Примеры контролирующих заданий по физике за третий семестр

37 

 

 

3. Кусок меди объемом 20 см находится при Т = 0 К. Определить число свободных электронов, 

импульсы которых отличаются от импульса Ферми не более чем на 10 %. 

4. Вычислить по теории Дебая теплоемкость цинка массой 100 г при температуре 10 К, скорость 

звука в цинке 4,2 км/с, а плотность цинка 7,1 г/см

3

. 

5. Определить количество теплоты, необходимое для нагревания на три градуса кристалла хло-

ристого натрия массой 200 г от температуры 4 К, если температура Дебая для него равна 7°С. 

6. На нагревание металлического предмета массой 100 г от 20 до 50°С затрачено 8,3 кДж тепла. 

Определить, из какого металла изготовлен предмет, если указанный интервал температур вы-

ше характеристической температуры Дебая. 

7.  Смотровое  окно  закалочной  печи  имеет  диаметр  60  мм.  Из  окна  каждую  минуту  излучается 

энергия  4,80 кДж.  Какова  температура  в  печи,  если  испускательная  способность  пламени  на 

80% меньше, чем испускательная способность абсолютно черного тела? 

8. Чугунная отливка остывает так, что максимум в спектре ее излучения смещается с 700 нм до 

1200 нм. На сколько градусов остыла отливка? 

9. Сопротивление кристалла PbS при температуре 20°С равно 10 кОм. Определить его сопротив-

ление при температуре +80°С. 

10. Во сколько раз изменится при повышении температуры от 27°С до 37°С электропроводность: 

а) металла; б) собственного полупроводника, ширина запрещенной зоны которого 0,3 эВ? Ка-

ков характер изменения в обоих случаях? 

11. Красная граница внешнего фотоэффекта сурьмяно-цезиевого фотокатода (при очень низкой 

температуре)  соответствует  длине  волны  0,65  мкм,  а  красная  граница  фотопроводимости  – 

2,07 мкм. Определить положение (в эВ) дна зоны проводимости данного полупроводника от-

носительно вакуума. 

12. Сопротивление полупроводникового диода, находящегося при температуре 27°С под прямым 

напряжением  в  1  В,  равно  10  Ом.  Определить  сопротивление  диода  при  таком  же  обратном 

напряжении. 

 

Вопросы к экзамену по физике за третий семестр 

1.

 

Дифракция  света.  Принцип  Гюйгенса  –  Френеля.  Метод  зон  Френеля.  Дифракция  на  малом 

отверстии и диске. Дифракционная решетка.  

2.

 

Поляризация  света.  Состояние  поляризации.  прохождение  света  через  два  поляроида.  Закон 

Малюса. Дисперсия света.  

3.

 

Тепловое излучение. Характеристики и законы теплового излучения. 

4.

 

Волновые  свойства вещества.  Волны де Бройля. Соотношение неопределенностей. Волновая 

функция. Физический смысл квадрата модуля волновой функции. Уравнение Шредингера. 

5.

 

Электрон в потенциальной яме с бесконечно высокими стенками. Квантование энергии. 

6.

 

Туннельный эффект.  

7.

 

Атом  водорода.  Квантовые  числа.  Гиромагнитное  отношение.  Опыт  Штерна-Герлаха.  Спин 

электрона. Принцип Паули. Фермионы и бозоны.   

8.

 

Элементы  зонной  теории  твердого  тела.  Диэлектрики,  полупроводники,  металлы.  Динамика 

электрона в кристаллической решетке. Эффективная масса. 

9.

 

Функция  распределения  Ферми-Дирака.  Уровень  Ферми.  Вырожденный  и  невырожденный 

электронный газ. Электронный газ в металлах. 

10.

 

Концентрация электронов и дырок в полупроводниках. 

11.

 

Зависимость электропроводности полупроводников и металлов от температуры. 

12.

 

Радиоактивность. Закон радиоактивного распада. 

13.

 

Строение ядра. Ядерные реакции.  

Примеры билетов к экзамену по физике за третий семестр 

Вариант 1 

1.

 

Волновое уравнение. Уравнение бегущей волны. Волновое число. 

2.

 

Фотоны. Энергия, импульс и масса фотона. Опыт Боте. 

3.

 

Классические (невырожденные) и квантовые (вырожденные) системы частиц. Критерий вы-

рожденности. 

38 

 

 

4.

 

Термоэлектронная эмиссия и ее практической применение. Контакт двух металлов. Термопа-

ра. 

5.

 

В упругой среде вдоль оси Х распространяется плоская гармоническая волна, уравнение кото-

рой 

( , )

0,5sin(1980

6 ),

.

x t

t

x см

 Найти частоту колебаний частиц среды и скорость рас-

пространения волны. 

6.

 

При облучении рассеивающего вещества рентгеновскими фотонами их длина волны измени-

лась на 2,43 пм. Найти угол рассеяния фотонов, длину волны и импульс фотонов до рассеяния, 

если энергия рассеянных фотонов 0,2 МэВ. 

7.

 

При каком значении кинетической энергии (в МэВ) длина волны де Бройля электрона равна 

его комптоновской длине волны? 

8.

 

Во сколько раз изменится при повышении температуры от 27 С до 37 С электропроводность: 

а) металла; б) собственного полупроводника, ширина запрещенной зоны которого 0,3 эВ? Ка-

ков характер изменения в обоих случаях? 

 

 

39 

 

 

8. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ  

 

8.1. Основная литература 

 

№ 

п/п 

Наименование,  

кол-во экземпляров в библиотеке 

Автор(ы) 

Место издания,  

издательство, год 

Используется при изуче-

нии разделов (из п. 4.3) 

Семестр 

1 

2 

3 

4 

5 

6 

1 

Краткий курс физики: учебное пособие.  

Допущено Минобразованием РФ 

493 

Т. И. Трофимова  

М.: Высшая школа, 2005. -

352 с. 

Все разделы курса 

1-3 

2 

Курс физики: учеб. пособие. Допущено Ми-

нобразованием РФ 

475 

А. А. Детлаф, 

Б. М. Яворский  

М.: Академия, 2008. -720 

с. 

Все разделы курса 

1-3 

3 

Физика. Модульный курс: электронное учеб-

ное пособие для бакалавров. 

1 o=эл. опт. диск (CD-ROM). Допущено УМО 

по университетскому политехническому обра-

зованию 

1 

Ю. С. Оселедчик, 

П. И. Самойленко, 

Т. Н. Точилина  

М.: Юрайт; М.: ИД 

Юрайт, 2012. 

Все разделы курса 

1-3 

4 

Измерения и расчет погрешностей в лабора-

торном практикуме по физике: методические 

указания 

492 

С.Н. Крохин, 

Л.А. Литневский,  

С.А. Минабудинова  

Омский гос. ун-т путей со-

общения. Омск, 2011. 31 с. 

Все разделы курса 

1-3 

5 

Кинематика и динамика частиц в задачах:  

методические указания 

491 

Р.С. Курманов,  

Л.А. Литневский 

Омский гос. ун-т путей со-

общения. Омск, 2009. 35 с. 

Механика 

1 

6 

Кинематика  и  динамика  абсолютно  твердого 

тела: методические указания 

490 

С. А. Гельвер,  

С. Н. Смердин 

Омский гос. ун-т путей со-

общения. Омск, 2009. 22 с. 

Механика 

1 

 

40 

 

 

 

1 

2 

3 

4 

5 

6 

8 

Методические указания к решению задач при 

изучении разделов физики "Молекулярная фи-

зика", "Термодинамика" 

139 

И.И. Гончар,  

Н.А. Пономаренко 

Омский гос. ун-т путей со-

общения. Омск, 2007. 30 с. 

Молекулярная  физика  и 

термодинамика 

1 

9 

Молекулярная физика, термодинамика и фи-

зика твердого тела: методические указания 

379 

Т.А. Аронова,  

С.А. Минабудинова, 

 Ю.М. Сосновский 

Омский гос. ун-т путей со-

общения. Омск, 2008. 39 с. 

Молекулярная  физика  и 

термодинамика. 

Физика 

твердого тела 

1,3 

10  Электростатика: методические указания 

475 

О.И. Сердюк 

Омский гос. ун-т путей со-

общения. Омск, 2007. 47 с. 

Электричество  и  магне-

тизм 

2 

11  Законы постоянного тока: методические указа-

ния 

480 

Т.А. Аронова,  

О.И. Сердюк 

Омский гос. ун-т путей со-

общения. Омск, 2008. 38 с. 

Электричество  и  магне-

тизм 

2 

12  Методические указания к решению задач при 

изучении раздела физики «Электромагнетизм» 

483 

О. И. Сердюк 

Омский гос. ун-т путей со-

общения. Омск, 2009. 31 с. 

Электричество  и  магне-

тизм 

2 

13  Электромагнитные явления: методические ука-

зания 

467 

С.В. Вознюк,  

И.А. Дроздова,  

В.П. Нестеров 

Омский гос. ун-т путей со-

общения. Омск, 2008. 41 с. 

Электричество  и  магне-

тизм 

2 

14  Колебания и волны. Задачи: методические ука-

зания 

492 

О.И. Сердюк,  

Г.Б. Тодер  

Омский гос. ун-т путей со-

общения. Омск, 2011. 44 с. 

Колебания и волны 

2 

15  Колебания и волны: методические указания 

 

471 

С.А. Гельвер,  

В.А. Исаков,  

В.П. Нестеров 

Омский гос. ун-т путей со-

общения. Омск, 2008. 37 с. 

Колебания и волны 

2-3 

16  Основы квантовой физики в задачах: методи-

ческие указания 

478 

И.И. Гончар,  

Л.А. Литневский 

Омский гос. ун-т путей со-

общения. Омск, 2008. 39 с. 

Квантовая и атомная фи-

зика. 

Физика ядра и элементар-

ных частиц. 

3 

41 

 

 

8.2. Дополнительная литература 

 

№ 

п/п 

Наименование,  

кол-во экземпляров 

в библиотеке 

Автор(ы) 

Место издания, издатель-

ство, год 

Используется при изуче-

нии разделов (из п. 4.3) 

Семестр 

1 

2 

3 

4 

5 

6 

1 

Сборник задач по курсу физики с решениями: 

учебное пособие.  Допущено Минобразованием 

РФ 

19 

Т. И. Трофимова  

М.: Высшая школа, 2006. -

591 с. 

Все разделы курса 

1-3 

2 

Кинематика  и  динамика  частиц  в  примерах  ре-

шения задач: методические указания 

387 

Р.С. Курманов,  

Л.А. Литневский 

Омский гос. ун-т путей со-

общения. Омск, 2009. 32 с. 

Механика 

1 

3 

Кинематика и динамика вращательного движе-

ния абсолютно твердого тела (примеры решения 

задач): методические указания 

388 

С. А. Гельвер,  

С. Н. Смердин 

Омский гос. ун-т путей со-

общения. Омск, 2009. 26 с. 

Механика 

1 

4 

Законы сохранения в механике (примеры реше-

ния задач): методические указания 

380 

И. А. Дроздова,  

Г. Б. Тодер 

Омский гос. ун-т путей со-

общения. Омск, 2009. 38 с. 

Механика 

1 

5 

Методические указания для подготовки студен-

тов к тестированию по разделу физики «Меха-

ника» 

489 

Т. А. Аронова,  

О. И. Сердюк 

Омский гос. ун-т путей со-

общения. Омск, 2009. 27 с. 

Механика 

1 

6 

Методические указания для подготовки студен-

тов к тестированию по разделу физики «Моле-

кулярная физика и термодинамика» 

146 

Т. А. Аронова,  

О. И. Сердюк 

Омский гос. ун-т путей со-

общения. Омск, 2011. 25 с. 

Молекулярная  физика  и 

термодинамика 

1 

7 

Методические указания для самостоятельной 

работы студентов при изучении раздела физики 

«Электромагнетизм» 

488 

О. И. Сердюк 

Омский гос. ун-т путей со-

общения. Омск, 2009. 31 с. 

Электричество  и  магне-

тизм 

2 

42 

 

 

 

 

1 

2 

3 

4 

5 

6 

9 

Колебания и волны. Примеры решения задач:  

методические указания 

493 

О.И. Сердюк,  

Г.Б. Тодер  

Омский гос. ун-т путей со-

общения. Омск, 2011. 44 с. 

Колебания и волны 

2 

10  Методические указания для подготовки студен-

тов к тестированию по разделам физики «Коле-

бания и волны», «Волновая оптика», «Квантовая 

физика» 

141 

Т. А. Аронова, 

О. И. Сердюк 

Омский гос. ун-т путей со-

общения. Омск, 2010. 35 с. 

Колебания и волны.  

Волновая оптика.  

Квантовая и атомная физи-

ка 

2-3 

11  Элементы квантовой механики: методические 

указания 

163 

И.И. Гончар,  

И. А. Дроздова 

Омский гос. ун-т путей со-

общения. Омск, 2009. 36 с. 

Квантовая и атомная физи-

ка 

3 

12  Элементы статистической физики: классические 

и квантовые распределения: методические ука-

зания 

90 

И.И. Гончар,  

С.Н. Крохин,   

Г.Б. Тодер 

Омский гос. ун-т путей со-

общения. Омск, 2007. 41 с. 

Квантовая и атомная физи-

ка 

3 

13  Методические указания для подготовки студен-

тов к тестированию по разделу физики «Стати-

стическая физика и физика твердого тела» 

492 

Т.А. Аронова,  

О.И. Сердюк,  

Г.Б.Тодер  

Омский гос. ун-т путей со-

общения. Омск, 2011. 39 с. 

Физика твердого тела 

3 

 

 

8.3. Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы 

Google, Яндекс, Irbis и др. 

 

 

9. 

МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ 

ОБЕСПЕЧЕНИЕ 

УЧЕБНОЙ 

ДИСЦИПЛИНЫ  

 

9.1. Требования к аудиториям (лабораториям, помещениям, кабинетам) для про-

ведения занятий с указанием соответствующего оснащения. 

Лекционные аудитории должны быть оснащены персональным компьютером, мульти-

медийным проектором и экраном, стеклоэмалевой доской для записей мелом. 

Лаборатории должны быть оснащены лабораторным оборудованием, рассчитанным на 

одновременную работу не менее 14 человек, а также не менее чем двумя компьютерами 

для  расчета  погрешностей  и  защиты  лабораторных  работ  в  тестовом  режиме.  В  каждой 

лаборатории необходимы стеллажи для личных вещей студентов, чтобы не загромождать 

столы с лабораторным оборудованием. 

9.2.  Требования  к  программному  обеспечению,  используемому  при  изучении 

учебной дисциплины. 

Для  изучения  дисциплины  используется  лицензионное  программное  обеспечение: 

MathCad, Microsoft Office Excel, Microsoft Office PowerPoint, Open Physics и др. 

 

 

 

 

Авторы рабочей программы:     

    

к.ф.-м.н., доцент                                        С. Н. Крохин,  

к.ф.-м.н., доцент                                       Т. А. Аронова 

к.ф.-м.н., доцент                                       О. И. Сердюк 

 

 

 

 

4 

 

 

1.

 

ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ 

 

Целями освоения учебной дисциплины «Теоретическая механика» являются:  изучение 

общих законов механического движения и равновесия материальных тел и установление об-

щих приемов и методов решения задач, связанных с этим движением; приобретение студен-

тами  практических  навыков  в  области  исследования  механики  твердых  тел,  умения  само-

стоятельно строить и исследовать математические и механические модели технических сис-

тем,  квалифицированно  применяя  при  этом  основные  алгоритмы  математики  и  используя 

возможности современных информационных технологий. Изучение теоретической механики 

должно способствовать выработке у студентов развитых представлений о методах механиче-

ского взаимодействия различных систем тел в специальных дисциплинах. 

 

2.

 

МЕСТО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО 

 

Учебная дисциплина «Теоретическая механика» относится к базовой части математи-

ческого и естественнонаучного цикла С.2. 

Для ее успешного усвоения достаточно знаний по основам математического анализа, 

аналитической геометрии и линейной алгебры, дифференциального и интегрального исчис-

ления курса «Математика», а также физических основ механики курса «Физика».  

Дисциплина «Теоретическая механика» служит фундаментальной теоретической ба-

зой  для  последующего  усвоения  дисциплин  цикла  С.3  –  «Теория  механизмов  и  машин», 

«Сопротивление материалов», «Основы механики подвижного состава». 

 

3.

 

КОМПЕТЕНЦИИ СТУДЕНТА, ФОРМИРУЕМЫЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ  

ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ / ОЖИДАЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ 

ОБРАЗОВАНИЯ И КОМПЕТЕНЦИИ СТУДЕНТА ПО ЗАВЕРШЕНИИ  

ОСВОЕНИЯ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ 

 

№ 

п/п 

Код и название  

компетенции 

Ожидаемые результаты 

1 

2 

3 

1 

ОК-1:  Знание  базовых  ценностей  мировой 

культуры  и  готовностью  опираться  на  них 

в  своем  личностном  и  общекультурном 

развитии; владением культурой мышления, 

способностью  к  обобщению,  анализу,  вос-

приятию  информации,  постановке  цели  и 

выбору путей ее достижения; 

Знать: основные понятия и аксиомы ста-

тики,  условия  равновесия  различных 

систем сил, трение и центр тяжести; спо-

собы задания движения точки и твердого 

тела,  определение  кинематических  ха-

рактеристик  точки,  кинематический  ана-

лиз  плоского  механизма,  сложное  дви-

5 

 

 

2 

ПК-1:  Способность  применять  методы  ма-

тематического  анализа  и  моделирования, 

теоретического  и  экспериментального  ис-

следования; 

жение  точки;  законы  динамики  точки  и 

твердого тела, общие теоремы динамики 

точки  и  системы,  основы  аналитической 

механики,  уравнение  Лагранжа  второго 

рода, теория колебаний. 

жүктеу/скачать 35,96 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: