент. Сұйық кристаллдар. Ұсынылған әдебиет: [4], 123-136 б. 10 Тақырып - Тасымалдау процестері Сиретілген газдағы физикалық құбылыстар. Сұйық пен қатты денедегі тасымалдау құбылыстарының еркшеліктері. Молекулалық динамика әдісін тасымалдау процесін компьютерлік үлгілеу үшін қолдану. Ұсынылған әдебиет: [4], 142-156 б. 11 Тақырып - Фазалық ауысулар Сұйық гелий қасиеттері. Гелий күйлерінің диаграммасы. Асқын аққыштық.
- сабаққа дайындалу, топтағы белсенді жұмыс және сабақтағы бақылау шараларына қатысу: - зертханалық және өздік жұмыстарды мерзімінде, сапалы қорғау және орындау: СӨЖ түрлерінің тізімі, тапсырмаларды тапсыру мен орындаудың күнтізбелік жоспары, оқытушының талаптары, әрбір пән бойынша баға қоюдың критериялары мен ережелері САБ-та сипатталған: Ағымдағы үлгерімдегі балдардың бақылау түрлеріне бөлу мысалы. 2. Межелік бақылау да (МБ) 100 балдық шкала бойынша анықталады. Пән бойынша межелік бақылауға АҮ балдары келесідей студенттер жіберіледі: 3. Студенттің пән бойынша (Р1 және Р2) рейтингтері АҮ және МБ бағаларының қорытындысы бойынша анықталады Р1(2)=АҮ1(2)*0,7+МБ1(2)*0,3. Егер оқу жоспарында емтихан және сынақ қарастырылса, онда Р2-ні анықтаған кезінде сынақты екінші межелік бақылау ретінде қарастыру қажет. Егер студент МБ-дан өтпесе немесе МБ-дан 50 баллдан төмен алса, рейтинг анықталмайды. Бұл жағдайда декан МБ тапсырудың жеке мерзімдерін белгілейді. 4. Пән бойынша студенттің рұқсат рейтингісінің бағасы семестр бойынша мынаған тең: РР=(Р1+Р2)/2. Пән бойынша қорытынды бақылауға (ҚБ) жұмыс бағдарламасының барлық талаптарын, курстық проектті қорғау бойынша оң баға алған және рұқсат етілген рейтинг (50 балл) жинаған студенттер жіберіледі. 5. Студенттердің әрбір пән бойынша оқу жетістіктерінің деңгейі қорытынды бағамен (Қ) анықталады. Қорытынды баға салмақтық үлестерін (РРСҮ және ҚБСҮ) ескерумен РР және ҚБ бағаларының қосындысынан құралады Қ=РР*РРСҮ+ҚБ*ҚБСҮ
Пән бойынша қорытынды рейтинг 1 кестеге сәйкес сандық, әріптік және дәстүрлік бағаға айналдырылып, «Студенттердің оқу жетістіктерінің журналы» мен «Рейтинг парағына» енгізіледі. Кесте 1
12 ӘДЕБИЕТ Негізгі: Асқаров Ә.С., Молдабекова М.С. Молекулалық физика: Оқулық. – Алматы: Қазақ университеті, 2006. – 246 б. Иродов И.Е. Задачи по общей физике. – 4-е изд., перераб. – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001. – 432 с. Кикоин А.К., Кикоин И.К. Молекулярная физика. – Изд. второе, перераб. – М.: Наука, 1976. – 480 с. Косов Н.Д., Корзун И.Н., Косов В.Н. Молекулярная физика в вопросах и ответах. – Алматы: Қазақ университеті, 1999. – 143 с. Матвеев А.Н. Молекулярная физика: Учеб. для физ. спец. вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1987. – 360 с. Савельев И.В. Жалпы физика курсы. 1 том. Механика, тербелістер мен толқындар, молекулалық физика: Орыс тілінен аударма. – Алматы, Мектеп, 2004. – 508 б. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Термодинамика и молекулярная физика. – Изд. второе, испр. – М.: Наука, 2002. – 552 с. Қосымша: Гельфер Я.М. История и методология термодинамики и статистической физики. – М.: Высш. шк., 1981. – 536 с. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики: Учебн. пособие для втузов. – М.: Высшая школа. 1999. – 718 с. Косов Н., Сәметқызы М. Молекулалық физика. ІІ бөлімі. – Алматы: Рауан, 1997. – 96 б. Косов Н., Сәметқызы М. Молекулалық физика. І бөлімі. – Алматы: Рауан, 1993. – 104 б. Румер Ю.Б., Рывкин М.Ш. Термодинамика. Статистическая физика и кинетика: Учебное пособие. – Новосибирск: НГУ, 2000. – 608 с. Рейф Ф. Статистическая физика: Пер.с англ. – М.: Наука, 1972. – 351 с. Телеснин Р.В. Молекулярная физика. – Изд. второе, доп. – М.: Высш. шк., 1973. – 360 с. Фриш С.Э., Тиморева А.В. Жалпы физика курсы. 1 том. Механиканың физикалық негіздіері. Молекулалық физика. Тербелістер мен толқындар: Орыс тілінен аударма. – Алматы: Мектеп, 1971. – 499 б. Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике. Т.4. Кинетика. Теплота. Звук. – М.: Мир, 1978. – 496 с. Каталог: arm -> upload -> umk umk -> Пән бойынша оқыту бағдарламасының (Syllabus) титулдық парағы umk -> Методические указания по прохождению учебной практики для студентов специальности 5В020400 «Культурология» umk -> Пән бойынша оқыту бағдарламасының (Syllabus) титулдық парағы umk -> Әдістемелік ұсыныстар мен нұсқаулардың; әдістемелік ұсыныстардың; әдістемелік нұсқаулардың титул парағы umk -> Бағдарламасының титулдық пму ұс н 18. 4/19 парағы (syllabus) Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі umk -> Бағдарламасы Нысан пму ұс н 18. 2/06 Қазақстан Республикасы білім және ғылым министрлігі umk -> Программа Форма ф со пгу 18. 2/06 Қазақстан Республикасы білім және ғылым министрлігі umk -> Пән бойынша оқыту бағдарламасының (Syllabus) титулдық парағы жүктеу/скачать 383,06 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
