Фізика
Спеціальність: Пожежна безпека
Код дисципліни: 6.261.00.O.007
Кількість кредитів: 6.00
Кафедра: Загальної фізики
Лектор: Ващинський Віталій Михайлович
Семестр: 1 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: інтегральна компетентність:
ІНТ. Здатність розв’язувати спеціалізовані задачі та практичні проблеми, які характеризуються комплексністю та невизначеністю умов під час практичної діяльності або у процесі навчання, що передбачає застосування теорій та методів моніторингу і прогнозування, запобігання виникненню пожеж та їх гасіння.
загальні компетентності:
КЗ3. Здатність до абстрактного мислення, аналізу і синтезу.
фахові компетентності:
ФК12. Здатність оперувати термінами та визначеннями понять стосовно пожежної безпеки, параметрів небезпечних чинників пожежі.
ФК17. Здатність перевіряти, контролювати, оцінювати технічний стан систем протипожежного захисту, брати участь в експлуатації та застосуванні цих систем.
ФК20. Здатність виявляти та усувати причини і умови, що сприяють виникненню та поширенню пожежі в (від) електроустановках(ок).
Результати навчання: У результаті вивчення навчальної дисципліни здобувач освіти повинен бути здатним продемонструвати такі результати навчання:
– Знати властивості горючих речовин і матеріалів, механізм виникнення горіння і вибуху; розрахувати параметри вибухопожежонебезпеки речовин і матеріалів та оцінювати особливості їх поведінки в умовах пожежі.
– Вибирати та оцінювати параметри систем протипожежного водопостачання; застосовувати знання законів гідравліки, механіки рідин і газів під час перевірки проектів та контролю систем водопостачання.
– Оцінювати пожежну небезпеку електроустановок під час їх улаштування та експлуатації, вміти пропонувати заходи щодо забезпечення їх пожежної безпеки, оцінювати пожежну небезпеку влучення блискавки та забезпечувати захист від неї.
– Застосовувати невербальні методи спілкування, здійснювати пошук нової інформації, доносити до фахівців і нефахівців інформацію, ідеї, проблеми, рішення та власний досвід у сфер професійної діяльності.
– Вільно володіти державною мовою у соціальній та професійній сферах; демонструвати культуру мислення та виявляти навички організації культурного діалогу.
– Передбачати екологічно-збалансовану діяльність, необхідний рівень індивідуальної безпеки та психічного здоров?я у разі виникнення типових небезпечних подій.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Вища математика, математичний аналіз, лінійна алгебра
Короткий зміст навчальної програми: Курс фізики складається з 30 лекцій, 30 практичних та 30 лабораторних занять у I семестрі. Лекційний курс охоплює десять розділів, в яких викладені фізичні основи механіки, основи молекулярної фізики і термодинаміки, електростатики, постійного струму, електромагнетизму, хвильової оптики, елементи квантової механіки, ядерної фізики і фізики твердого тіла. Лабораторні роботи виконуються в механіко-молекулярній лабораторії, а також в електричній та оптичній лабораторіях. Студенти після 8 лекції пишуть роботу по перевірці самостійної роботи, а в кінці семестру – розрахунково-графічну роботу. В кінці I семестру студенти складають екзамен.
Опис: Фізичні основи механіки
Швидкість і прискорення. Закони динаміки матеріальної точки. Закон збереження імпульсу. Сили тертя. Робота сили та її вираз через криволінійний інтеграл. Кінетична енергія механічної системи. Потенціальна енергія. Закон збереження і перетворення механічної енергії.
Кутова швидкість і кутове прискорення. Момент сили і момент імпульсу механічної системи. Момент інерції тіла відносно осі. Рівняння динаміки обертального руху твердого тіла відносно нерухомої осі. Кінетична енергія тіла, що обер¬тається. Закон збереження моменту імпульсу. Статична рівновага.
Основи молекулярної фізики та термодинаміки
Форми енергообміну термодинамічної системи. Робота і теплота. Перший закон термодинаміки. Теплоємність ідеального газу та її обмеженість. Ентальпія. Ентропія. Застосування першого закону термодинаміки до ізопроцесів. Адіабатичний процес. Середнє число зіткнень і середня довжина вільного пробігу молекул.
Внутрішнє тертя в газах. Коловий процес. Теплові двигуни і холодильні машини. Цикл Карно i його коефіцієнт корисної дії для ідеального газу. Властивості оборотних і необоротних циклів.
Поверхневий натяг. Змочування. Кривина поверхні і додатковий тиск. Капілярні явища. Випаровування і кипіння рідин. Основні визначення та характеристики вологого повітря.
Загальна характеристика твердих тіл. Види деформацій твердих тіл. ? – ? діаграми деформації. Теплоємність твердих тіл. Теплопровідність твердих тіл. Теплове розширення твердих тіл. Утворення хвиль в пружному середовищі. Поздовжні і поперечні хвилі. Рівняння біжучої хвилі. Фазова і групова швидкості пружних хвиль. Енергія пружних хвиль.
Електростатика
Взаємодія зарядів. Електричне поле. Напруженість електричного поля. Робота при переміщенні заряду в електростатичному полі. Потенціал електричного поля. Напруженість як градієнт потенціалу. Потік вектора напруженості. Теорема Остроградського-Ґауса.
Типи діелектриків. Електричне поле в речовині. Провідники в електричному полі. Електроємність відокремленого провідника. Конденсатори. Енергія зарядженого відокремленого провідника, конденсатора. Енергія електростатичного поля.
Постійний електричний струм
Сила і густина струму. Електрорушійна сила і напруга. Закон постійного струму. Робота і потужність струму. Закон Джоуля – Ленца. Правила Кірхгофа. Робота виходу електронів з металу. Термоелектричні явища. Струм в газах.
Електромагнетизм
Магнітне поле. Магнітна індукція. Закон Біо-Савара-Лапласа. Закон повного струму для магнітного поля у вакуумі. Магнітний потік. Теорема Остроградського-Ґауса. Закон Ампера. Робота при переміщенні провідника і контуру зі струмом у магнітному полі. Сила Лоренца. Ефект Холла.
Хвильова оптика
Основні поняття фотометрії. Оптичні системи. Інтерференція світла. Дифракція світла. Дисперсія світла. Поглинання світла. Природне і поляризоване світло. Подвійне променезаломлення. Штучна оптична анізотропія
Квантова природа випромінювання
Теплове випромінювання. Закон Кірхгофа. Закон Стефана Больцмана. Закон Віна. Формула Релея-Джінса. Квантова гіпотеза і формула Планка. Люмінесценція твердих тіл.
Фізика атомів і молекул
Атом водню і його спектр за теорією Бора. Основні ідеї квантової механіки. Атом водню у квантовій механіці. Спін електрона. Принцип Паулі. Розподіл електронів в атомі за станами. Оптичні квантові генератори.
Елементи фізики твердого тіла
Енергетичні зони в кристалах. Метали, діелектрики і напівпровідники. Власна провідність напівпровідників. Домішкова провідність напівпровідників. Р-n перехід і його вольт-амперна характеристика.
Фізика атомного ядра та елементарних частинок
Розмір, склад і заряд ядра. Масове і зарядове число. Дефект маси і енергія зв’язку ядра. Взаємодія нуклонів і поняття про властивості і природу ядерних сил. Радіоактивність. Основний закон радіоактивного перетворення атомних ядер. Закономірності радіоактивного випромінювання атомних ядер.
Методи та критерії оцінювання: У процесі поточного та семестрового контролів використовуються наступні методи контролю результатів навчання здобувачів освіти: усне опитування; письмове опитування; практична перевірка; стандартизований контроль. Фронтальне усне опитування здійснюється на лабораторних заняттях. Індивідуальне усне опитування відбувається на лабораторних заняттях а також під час семестрового екзамену. Письмове опитування застосовується під час перевірки самостійної роботи здобувачів освіти, розрахункових робіт, домашніх завдань, семестрового екзамену. Практична перевірка знань здобувачів освіти відбувається під час виконання лабораторних робіт, в процесі виконання яких виявляється сформованість умінь працювати з приладами, проводити вимірювання, виконувати розрахунки, аналізувати отримані результати, робити висновки, оформляти звіт про виконану роботу. При стандартизованому контролі використовується тестова методика з альтернативним вибором відповідей. Тестові завдання використовуються у екзаменаційних білетах і при контролі самостійної роботи здобувачів освіти.
Критерії оцінювання результатів навчання: Поточний контроль (ПК) – 40 балів, з них:
Лабораторні заняття – 20, практичні заняття – 10, РГР – 10.
Екзаменаційний контроль (ЕК) – 60 балів, з них:
Письмова компонента – 50, усна компонента – 10.
Разом за дисципліну (ПК+ЕК) – 100 балів.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: 1. Фізика. Підручник / І.Є.Лопатинський, І.Р. Зачек, Г.А. Ільчук, Б.М. Романишин. – Львів: Афіша, 2005. – 394 с. – ISBN 966-8013-50-6
2. Фізика: підруч. для ун-тів : повний курс в одному томі / П. М. Воловик. – К. ; Ірпінь : Перун, 2005. – 864 с. – ISBN 966-569-172-4
3. Збірник задач з фізики: Навч. посібник. 2-ге видання, доповнене і перероблене / За ред. І.Є. Лопатинського, А.М.Андрейка. – Львів: Видавництво Національного університету "Львівська політехніка", 2010. – 320 с. – ISBN 978-966-553-935-3
4. Збірник задач з фізики: Навч. Посібник. / І.Є. Лопатинський, І.Р. Зачек, С.О. Юр’єв та ін. – Львів: Видавництво Національного університету "Львівська політехніка", 2016. – 244 с. – ISBN 978-617-607-918-7
5. Лабораторний практикум з фізики. Частина 1. Лабораторія механіки та молекулярної фізики. Навч. посіб. / за ред. Лопатинського І.Є., Бандрівчака І.В., Крушельницької Т.Д. – Львів: Видавництво Національного університету "Львівська політехніка", 2002. – 184 с. – ISBN 966-553-221-9
6. Лабораторний практикум з фізики. Частина 2. Електрика і магнетизм. Навч. посіб. / за ред. Лопатинського І.Є., Білинського Ю.М., Крушельницької Т.Д. та ін. – Львів: Видавництво Національного університету "Львівська політехніка", 2006. – 204 с. – ISBN 966-553-575-7
7. Лабораторний практикум з фізики. Частина ІІІ. Оптика та атомна фізика. Навч. посіб. / за ред. Лопатинського І.Є.; М.М. Рудка, І.Є. Лопатинський, С.О. Юр’єв, І.Р. Зачек та ін. – Львів: Видавництво Національного університету "Львівська політехніка", 2006. – 264 с. – ISBN 966-553-576-5
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).