Фізика, частина 2

Спеціальність: Кібербезпека
Код дисципліни: 6.125.00.O.017
Кількість кредитів: 4.00
Кафедра: Загальної фізики
Лектор: професор кафедри фізики, кандидат фізико-математичних наук, професор І.Є. Лопатинський доцент кафедри фізики, кандидат фізико-математичних наук, доцент М.М. Рудка
Семестр: 2 семестр
Форма навчання: денна
Мета вивчення дисципліни: Метою викладання дисципліни є оволодіння здобувачами освіти ґрунтовними фундаментальними знаннями основних законів природи з магнетизму, оптики та атомної і ядерної фізики, навичками проведення фізичних експериментів та рішення прикладних практичних задач, що є підставою для успішного засвоєння спеціальних дисциплін.
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування у здобувачів освіти компетентностей: загальних: ЗК 1. Здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях. ЗК 5. Здатність до пошуку, оброблення та аналізу інформації. фахових: ФК 4. Здатність забезпечувати неперервність бізнесу згідно встановленої політики інформаційної та/або кібербезпеки.
Результати навчання: У результаті вивчення навчальної дисципліни здобувач освіти повинен бути здатним продемонструвати такі результати навчання: - знання основних характеристик магнітного поля та законів впливу магнітного поля на рухомі заряди, провідники зі струмом, замкнуті контури; знання явищ електромагнітної індукції, взаємоіндукції та самоіндукції; - знання законів електромагнетизму, електромагнітних коливання та хвиль, законів змінного струму, принципів передачі та прийому електромагнітних сигналів; - знання основних законів геометричної, хвильової та квантової оптики, принципів волоконного оптичного зв’язку, побудови зображень у лінзах та сферичних дзеркалах, умов інтерференції та дифракції світла, принципів створення голограм, поляризації та дисперсії світла, квантової природи випромінювання та поглинання світла; - знання основних принципів квантової механіки та квантових статистик; - знання класичних уявлення про будову атомів, ядерну модель атома, квантово-механічний опис атомів, рентгенівське випромінювання та квантові оптичні генератори (лазери); - знання зонної теорії твердих тіл, поняття надпровідності, власну і домішкову провідність напівпровідників, контактні явища, напівпровідникові діоди та транзистори, принципи створення мікросхем, чіпів; - знання фізики атомного ядра, основних характеристик нуклонів, законів радіоактивності, ядерні реакції; знання про елементарні частинки та їх класифікацію, частинки та античастинки, про фундаментальні взаємодії в природі - вміння застосовувати закони магнетизму для розрахунку параметрів магнітних полів, визначення сили впливу магнітного поля на рухомі заряди, провідники зі струмом, оцінити енергію магнітного поля, визначати величини індукційних струмів, застосовувати закони змінного струму, визначати параметри електромагнітних коливань та хвиль, швидкості поширення таких сигналів в різних середовищах; - вміння розв’язувати задачі з оптики, квантової механіки, атомної та ядерної фізики; - вміння проводити експериментальні вимірювання параметрів магнітних полів, замкнутих електричних кіл змінного струму та коливальних контурів, визначати оптичні характеристики речовин й випромінювання, спектральні характеристик приймачів випромінювання та оцінки доз радіаційного випромінювання, здійснювати обробку отриманих даних та оцінювати похибки вимірювань У результаті вивчення навчальної дисципліни здобувач освіти повинен бути здатним продемонструвати такі програмні результати навчання: - ЗН 4. Аналізувати, аргументувати, приймати рішення при розв’язанні складних спеціалізованих задач та практичних проблем у професійній діяльності, які характеризуються комплексністю та неповною визначеністю умов, відповідати за прийняті рішення. - ЗН 6. Критично осмислювати основні теорії, принципи, методи і поняття у навчанні та професійній діяльності. - ЗН 14. Знання і розуміння наукових принципів, що лежать в основі кібербезпеки та інформаційних технологій.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Попередні дисципліни: Фізика, частина 1, Вища математика, частина 1, Основи інформаційної та кібернетичної безпеки, Супутні дисципліни: Вища математика, частина 2, Операційні системи
Короткий зміст навчальної програми: Курс Фізика, частина 2 складається з 15 лекцій та охоплює наступні основні частини (розділи) фізики: магнетизм, оптику та атомну і ядерну фізику. Застосування отриманих здобувачами освіти знань демонструється при вирішенні ними фізичних задач на практичних заняттях та при проведенні фізичних експериментів на заняттях лабораторного практикуму у навчальних лабораторіях: Лабораторії електричних та магнітних явищ й Лабораторії оптики та атомної фізики. На практичних заняттях або у віртуальному навчальному середовищі здійснюється контроль самостійної роботи студентів за вказаними розділами фізики, а вкінці семестру проводиться екзамен. Крім цього, передбачено виконання здобувачами освіти індивідуальних завдань у їх розрахунково-графічних роботах. У семестрову оцінку знань здобувачів освіти з фізики входять як отримані бали за результати поточного контролю так і результати письмової та усної компонент екзамену.
Опис: Лекція 1 Магнітне поле у вакуумі. Індукція Лекція 2 Магнітне поле у вакуумі. Дія магнітного поля на рухомі заряди Лекція 3 Магнітне поле в речовині Лекція 4 Електромагнітна індукція Лекція 5 Основи теорії Максвелла для електромагнітного поля Лекція 6 Електромагнітні коливання та хвилі Лекція 7 Геометрична та хвильова оптика. Інтерференція світла Лекція 8 Хвильова оптика. Дифракція, поляризація та дисперсія світла Лекція 9 Теплове випромінювання. Квантова природа випромінювання Лекція 10 Атом водню в теорії Бора Лекція 11 Квантово-механічний опис стану атомів Лекція 12 Квантово-механічний опис спектрів випромінювання та поглинання Лекція 13 Елементи квантової статистики та фізики твердого тіла. Напівпровідники Лекція 14 Фізика атомного ядра Лекція 15 Ядерні реакції та елементарні частинки Практичні заняття: №1 Магнітне поле. Магнітна індукція №2 Явище електромагнітної індукції №3 Електромагнітні коливання та хвилі №4 Закони геометричної та інтерференція світла №5 Дифракція світла. Поляризація світла №6 Теплове випромінювання та квантово-оптичні явища №7 Атом водню в теорії Бора та квантовій механіці №8 Елементи фізика атомного ядра та елементарних частинок Лабораторні заняття: Вивчення лічильника змінного струму. Вивчення вимушених електричних коливань у коливальному контурі. Визначення показника заломлення та концентрації водних розчинів за допомогою рефрактометра. Визначення радіуса кривини лінзи за допомогою кілець Ньютона. Визначення довжини хвилі когерентного випромінювання лазера та періоду дифракційної ґратки. Вивчення серіальних закономірностей у спектрі випромінювання водню і визначення сталої Планка. Визначення ширини забороненої зони напівпровідників за температурною залежністю їх провідності. Вимірювання потужності експозиційної дози природного радіаційного фону. Самостійна робота: Виконання розрахунково-графічних робіт Підготовка до навчальних занять та контрольних заходів
Методи та критерії оцінювання: Методи оцінювання: - оцінка викладачами (керівниками занять) якості та повноти виконання здобувачами освіти робіт лабораторного практикуму - контроль самостійної роботи здобувачів освіти протягом семестру шляхом виконання трьох тестових завдань з розділів «Магнетизм», «Оптика», «Атомна і ядерна фізика» та оцінювання вкінці семестру індивідуального систематичного опрацювання практичних задач - оцінка виконання здобувачами освіти індивідуальних розрахунково – графічних робіт - виконання здобувачами освіти (письмово чи у віртуальному навчальному середовищі) екзаменаційних тестових завдань та здача усної компоненти екзамену
Критерії оцінювання результатів навчання: Максимальна семестрова оцінка у 100 балів за вивчення дисципліни Фізика, частина 2, включає такий розподіл: 1. за лабораторні роботи - максимально 10 балів за семестр (перед початком семестрового контролю знань) 2. за тест 1 (Магнетизм) - максимально 5 балів (на 6-ому тижні навчання) 3. за тест 2 (Оптика) - максимально 5 балів (на 10-ому тижні навчання) 4. за тест 3 (Атомна фізика) - максимально 5 балів (на 15-ому тижні навчання) 5. оцінка активності у самостійній роботі протягом семестру - максимально 5 балів (перед початком семестрового контролю знань) 6. за розрахунково-графічну роботу - максимально 10 балів (перед початком семестрового контролю знань) 7. екзаменаційний тестовий контроль (письмово) - максимально 40 балів 8. усна компонента екзаменаційного контролю - максимально 20 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: Література до теоретичного курсу базова: - Лопатинський І.Є., Зачек І.Р., Ільчук Г.А., Романишин Б.М. Фізика. Підручник. – Львів: Афіша, 2005. -394 с. допоміжна: - Вайданич В.І., Пенцак Г.М. Фізика. Навчальний посібник. – Львів: Національний лісотехнічний університет України, 2005. – 664 с. - Benson, Harris University physics. – Printed in USA, 1991. – 530-dc20 - Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. -М.:Высшая школа, 1989. -608 с. - Трофимова Т.И. Курс физики. -М.:Высшая школа, 1990. - 478 с. Література до практичних занять базова: - Андрейко А.М. та ін. Збірник задач з фізики: навч. посібник. - 2-е вид., доп. і перероб. /За ред. І.Є. Лопатинського, Андрейка А.М. - Львів: Видавництво Національного університету "Львівська політехніка", 2010.- 320 с. - Лопатинський І.Є. та ін. Збірник задач з фізики: навч. посібник / І.Є. Лопатинський, І.Р. Зачек, С.О. Юр’єв та ін. – Львів : Видавництво Львівської політехніки, 2016. – 244 с. - Лопатинський І.Є. Збірник задач з фізики: навч. посібник / І.Є. Лопатинський, І.Р. Зачек, С.О. Юр’єв та ін. – Львів : Видавництво Львівської політехніки, 2021. – 244 с. допоміжна: - ЗБІРНИК ЗАДАЧ З ФІЗИКИ З РОЗВ’ЯЗКАМИ : Навчальний посібник / Лопатинський І.Є., Зачек І.Р., Біленька О.Б., Гончар Ф.М., Горіна О.М., Каркульовська М.С., Кашуба А.І., Коломієць О.В., Кравчук І.М., Лобойко В.І., Рибак О.В., Романюк М.М., Рудка М.М., Семків І.В., Товстюк Н.К., Українець Н.А., Юр’єв С.О., Ющук С.І. - Львів: 2020. - 260с. - Лопатинський І.Є., Зачек І.Р., Середа В.М., Крушельницька Т.Д., Українець Н.А. Збірник задач з фізики. - Львів: Видавництво НУ “ЛП”, 2003.- 124 с. - Волькенштейн В.С.Сборник задач по общему курсу физики.-М.:Наука,1979. -464с. Література до лабораторних занять базова: - Лабораторний практикум з фізики. Частина 2. Електрика і магнетизм/ Під ред. Лопатинського І.Є. - Львів: Видавництво НУ "Львівська політехніка", 2006. – 204 с. - Рудка М.М. та ін. Лабораторний практикум з фізики. Частина ІІІ. Оптика та атомна фізика: Навчальний посібник/ Під ред. Лопатинського І.Є. - Львів: Видавництво Національного університету "Львівська політехніка", 2006. – 264 с. допоміжна: - Фізичний практикум. За ред. Дущенка В.П.-Київ:Вища школа,1981-1984, ч.1-2.
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).