Фізика, частина 2
Спеціальність: Харчова хімія та експертиза
Код дисципліни: 6.102.01.O.013
Кількість кредитів: 6.00
Кафедра: Загальної фізики
Лектор: Ващинський Віталій Михайлович
Семестр: 2 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни «Фізика» передбачає формування у здобувачів освіти компетентностей:
загальні компетентності:
ЗК1. Здатність до абстрактного мислення, аналізу і синтезу;
ЗК9. Прагнення до збереження навколишнього середовища;
фахові компетентності:
ФК1. Здатність застосовувати знання і розуміння математики та природничих наук для вирішення якісних та кількісних проблем в хімії.
ФК7. Здатність здійснювати типові хімічні лабораторні дослідження.
ФК8. Здатність здійснювати кількісні вимірювання фізико-хімічних величин, описувати, аналізувати і критично оцінювати експериментальні дані.
ФК12. Здатність використовувати знання про властивості основних об’єктів довкілля, що впливають на строки, способи та методи відбору проб, пробопідготовки та аналіз хімічного складу для підбору хіміко-аналітичних, метрологічних, експлуатаційних характеристик найбільш поширених методів аналізу.
Результати навчання: Розуміти зв’язок між будовою та властивостями речовин.
Застосовувати основні принципи квантової механіки для опису будови атома, молекул та хімічного зв’язку.
Знати принципи і процедури фізичних, хімічних, фізико-хімічних методів дослідження, типові обладнання та прилади.
Застосовувати основні принципи термодинаміки та хімічної кінетики для вирішення професійних завдань.
Здійснювати експериментальну роботу з метою перевірки гіпотез та дослідження хімічних явищ і закономірностей.
Використовувати свої знання, розуміння, компетенції та базові інженерно-технологічні навички на практиці для вирішення задач та проблем відомої природи.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Математика, загальна та неорганічна хімія, фізична хімія, колоїдна хімія.
Короткий зміст навчальної програми: Курс фізики складається з 30 лекцій, та 30 лабораторних занять у IІ семестрі. Лекційний курс охоплює чотири розділи, в яких викладені фізичні основи електромагнетизму, хвильової оптики, квантової природи випромінювання, елементів фізики твердого тіла. Лабораторні роботи виконуються в лабораторії електричних та магнітних явищ та оптичній лабораторії. Студенти після 8 лекції пишуть роботу по перевірці самостійної роботи, а в кінці семестру – розрахунково-графічну роботу. В кінці IІ семестру студенти складають екзамен.
Опис: ЕЛЕМЕНТИ ЗОННОЇ ТЕОРІЇ ПРОВІДНОСТІ ТВЕРДИХ ТІЛ
Зонна теорія твердих тіл. Розподіл електронів по енергетичних рівнях. Метали, діелектрики і напівпровідники. Власна провідність та домішкова провідність напівпровідників. Р-n перехід і його вольт-амперна характеристика. Термоелектричні явища.
ЕЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ
Магніти та магнітне поле. Магнітне поле, створюване електричним струмом. Закон Біо-Савара-Лапласа. Дія магнітного поля на провідник зі струмом. Закон Ампера. Рух зарядженої частинки в магнітному полі. Сила Лоренца. Мас-спектрографи.
Магнітний момент контуру зі струмом. Магнітний момент атома. Вектор намагніченості. Діа, пара- та феромагнетики. Поняття про біомагнетизм. Вплив магнітного поля на живі організми.
Електрорушійна сила індукції. Правило Ленца. ЕРС індукції провідника, що рухається в магнітному полі. Самоіндукція та індуктивність. Взаємоіндукція. Зв'язок магнітного поля з електричним. Енергія магнітного поля.
ЗМІННИЙ ЕЛЕКТРИЧНИЙ СТРУМ
Основні характеристики змінного струму. Отримання синусоїдального змінного струму. Закон Ома для кіл змінного струму з RL, RC ланками. Дія струму на людину.
Коливальний контур. Електромагнітні коливання. Диференціальне рівняння власних електричних коливань. Згасаючі коливання. Вимушені електромагнітні коливання. Електричний резонанс.
ОСНОВНІ ВЛАСТИВОСТІ СВІТЛА
Поняття про електромагнітні хвилі. Хвильові та корпускулярні уявлення про природу світла. Характеристики оптичного діапазону електромагнітних хвиль. Чому ми бачимо у видимому діапазоні? Додавання світлових хвиль. Інтерференція світла. Інтерферометри та їх застосування.
Явище дифракції. Принцип Гюйгенса-Френеля. Дифракція Френеля та дифракція Фраунгофера. Дифракційний спектр та роздільна здатність дифракційної гратки.
Природнє і поляризоване світло. Поляризація світла. Подвійне променезаломлення. Поляризаційні пристрої. Аналіз поляризованого світла. Закон Малюса. Штучна анізотропія. Застосування поляризації світла.
Нормальна та аномальна дисперсія. Елементи класичної теорії дисперсії світла. Абсорбція світла. Від?ємне поглинання світла
ТЕПЛОВЕ ВИПРОМІНЮВАННЯ
Рівноважне випромінення. Випромінювальна і поглинальна здатність тіл. Абсолютно чорне тіло. Закони теплового випромінювання. Класифікація і механізм люмінесценсії. Застосування люмінесценсії
ФОТОЕФЕКТ
Формула Планка. Загальні відомості про фотоефект. Закони фотоефекту. Фотоефект у напівпровідниках та діелектриках. Фотоелементи. Фотобіологічна дія випромінювання.
БУДОВА АТОМА ТА АТОМНОГО ЯДРА
Модель атома Резерфорда. Спектральні закономірності атома водню. Постулати Бора. Борівська теорія атома водню. Хвилі де Бройля. Квантово-механічна картина будови атома. Принцип Паулі.
Рентгенівське випромінювання. Будова і принцип дії лазера. Структура ядра. Ізотопи. Дефект маси і енергія зв’язку ядра. Ядерні сили та їх властивості.
Радіоактивність. Закон радіоактивного розпаду. Правила зміщення. Ядерні реакції. Штучна радіоактивність. Поділ ядер урану. Термоядерні реакції. Дія радіації на людину. Методи реєстрації елементарних частинок.
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 - атестований з оцінкою «відмінно» - Високий рівень: здобувач освіти демонструє поглиблене володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, системні знання, вміння і навички їх практичного застосування. Освоєні знання, вміння і навички забезпечують можливість самостійного формулювання цілей та організації навчальної діяльності, пошуку та знаходження рішень у нестандартних, нетипових навчальних і професійних ситуаціях. Здобувач освіти демонструє здатність робити узагальнення на основі критичного аналізу фактичного матеріалу, ідей, теорій і концепцій, формулювати на їх основі висновки. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку, самостійної науково-дослідної діяльності, що реалізується за підтримки та під керівництвом викладача. 87-71 балів - атестований з оцінкою «добре» - Достатній рівень: передбачає володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на підвищеному рівні, усвідомлене використання знань, умінь і навичок з метою розкриття суті питання. Володіння частково-структурованим комплексом знань забезпечує можливість їх застосування у знайомих ситуаціях освітнього та професійного характеру. Усвідомлюючи специфіку задач та навчальних ситуацій, здобувач освіти демонструє здатність здійснювати пошук та вибір їх розв’язання за поданим зразком, аргументувати застосування певного способу розв’язання задачі. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку. 70-50 балів - атестований з оцінкою «задовільно» - Задовільний рівень: окреслює володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на середньому рівні, часткове усвідомлення навчальних і професійних задач, завдань і ситуацій, знання про способи розв’язання типових задач і завдань. Здобувач освіти демонструє середній рівень умінь і навичок застосування знань на практиці, а розв’язання задач потребує допомоги, опори на зразок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативність та евристичність, домінування мотивів обов’язку, неусвідомлене застосування можливостей для саморозвитку. 49-00 балів - атестований з оцінкою «незадовільно» - Незадовільний рівень: свідчить про елементарне володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, загальне уявлення про зміст навчального матеріалу, часткове використання знань, умінь і навичок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативно-прагматичний інтерес.
Рекомендована література: Базова література до теоретичного курсу
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 і хімічні технології. Навчальний посібник / І.Р. Зачек, С.І.Ющук, О.Б. Біленька. – Львів.: Ліга-Прес, 2014. – 352с.
3. Фізика: підруч. для ун-тів : повний курс в одному томі / П.М. Воловик. – К. ; Ірпінь : Перун, 2005. – 864 с. – ISBN 966-569-172-4
Література до практичних занять
1. 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
2. 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
Література до лабораторних занять
1. 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
2. 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
3. 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
Допоміжна література.
1. Загальний курс фізики: Навч. Посібник для студентів вищих техн. і пед. Закладів освіти. Т.1.: Механіка. Молекулярна фізика і термодинаміка. / Кучерук І.М., Горбачук І.Т., Луцик П.П.. – К.: Техніка, 1999. – 536 с. – ISBN 966-575-017-8
2. Загальний курс фізики: Навч. Посібник для студентів вищих техн. і пед. Закладів освіти. Т.2.: Електрика і магнетизм. / Кучерук І.М., Горбачук І.Т., Луцик П.П.. – К.: Техніка, 1999. – 452 с. – ISBN 966-575-183-2
3. Загальний курс фізики: Навч. Посібник для студентів вищих техн. і пед. Закладів освіти. Т.3.: Оптика. Квантова фізика. / Кучерук І.М., Горбачук І.Т., Луцик П.П.. – К.: Техніка, 1999. – 520 с. – ISBN 966-575-172-7
Інформаційні ресурси
https://vns.lpnu.ua/
https://phet.colorado.edu/uk/
https://www.vascak.cz/?id=1&language=ua
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).