Семинар (тәжірибелік) сабақтар 15

ОҚУ БАҒДАРЛАМАСЫ

Физика

5В071700 – «Жылу энергетикасы»

Кафедра физика

Курс 2

Кредиттер саны - 4

Дәрістер - 30

Семинар (тәжірибелік) сабақтар - 15

Зертханалық сабақтар -15

БӨЖ - 120

Емтихан - 2 семестр

аға оқытушы

Рахимбердина А.Т. _____________ 02.06. 2016 ж.

2 ТАЛҚЫЛАНДЫ

Хаттама № 11, 09. 06. 2016 жыл

Хаттама №5, 08. 06. 2016 жыл,.

Университеттің оқу-әдістемелік кеңесінде мақұлданды және баспаға ұсынылды

Хаттама № 6, 09. 06. 2016 жыл
ОӘК төрағасы, оқу-әдістемелік істері жөніндегі проректор:
Искакова Г.К. ______________
АЛҒАШ РЕТ ЕНГІЗІЛДІ



Мазмұны

1. Түсіндірме жазба 4

1. 
   Кіріспе 5
   
2. 
   Пәннің негізгі бөлімдері 6
   
3. 
   Семинар сабақтардың тақырыбының тізімі 9
   
4. 
   Білім алушылардың өзіндік жұмысының тақырыптарының тізім 10
   
5. 
   Ұсынылған әдебиеттер тізімі 11
   

«Физика» пәні «Жылу энергетикасы» мамандығы үшін фундаментальды база болып табылады және студенттердің ары қарай өз беттерімен ғылымда жаңа жетістіктерге жетуіне қажетті білім мен дағдылар қалыптастырады.

(БП-ТК.№42).

1.2. Пәнді (модульді) оқытудың мақсаты:

- жаратылыс-ғылыми дүниетанымын дамыту.

- Ары қарай жалпытехникалық және арнайы пәндерді оқып үйрену және келешек кәсіби іс-әрекетінің табысты болуы үшн негізгі білім қорын құру.

- негізгі физикалық құбылыстарды оқыа үйрену. Классикалық және қазіргі физиканың негізгі түсініктерін, заңдарын, теорияларын, сондай-ай физикалық зерттеу әдістерін меңгеру;

- физиканың түрлі салалары бойынша нақты есептерді шешудің әдістері мен тәсілдерін жылуэнергетикасы саласындағы кәсіби есептерді шығару дағдысы негізінде меңгеру және келешекте өз бетімен білім алудың жеке тәсілдерін таба білу;

- қазіргі ғылыми аппаратурамен танысу, физикалық тәжірибелерді жүргізу дағдысын қалыптастыру, кәсіби іс-әрекеттегі есептерде нақты физикалық мазмұнды анық көрсете білу;

• 
  негізгі физикалық теориялар мен қағадаларды, зерттеудің физикалық әдістерін, негізгі заңдар мен олардың қолданылу шектерін білу;
  
• 
  теориялық білімдерді нақты физикалық міндеттер мен жағдайларды шешу үшін қолдана білуі, физикалық эксперимент нәтижелерін талдау, компьютерді пайдалану арқылы физикалық жағдайларды модельдеуді білуі;
  
• 
  физикалық эксперименттерді жүргізу, өлшеуіш аспаптармен жұмыс істеу және алынған мәліметтерді өңдеу дағдыларын игеру қажет.
  

• 
  құбылыстың физикалық механизмін аша білуі, белгілі бір нақты процестерде параметрлердің өзгерісіне талдау жасай білуі;
  
• 
  статистикалық әдісті қолдана білуі;
  
• 
  құралдармен және жүйелердің негізгі параметрлерін өлшеу әдістерімен
  

- физикалық эксперименттердің техникасын меңгеруі, физикалық параметрлерді, тұрақтыларды, процесс сипаттамаларын өлшей және өлшеу нәтижелерін бағалай білуі,

- компьютерді қолдана білуі және өлшеу нәтижесінің статистикалық өңдеуінің нәтижесін ала білуі; молекулалық физика және термодинамика есептерін шығара білуі.

Құзыретті болуы:

- физикалық идеяларды дұрыс сипаттауда, физикалық есептерді талдап шығаруда физикалық заңдылықтарды қолдануда;

- негізгі физикалық аспаптарды қолданып өлшеулер жүргізу, алынған
нәтижелерді өңдеп бағалауда;

- жұмыс істеу барысында ғылыми, оқу-әдістемелік және анықтамалық
әдебиеттерді қолдануда;

- міндеттер қою және заңдар мен құбылыстарды физикалық түсіну,

Механика. Кинематика. Материалық нүктенің және қатты дененің динамикасы. Сақталу заңдары. Арнайы салыстырмалылық теориясының элементтері. Тұтас орталар механикасының элементтері. Тербелістер мен толқындар. Молекулалық физика және термодинамика. Статистикалық физика және термодинамика. Статистикалық үлестірілу. Термодинамика негіздері. Тасымалдау құбылысы. Реал газдар. Электр және магнетизм. Электростатика. Тұрақты электр тоғы. Магнит өрісі. Заттардың магнит өрісі. Электромагниттік индукция құбылысы. Максвелл теңдеулері. Электромагниттік тербелістер.

Оптика. Сәулелік (геометриялық) оптика туралы түсінік. Жарық толқындарының қасиеттері. Интерференция, дифракция. Заттардағы электромагниттік толқындар. Жарықтың дисперсиясы, поляризациясы. Кванттық физика.Жылулық сәулелену. Фотондар. Фотоэффект. Комптон эффектісі. Кванттық теорияның негізгі идеяларын тәжірибе жүзінде тұжырымдау. Корпускулалы-толқындық екіжақтылық. Шредингер теңдеулері. Кванттық теориядағы атом және молекула. *-Лазерлер. Кванттық статистиканың элементтері.

3. Пәннің негізгі бөлімдері

3.1. Микромодуль (блок) 1 Механика. Молекулалық физика. 3.1.1. Кинематика. Механикалық қозғалыс – материя қозғалысының қарапайым үлгісі. Кеңістік пен уақыт. Санақ жүйесі. Материялық нүкте туралы түсінік. Материялық нүкте қозғалысын кинематикалық сипаттау және сипаттамалары. Айналмалы қозғалыстың кинематикасының элементтері. 3.1.2. Материялық нүкте мен қатты дененің динамикасы. Ньютон заңдары. Механикадағы күштер. 3.1.3. Қатты дененің айналмалы қозғалыс динамикасының негізі теңдеуі. Күш моменті және импульс моменті. Инерция моменті. Штейнер теоремасы. Қатты дененің ілгерлемелі және айналмалы қозғалысының сипаттамаларының байланысы. қозғалмайтын оське қатысты айналмалы қозғалысының динамикасының теңдеуі. Материялық нүктелердің жүйесі. Ішкі және сыртқы күштер. 3.1.4. Энергия - қозғалыс және әсерлесу түрлерінің универсал мөлшері. Күш жұмысы және оның қисық сызықты интеграл арқылы алынған өрнегі. Механикалық жүйенің кинетикалық энергиясы және оның жүйеге түсірілген ішкі және сыртқы күштердің жұмысымен байланысы. Сыртқы күш өрісіндегі материялық нүктенің потенциалдық энергиясы және оның материялық нүктеге әсер етуші күшпен байланысы. Консервативті және консервативті емес күштер. Сақталу заңдары. Сақталу заңдары кеңістік пен уақыттың симметриясының салдары. Импульстің сақталу заңы. Импульс моментінің сақталу заңы. Механикадағы энергияның сақталу заңы. 3.1.5. Механикадағы салыстырмалылық принципі. Механикалық салыстырмалы-лық принцип. Галилей түрлендірулері. Эйнштейн постулаттары. Лоренц түрлендірулері. Түрлендіру инвариант-тары. Релятивистік механика элементтері. Жылдамдықтарды қосудың релятивистік заңы. Импульс пен энергияны релятивистік түрлендіру. 3.1.6. Статистикалық және термодинамикалық зерттеу әдістері. Молекула-кинетикалық теория негіздері. Температураның молекула-кинетикалық мағынасы. Идеал газ молекулаларының орташа кинетикалық энергиясы. Термодинамикалық параметрлер. Тепе-теңдік күй және процестер, оларды термодинамикалық диаграммаларда кескіндеу. Газ заңдары. Идеал газ күйінің теңдеуі. 3.1.7. Статистикалық таралулар. Ықтималдылық және флуктуациялар. Максвелл таралуы. Бөлшектердің жылулық қозғалысының жылдамдығы. Сыртқы потенциал өрістегі бөлшектер үшін Больцман таралуы. Еркіндік дәрежесі бойынша энергияның таралуы. Идеал газдың ішкі энергиясы. Идеал газдың жылу сыйымдылығының молекула-кинетикалық теориясы және оның шектелуі. 3.1.8. Термодинамика негіздері. Термодинамиканың негізгі ұғымдары. Термодинамиканың бірінші бастамасы. Изопроцестер. 3.1.9. Қайтымды және қайтымсыз жылулық процестер. Карно циклі және оның ПӘК-і. Карно теоремасы. Келтірілген жылу. Клаузиус теоремасы. Энтропия. Термодинамикалық потенциалдар. ермодинамиканың екінші бастамасы және оның физикалық мағынасы. Термодинамиканың екінші бастаманың статистикалық түсіндірмесі. Энтропияның күй ықтималдылығымен байланысы. 3.1.10. Тасымалдау құбылысы. Тасымалдау құбылыстарының жалпы сипаттамасы. Соқтығысулардың орташа саны және еркін жүру жолының орташа ұзындығы. Релаксация уақыты. Тепе - теңдіксіз термодинамикалық жүйелердегі тасымалдау құбылыстары. Жылуөткізгіштік, тұтқыр үйкеліс, диффузия: тасымалдау құбылыстарының молекула-кинетикалық теориясы. Тасымалдау коэффициенттері. 3.2. Микромодуль (блок) № 2 «Электростатика. Магнит өрісі» 3.2.1. Электростатика. Электр заряды. Электр зарядтарының өзара әсерлесуі. Электр зарядтарының сақталу заңы. Электростатикалық өрісі. Кернеулігі. Суперпозиция принципі. Электр диполі. Вектор ағыны. Гаусс теоремасы және оны қолдану. Электр өрісінің жұмысы. Электростатикалық өрістің циркуляциясы. Потенциал. Потенциал мен электр өрісінің кернеулігінің арасындағы байланыс. Электр өрісіндегі өткізгіштер. Өткізгіш ішіндегі және өткізгіш бетіне жақын маңдағы электр өрісі. «Өткізгіш-вакуум» шекарасындағы шекаралық шарттар. Электр сиымдылық. Конденсаторлар. 3.2.2. Электростатикалық өрістегі диэлектрик-тер. Үйектелген зарядтар. Поляризациялану. Уйектеліну. Диэлектриктердің типтері. Заттың диэлектриктік қабылдағыштығы. Электр ығысуы векторы. Электростатиканың негізгі теоремалары – электростатикалық өрістің қасиеттерінің бейнесі. Электр зарядтарының өзара әсерлесу энергиясы. Электростатикалық өрістің энергиясы. Электростатикалық өрістің энергиясының көлемдік тығыздығы. 3.2.3. Тұрақты электр тогы. Электр тогының бар болу шарттары және оның жалпы сипаттамалары. Стационар электр өрісі үзіліссіздік теңдеуі. Дифференциал түрдегі Ом және Джоуль-Ленц заңдары. Бөгде күштер. Гальваникалық элементі бар тізбек үшін жалпылама Ом заңы. 3.2.4. Магнит өрісі. Магнит индукция векторы. Суперпозиция принципі. Био-Савар-Лаплас заңы. Магнит өрісінің токтар мен зарядталған бөлшектерге әсері. Магнит ағыны. Магнит өрісі үшін Гаусс теоремасы. Магнит өрісіндегі тогы бар өткізгіштің орын ауыстыру жұмысы. 3.2.5. Заттағы магнит өрісі. Магнетиктер. Магнетиктердің түрлері. Диамагнетиктер. Парамагнетиктер. Ферромагнетиктер. Заттағы магнит өрісі үшін толық ток заңы. 3.2.6. Электромагниттік индукция құбылысы. Электромагниттік индукцияның негізгі заңы. Ленц ережесі. Өзара және өздік индукция құбылысы. Индуктивтілік. Өзара индукция коэффициенті. Магнит өрісінің энергиясы. Магнит өрісінің энергиясының тығыздығы. Максвелл теңдеулері. Электромагниттік индукция құбылысына Фарадей және Максвелл түсіндірмесі. Ығысу тогы. Максвелл теңдеулер жүйесі. 3.3. Микромодуль (блок) № 3 Тербелістер мен толқындар. Оптика. 3.3.1. Тербелістер мен толқындар. Гармоникалық тербелістердің жалпы сипаттамасы. Гармоникалық осциллятор-лар. Гармоникалық тербелістердің дифференциалдық теңдеулері. Гармоникалық тербелістердің энергиясы. 3.3.2. Толқындық процестер. Толқындық қозғалыстың негізгі сипаттамалары. Толқын теңдеуі. Жазық және сфералық толқын. Толқындық процестердің энергетикалық сипаттамалары. Умов векторы. 3.3.3. Электромагниттік өріс үшін толқындық теңдеу. Электромагниттік толқын қасиеттері. Электромагниттік энергия ағынының тығыздығы. Пойтинг векторы. Жарық электромагниттік толқын. Жарық толқындырының қасиеттері. 3.3.4. Геометриялық оптика. Жарық толқындарының интерференциясы мен дифракциясы. 3.3.5. Жарықтың затпен әсерлесуі. Заттағы жарықтың таралуы. Жарықтың дисперсиясы. Жарықтың жұтылуы. Жарықтың поляризациясы. Микромодуль (блок) № 4 Кванттық физика элементтері. Атомдық және ядролық физика. 3.4.1. Электромагниттік сәуле шығарудың кванттық табиғаты. Жылулық сәуле шығару. Абсолют қара дененің сәуле шығаруы. Планктың кванттық энергиясы мен импульсі. Фотондар. 3.4.2. Фотоэффект. Комптон эффектісі. Электромагниттік сәуле шығарудың корпускулалық-толқындық дуализмі. 3.4.3. Заттың корпускулалық-толқындық дуализмі. Де Бройль гипотезасы. Де Бройль толқындарының қасиеттері. Микробөлшектердің толқындық қасиеттері және Гейзенбергтің анықталмағандық қатысы. 3.4.4. Кванттық күй, толқындық функция, Шредингер теңдеуі және оның шешімдері, кванттық сандар. Паули принципі. 3.4.5. Электромагниттік өрістің затпен өзара әсерлесуінің кванттық теориясы. Тосын және еріксіз сәуле шығару. 3.4.6. Кванттық статистика элементтері. Кристалдағы электрондардың энергетика-лық спектрінің аймақтық құрылымы. Металдар, диэлектриктер, жартылай өткізгіштер. 3.4.7. Атом ядросы. Атом ядросының құрылысы. Ядролық күштер. Ядролық модельдер. 3.4.8. Ядролық реакциялар. Радиоактивтілік. Энергия көздерінің мәселелері. 3.4.9. Элементар бөлшектер классификациясы. Күшті, электромагнитті, әлсіз, гравитациялық әсерлесулер.

4. Зертханалық, машықтану сабақтарының тақырыбының тізімі

4.1 Зертханалық жұмыстар

Микромодуль (блок) 1 Кіріспе. Механика. Молекулалық физика және термодинамика.

Модуль № 1 «Механика. Молекулалық физика»

1. 
   Қателіктер теориясына кіріспе.
   
2. 
   Айналмалы қозғалыс заңдарын зерттеу.
   
3. 
   Тұтас дискінің инерция моментін анықтау.
   
4. 
   Ауаның меншікті жылу сиымдылықтарының қатынасын Клеман-Дезорма әдісімен анықтау.
   

5.Электростатикалық өрісті зерттеу

6.Жердің магнит өрісі кернеулігінің горизонталь құраушысын анықтау.

Микромодуль (блок) № 3 Тербелістер мен толқындар. Оптика.

7.Тербелмелі қозғалыс заңдарын зерттеу.

8. Френель бипризмасы көмегімен жарықтың толқын ұзындығын анықтау.

9. Дифракциялық тор көмегімен жарықтың толқын ұзындығын анықтау.

10.Малюс заңын тексеру.

Микромодуль (блок) № 4 Кванттық физика элементтері. Атомдық және ядролық физика.

11.Ридберг тұрақтысын анықтау

1. Материалық нүктенің және қатты дененің кинематикасы

2. Материалық нүктенің және қатты дененің динамикасы.

3. Сақталу заңдары.

4. Арнайы салыстырмалылық теориясының элементтері.

5. Тұтас орталар механикасының элементтері.

6. Тербелістер мен толқындар.

7. Молекулалық физика.

8. Статистикалық үлестірілу.

9. Термодинамика негіздері.

10.Тасымалдау құбылыстары.

11. Реал газдар.

12. Электростатика.

13.Тұрақты электр тоғы.

14.Магнит өрісі. Заттардың магнит өрісі.

15.Электромагниттік индукция құбылысы.

16.Максвелл теңдеулері. Электромагниттік тербелістер.

БӨЖ № 2

1.Сәулелік (геометриялық) оптика туралы түсінік.

2.Жарық толқындарының қасиеттері. Интерференция, дифракция.

3.Заттардағы электромагниттік толқындар.

4.Жарықтың дисперсиясы, поляризациясы.

5.Жылулық сәулелену. Фотондар.

6.Фотоэффект.

7.Комптон эффектісі.

8. Кванттық теорияның негізгі идеяларын тәжірибе жүзінде тұжырымдау.

9. Корпускулалы-толқындық екіжақтылық.

10.Шредингер теңдеулері.

11.Кванттық теориядағы атом және молекула.

12.Өздігінен және ынталандырушы (стимулированное) сәулелену. Лазерлер. 13.Кванттық статистиканың элементтері
6. Ұсынылған әдебиеттер тізімі

6.1. Негізгі әдебиеттер:

6.1.1. Трофимова Т.И. Курс физики. М, Высшая школа, 1981-1999 г.

6.1.2. Савельев И.В. Жалпы физика курсы I, II. Алматы Мектеп 77ж.(аударма)

6.1.3. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики, М, Высшая школа, 1989 г.

6.1.4. Волькенштейн В.С. Жалпы физика курсының есептер жинағы Алматы, Мектеп, 1974 ж.

6.1.5. Абдуллаев Ж. Жалпы физика курсы, Ана тілі, 1991 ж..

6.1.6. Жумагулов А.Ж., Естекбаев М.Қ., Тұрысбекова Б.Ш., Паримбеков З.А. Физика лабораториялық практикум. Семей,1 995 ж.

6.1.7. Сивухин Д.В. Общий курс физики. М, Наука, 1977-1986 г.

6.1.8. Естекбаев М.Қ., Жумагулов А.Ж. Механика. Методикалық нұсқау, Семей 1990 ж.

6.1.9. Естекбаев М.Қ., Жумагулов А.Ж. Методическое разработка по молекулярной физике, Семей 1991

6.1.10. Естекбаев М.Қ., Жумагулов А.Ж., Турысбекова Б.Ш. Электромагнетизм, Семей 1991 ж.

6.1.11. Естекбаев М.Қ., Жумагулов А.Ж. Тербелістер мен толқындар, Семей 1991

6.2.1. Дж. Орир Физика в 2-х томах ., Москва, Мир, 1981 г.

6.2.2. Берклеевский курс физики 1-6 томы, Москва, Наука, 1971 – 1978.

6.2.3. Чертов А.Г., Воробьев А.А. Задачи по физики. М. Высшая школа, 1988 г.

6.2.4.Белешина А.М. Учебное пособие для самостоятельного обучения решения задач по физики в вузе, Воронеж, ВГУ, 1968 г.

6.2.5.Физический практикум под редакцией Ивероновой В.И., М, Наука, 1968 г.