Аннотация лекций и практических занятий ФМиАТ, 2 семестр. 1. 2. 3. 4. ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ Приобретение теоретических знаний законов электростатики, магнетизма, постоянного тока и волновых процессов, их проявлений в природе и технике, области их применения в профессиональной деятельности. Приобретение практических навыков расчетов электрического и магнитного полей, параметров электрических цепей с постоянным и переменным током, волновых процессов различной природы. Приобретение практических навыков измерения параметров электрических и магнитных полей, тока и напряжения, Практическая проверка теоретических закономерностей основных физических законов для формирования научно-обоснованного инженерного представления о процессах и принципах работы электромагнитных устройств. ЛЕКЦИИ ЛЕКЦИЯ 1. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ ЗАРЯДОВ Электрические заряды; закон сохранения зарядов; кулоновская сила взаимодействия зарядов; параметры электрического поля; принцип суперпозиции; распределённые заряды; движение зарядов в электрическом поле, потенциальная энергия системы точечных зарядов. ЛЕКЦИЯ 2. МЕТОДЫ РАСЧЕТА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ Принцип суперпозиции, поле распределённых зарядов; теорема Остроградского – Гаусса. ЛЕКЦИЯ 3. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ В ВЕЩЕСТВЕ Электрический диполь; поляризация молекул вещества; проводники в поле; диэлектрики в поле; сегнетоэлектрики; пьезоэлектрический эффект; электрическая ёмкость тел, конденсаторы; энергия электрического поля; плотность энергии электрического поля ЛЕКЦИЯ 4. ПОСТОЯННЫЙ ТОК Принцип непрерывности; законы Ома для участка цепи и полной цепи; закон Джоуля–Ленца; эквивалентные цепи, правила Кирхгофа; электропроводность различных сред. ЛЕКЦИЯ 5. КОНТАКТНЫЕ И ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСИЕ ЯВЛЕНИЯ Контактная разность потенциалов; термоэлектрические явления; эффекты Зеебека и Пельте. Термопары. Методы измерения температуры. ЛЕКЦИЯ 6. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ТОКОВ Параметры магнитного поля; закон Ампера; сила Лоренца; эффект Холла; магнитное поле зарядов; магнитное взаимодействие токов; напряжённость магнитного поля; принцип суперпозиции; вектор магнитной индукции; линии индукции; ЛЕКЦИЯ 7. МЕТОДЫ РАСЧЕТА МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ Закон Био–Савара–Лапласа; поток вектора магнитной индукции; теорема Гаусса; теорема о циркуляции. ЛЕКЦИЯ 8. ПРОВОДНИКИ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ Контур с током в магнитном поле, магнитный момент; работа по перемещению проводника и контура с током в магнитном поле; ЛЕКЦИЯ 9. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ В ВЕЩЕСТВЕ Магнитные свойства вещества; восприимчивость и проницаемость; намагниченность; парамагнетики, диамагнетизм, ферромагнетики; гистерезис. ЛЕКЦИЯ 10. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ ЭДС электромагнитной индукции; закон Фарадея; потокосцепление; электронная теория электромагнитной индукции; самоиндукция и индуктивность; энергия магнитного поля; токи при замыкании и размыкании цепи. ЛЕКЦИЯ 11. ОСНОВЫ ТЕОРИИ МАКСВЕЛЛА Гипотеза Максвелла о вихревом электрическом поле. Первое уравнение Максвелла; ток смещения; второе уравнение Максвелла; третье и четвёртое уравнения; полная система уравнений Максвелла для электромагнитного поля. ЛЕКЦИЯ 12. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ Гармонические электромагнитные колебания; затухающие электромагнитные колебания; резонанс в различных контурах; метод диаграмм. ЛЕКЦИЯ 13. ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК Переменный ток; закон Ома; импеданс; мощность; последовательные и параллельные цепи с переменным током. ЛЕКЦИЯ 14. ВОЛНОВЫЕ ПРОЦЕССЫ. УПРУГИЕ ВОЛНЫ. Распространение упругих колебаний; волна; параметры и уравнения волны; дисперсия волн; энергия упругой волны; отражение упругих волн; интерференция и дифракция упругих волн; стоячие волны. ЛЕКЦИЯ 15. ЗВУК. Звуковые волны; параметры звука; закон Вебера; эффект Доплера; ультразвук; инфразвук; применения и проявления. ЛЕКЦИЯ 16. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ Свет – электромагнитная волна; уравнение световой волны, как следствие системы уравнений Максвелла; скорость света; коэффициент преломления; вектор Умова-Пойнтинга; принципы радиопередачи. ЛЕКЦИЯ 17. ПОДВЕДЕНИЕ ИТОГОВ Студенческие выступления по темам, рассмотренным в лекции; презентации; обсуждение видеороликов по физическим явлениям и процессам; анализ экзаменационных вопросов; итоги рейтинга студентов. ДЛЯ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ ТМ и ТОМ ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ (перечень типовых задач), ПРАКТИКА 1. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ ЗАРЯДОВ Поле точечных зарядов; принцип суперпозиции; силы взаимодействия системы зарядов; работа по перемещению зарядов; движение зарядов в электрическом поле, потенциальная энергия системы точечных зарядов. ПРАКТИКА 2. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ЗАРЯДОВ Принцип суперпозиции, поле диполя; метод точечных зарядов; поле распределённых зарядов; теорема Остроградского – Гаусса; проводники в поле; диэлектрики в поле. ПРАКТИКА 3. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ В ВЕЩЕСТВЕ Аудиторная контрольная работа №1 по разделу «Электрическое поле зарядов». Электрическая ёмкость тел, конденсаторы; энергия электрического поля; плотность энергии электрического поля. ПРАКТИКА 4. ПОСТОЯННЫЙ ТОК Применение законов Ома для участка цепи и полной цепи; закон Джоуля– Ленца; определение параметров электрических цепей. ПРАКТИКА 5. КОНТАКТНЫЕ И ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСИЕ ЯВЛЕНИЯ Эквивалентные цепи, правила Кирхгофа; контактная разность потенциалов; электропроводность различных сред; термоэлектрические явления; термопары; методы измерения температуры. ПРАКТИКА 6. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ТОКОВ Аудиторная контрольная работа № 2 по разделу «Постоянный ток». Параметры магнитного поля; магнитное поле зарядов; напряжённость магнитного поля; принцип суперпозиции; вектор магнитной индукции. ПРАКТИКА 7. СИЛОВОЕ ДЕЙСТВИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ Магнитное взаимодействие токов; закон Ампера; сила Лоренца; эффект Холла. ПРАКТИКА 8. МЕТОДЫ РАСЧЕТА МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ поток вектора магнитной индукции; теорема Гаусса; теорема о циркуляции. ПРАКТИКА 9. МЕТОДЫ РАСЧЕТА МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ Закон Био–Савара–Лапласа; магнитное поле системы токов. ПРАКТИКА 10. КОНТУР С ТОКОМ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ Контур с током в магнитном поле, магнитный момент; работа по перемещению проводника и контура с током в магнитном поле. ПРАКТИКА 11. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ ЭДС электромагнитной индукции; закон Фарадея; самоиндукция и индуктивность; расчет параметров катушек индуктивности; энергия магнитного поля; ПРАКТИКА 12. ВЛИЯНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ. ОСНОВЫ ТЕОРИИ МАКСВЕЛЛА Аудиторная контрольная работа № 3 по разделу «Магнитное поле токов». Токи при замыкании и размыкании цепи; система уравнений Максвелла. ПРАКТИКА 13. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ Гармонические электромагнитные колебания; параметры колебательных систем; затухающие электромагнитные колебания; резонанс. ПРАКТИКА 14. ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК Метод диаграмм; переменный ток; закон Ома; импеданс; мощность; последовательные и параллельные цепи с переменным током. ПРАКТИКА 15. ВОЛНОВЫЕ ПРОЦЕССЫ. Аудиторная контрольная работа № 4 по разделу «Электромагнитные колебания». Параметры и уравнения волны; энергия упругой волны; отражение упругих волн; интерференция и дифракция упругих волн; стоячие волны; уравнение световой волны; скорость света; коэффициент преломления; вектор УмоваПойнтинга. ПРАКТИКА 16. ЗВУК. Звуковые волны; параметры звука; закон Вебера; эффект Доплера. ПРАКТИКА 17. ПОДВЕДЕНИЕ ИТОГОВ Анализ основных ошибок контрольных работ; повторное решение типовых задач, вызывавших наибольшие трудности; анализ экзаменационных задач; итоги рейтинга студентов.