Поиск по базе сайта:
Физика направление подготовки 020100 «Химия» icon

Физика направление подготовки 020100 «Химия»




НазваФизика направление подготовки 020100 «Химия»
Сторінка1/4
Дата конвертації12.02.2013
Розмір0.54 Mb.
ТипПрограмма курса
  1   2   3   4


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Томский государственный университет

Физический факультет


УТВЕРЖДАЮ:

Декан физического факультета


_________________ В.М. Кузнецов


"_____"__________________2011 г.


Рабочая программа дисциплины

ФИЗИКА


Направление подготовки

020100 «Химия»

Профили подготовки:

020100.62.01 Неорганическая химия и химия координационных соединений.

020100.62.02. Аналитическая химия.

020100.62.03. Органическая и биоорганическая химия.

020100.62.04. Физическая химия.

020100.62.05. Высокомолекулярные соединения.

020100.62.07. Химия твердого тела и химия материалов.

020100.62.09. Нефтехимия

020100.62.10.Химия окружающей среды, химическая экспертиза и экологическая безопасность


Квалификация (степень) выпускника

Бакалавр


Форма обучения

Очная


Статус дисциплины:

Базовая часть

Математический и естественнонаучный цикл


Томск-2011 г.

Программа курса (дисциплины) «Физика» составлена в соответствии с требованиями к обязательному минимуму содержания и уровню подготовки дипломированного бакалавра по направлению 020100 «Химия».
^

1. Цели освоения дисциплины


Целью курса является знакомство студентов с основными физическими законами, методами их наблюдения и экспериментального исследования, применением их для решения конкретных задач. Особое внимание уделяется формированию правильного естественнонаучного мировоззрения, целостной физической картины мира, анализу роли физики в других науках и научно-техническом прогрессе.
^

2. Место дисциплины в структуре образовательной программы


Дисциплина «Физика» относится к базовой части «Математического и естественнонаучного цикла». В иерархии основных наук химия непосредственно соседствует с физикой. Это соседство и обеспечило ту быстроту и глубину, с которой многие разделы физики успешно вклиниваются в химию. Химия граничит, с одной стороны, с макроскопической физикой – термодинамикой, физикой сплошных сред, а с другой – с микрофизикой – статической физикой, квантовой механикой. Общеизвестно, сколь плодотворными эти контакты оказались для химии. Вся история взаимодействия химии и физики полна примеров обмена идеями, объектами и методами исследования. На разных этапах своего развития физика снабжала химию понятиями и теоретическими концепциями, оказавшими сильное воздействие на развитие химии. Термодинамика породила химическую термодинамику – учение о химических равновесиях. Статическая физика легла в основу химической кинетики – учения о скоростях химических превращений. Квантовая механика вскрыла сущность Периодического закона Менделеева. Современная теория химического строения – это квантовая химия, то есть приложение принципов квантовой механики к исследованию молекул.

Химия и физика изучают практически одни и те же объекты, но только каждая из них видит в этих объектах свою сторону, свой предмет изучения. Так, молекула является предметом изучения не только химии, но и молекулярной физики. Если химия изучает ее с точки зрения закономерностей образования, состава, химических свойств, связей, условий ее диссоциации на составляющие атомы, то физика статистически изучает поведение больших систем молекул, обусловливающее тепловые явления, различные агрегатные состояния, фазовые переходы из газообразной в жидкую и твердую фазы и обратно, явления, не связанные с изменением состава молекул и их внутреннего химического строения.

С возникновением теории относительности, квантовой механики и учения об элементарных частицах раскрылись еще более глубокие связи между физикой и химией. Оказалось, что разгадка объяснения существа свойств химических соединений, самого механизма превращения веществ лежит в строении атомов, в квантово-механических процессах его элементарных частиц и особенно электронов внешней оболочки, Именно новейшая физика сумела решить такие вопросы химии, как природа химической связи, особенности химического строения молекул органических и неорганических соединений и т.д.

В сфере соприкосновения физики и химии возник и успешно развивается такой сравнительно молодой раздел из числа основных разделов химии, как физическая химия. Физическая химия рассматривается сейчас как наиболее широкий общетеоретический фундамент всей химической науки, опирающийся на такие важнейшие разделы физики, как квантовая механика, статистическая физика и термодинамика, нелинейная динамика, теория поля и др.

Еще одним свидетельством плодотворности влияния физики на химическую науку является все расширяющееся применение физических методов в химических исследованиях. При этом, чем больше усложняются химические исследования, тем больше аппаратура и методы расчетов физики проникают в химию. Необходимость измерения тепловых эффектов реакции, развитие спектрального и рентгеноструктурного анализа, изучение изотопов и радиоактивных химических элементов, кристаллических решеток вещества, молекулярных структур потребовали создания и привели к использованию сложнейших физических приборов: спектроскопов, масс-спектрографов, дифракционных решеток, электронных микроскопов и т.д. Поразительный прогресс в этой области особенно отчетливо виден на примере спектроскопических методов. Еще совсем недавно из бесконечного диапазона электромагнитных излучений химики использовали лишь узкую область видимого и примыкающего к нему участков инфракрасного и ультрафиолетового диапазонов. Открытие физиками явления магнитного резонансного поглощения привело к появлению спектроскопии ядерного магнитного резонанса, наиболее информативного современного аналитического метода изучения электронного строения молекул, и спектроскопии электронного парамагнитного резонанса, уникального метода изучения нестабильных промежуточных частиц – свободных радикалов. В коротковолновой области электромагнитных излучений возникла рентгеновская и гамма-резонансная спектроскопия, обязанная своим появлением открытию Мессбауэра. Освоение синхротронного излучения открыло новые перспективы развития этого высокоэнергетического раздела спектроскопии. Появились лазеры – уникальные по своей спектральной интенсивности источники – и вместе с ними принципиально новые аналитические возможности. Среди них можно назвать лазерный магнитный резонанс – быстро развивающийся высокочувствительный метод регистрации радикалов в газе. Другая, поистине фантастическая возможность – это штучная регистрация атомов с помощью лазера – методика, позволяющая зарегистрировать в кювете всего несколько атомов посторонней примеси.

Таким образом, физика во все большем масштабе и все более плодотворно вторгается в химию. Она вскрывает сущность качественных химических закономерностей, снабжает химию совершенными инструментами исследования.

Для успешного освоения дисциплины «Физика» учащимся необходимо:

  • успешное владение знаниями по физике на уровне средней школы;

  • знание основных разделов высшей математики, таких как векторный анализ, дифференциальное и интегральное исчисление, линейная алгебра.


3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

В результате освоения дисциплины «Физика» обучающийся должен:

Знать:

  • фундаментальные разделы физики (механику, молекулярную физику, термодинамику, электродинамику, оптику, основы квантовой механики);

  • современную физическую картину мира и эволюции Вселенной, пространственно-временные закономерности, строение вещества для понимания процессов и явлений природы;

  • роль физических закономерностей для активной деятельности по охране окружающей среды, рациональному природопользованию, развитию и сохранению цивилизации.

Уметь:

  • приобретать новые знания в области физики, в том числе с использованием современных образовательных и информационных технологий;

  • использовать теоретические знания при объяснении результатов химических экспериментов;

  • использовать на практике базовые знания и методы физических исследований для объяснения результатов химических экспериментов;

  • планировать и проводить физические эксперименты адекватными экспериментальными методами, оценивать точность и погрешность измерений;

  • понимать различие в методах исследования физических процессов и явлений на эмпирическом и теоретическом уровне, необходимость верификации теоретических выводов, анализа их области применения;

  • использовать знания о строении вещества, физических процессах в веществе, о различных классах веществ для понимания свойств материалов и механизмов физических процессов, протекающих в природе;

  • представлять физические утверждения, доказательства, проблемы, результаты физических исследований ясно и точно в терминах, понятных для профессиональной аудитории, как в письменной, так и в устной форме.

  • читать и анализировать учебную и научную литературу по физике.

Владеть:

  • математической и естественнонаучной культурой в области физики, как частью профессиональной и общечеловеческой культуры;

  • основными теоретическими и экспериментальными методами физических исследований.

^ 4. Структура и содержание дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 18 зачетных единиц, 648 часов.




п/п

Раздел

дисциплины

Семестр

Неделя семестра

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах)

Формы текущего контроля успеваемости

(по неделям семестра)


Лекции

Практ. занятия

Лабор.

работы

Сам. работа

Всего




^ Модуль «Механика»



Кинематика

2

1

2

2




2

6

Практические задания,

контрольная работа, консультации



Динамика материальной точки

2

1-2

4

2

4

2

12



Работа и энергия

2

2-3

4

2

4

2

10



Закон сохранения момента импульса

2

3-4

4

2

8

2

18



Колебательное движение и волны

2

4-5

4

2

4

2

12

Практические задания,

коллоквиум, консультации, тест по модулю «Механика»



Релятивистская механика

2

5-6

4

2




2

8



Механика жидкостей и упругих тел

2

7

4







2

6

^ Модуль «Молекулярная физика и термодинамика»



Методы рассмотрения систем, состоящих из большого числа частиц

2

7

1







1

2

Практические задания,

коллоквиум, консультации



Статистический метод

2

7-8

6

4

4

3

17



Первое начало термодинамики

2




5

4

4

2

14

Практические задания, тест по модулю «Молекулярная физика и термодинамика», зачет, экзамен



Второе начало термодинамики

2

8-9

5

4

4

2

14



Неидеальный газ

2

9-10

3

2




1

6



Фазовые переходы

2

11-12

4

2

4

2

12



Жидкое состояние

2

13-14

3

2




1

6



Явления переноса

2

14-15

3

2

4

2

11




Всего







56

30

40

28

154

46




2 семестр

200 часов

^ Модуль «Электричество и магнетизм»



Электрическое поле в вакууме

3


1-2

5

2

4

6

12

Практические задания,

контрольная работа, консультации



Электрическое поле в диэлектриках

3

3

4

2




6

12



Проводники в электрическом поле

3

4

2

2




2

6



Энергия электрического поля

3

4-5

2

2




2

6



Постоянный электрический ток

3

5-6

4

2

4

4

14



Магнитное поле в вакууме

3

6-7

6

2

4

6

18

Практические задания, тест по модулю «Электричество и магнетизм»



Магнитное поле в веществе

3

8

4

2

4

4

18



Электромагнитная индукция

3

9

3

2

4

4

13



Уравнения Максвелла

3

9-10

2

2




4

8

^ Модуль «Оптика»



Электромагнитные волны

3

10-11

4

2




4

10

Практические задания,

коллоквиум, консультации Тест по модулю «Оптика», зачет, экзамен



Интерференция света

3

12-13

4

4

4

6

18



Дифракция света

3

14-15

4

4

4

6

18



Поляризация света

3

15-16

4

2

4

4

14



Дисперсия, поглощение, рассеяние электромагнитных волн

3

16-17

3

2

4

4

13



Квантовая оптика

3

17

3

2




6

11













56

34

36

68

194

36




3 семестр

230 часов

^ Модуль «Основы квантовой механики»



Боровская теория атома

4




2

6

4

10

22

Практические задания,

коллоквиум, консультации



Квантовомеханическая теория водородного атома

4




2

2




20

24



Многоэлектронные атомы

4




2

2




20

24

^ Модуль «Физика атомного ядра и элементарных частиц»



Атомное ядро

4




6

4

16

20

46

Практические задания,

коллоквиум, консультации, тест по модулю «Физика атомного ядра и элементарных частиц», зачет, экзамен



Элементарные частицы

4




6

4

16

30

56













18

18

36

100

172

46

* - зачетные единицы присваиваются после успешного выполнения всех практических заданий, лабораторных работ, сдачи коллоквиума, тестовых заданий, зачета и экзамена.
  1   2   3   4



Схожі:




База даних захищена авторським правом ©lib.exdat.com
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації