Физика 2

Кафедра прикладной математики

Специальность: Прикладная информатика

Преподаватель: Никифорова И.В.

Целями  освоения дисциплины являются:

  • изучение и практическое освоение основных принципов и законов физики, а также вытекающих из них теоретических и практических следствий;
  • приобретение навыков математического моделирования различных процессов и закономерностей реального мира;
  • подготовка фундаментальной базы для изучения дисциплин: “Концепции современного естествознания”, “Методы оптимизации”, “Численное моделирование процессов в распределенных системах», «Численно-аналитические методы исследования динамических систем».
  • воспитание у студентов естественно-научной культуры;
  • формирование способностей использовать базовые знания естественных наук и математики в профессиональной деятельности.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
Знать: понятия, основные законы и принципы, описывающие физические явления,  а также следствия, вытекающие из этих законов и принципов, имеющие теоретическое и прикладное значение.

Уметь:  решать физические задачи и проблемы, адекватно описывать физические явления, составлять и анализировать их математические модели.

Владеть:  представлениями о современном состоянии возможности описания физических явлений, о методах составления их математических моделей; навыками анализа составленных моделей объектов и процессов в физике и в других исследуемых предметных областях.

Содержание

Электростатическое поле в вакууме:

Заряды, силы поля. Электрический заряд. Закон Кулона. Электрическое поле. Напряженность поля Е. Теорема Остроградского – Гаусса. Понятие о потоке. Интегральная форма теоремы. Дифференциальная форма теоремы. Примеры применения теоремы. Работа, энергия, потенциал. Работа кулоновских сил. Теорема о циркуляции вектора E. Энергия и потенциал электростатического поля. Связь между напряженностью электростатического поля и его потенциалом. Системы зарядов и электрические поля. Электрический диполь. Поле системы зарядов на больших расстояниях.

Электрическое поле в диэлектриках:

Поле и вещество. Поляризация диэлектрика. Поляризованность P  и связанные заряды. Вектор электрического смещения D. Условия на границе двух диэлектриков.

Проводники в электрическом поле:

Поле внутри и снаружи проводника. Замкнутая проводящая оболочка. Общая задача электростатики. Метод изображений. Электроемкость. Конденсаторы. Емкость уединенного проводника. Конденсаторы и их соединения.

Энергия электрического поля:

Энергия заряженных проводников и конденсаторов. Энергия электрического поля. Энергия системы двух тел. Энергия электрического поля и силы.

Постоянный ток:

Основные понятия и определения. Уравнение непрерывности. Закон Ома для участка цепи. Интегральная форма. Закон Ома с точки зрения электронной теории металлов. Дифференциальная форма закона. Зависимость сопротивления от температуры. Стороннее поле. Электродвижущая сила и напряжение. Стороннее поле и ЭДС. Закон Ома для замкнутой цепи. Разветвленные цепи. Правила (законы) Кирхгофа. Работа и мощность тока. Закон Джоуля – Ленца.

Электромагнетизм.

Поле в вакууме:

Развитие представления о природе магнетизма. Основные понятия и представления. Сила Лоренца. Поле В. Магнитное поле равномерно движущегося заряда. Вращающий момент. Индукция и напряженность магнитного поля. Магнитное поле тока. Закон Био - Савара – Лапласа.

Основные законы магнитного поля:

Теорема Гаусса для поля В. Теорема о циркуляции вектора В. Применение теоремы о циркуляции вектора В. Дифференциальная форма законов. Сила Ампера. Закон Ампера. Сила взаимодействия параллельных токов. Сила, действующая на контур с током. Работа по перемещению проводника и контура с током в магнитном поле.

Магнитное поле в веществе:

Намагничение вещества. Намагниченность J. Циркуляция вектора J.Вектор H. Граничные условия для векторов B и H. Поле в однородном магнетике. Типы магнетиков. Ферромагнетизм.

Электромагнитная индукция:

Явление электромагнитной индукции и сила Лоренца. Электродвижущая сила индукции. Явление индукции в неподвижном проводнике.  Закон индукции Фарадея и правило Ленца. Электромагнитная индукция и закон сохранения энергии. Частные случаи индукции. Индукционные токи в сплошных  проводниках. Явление самоиндукции. Взаимная индукция. Энергия электромагнитного поля.

Цепи переменного тока:

Стационарные цепи переменного тока. Элементарные сведения о комплексных числах. Основы символического метода расчета электрических цепей. Нестационарные состояния (переходные процессы) в цепях переменного тока.

Уравнения Максвелла:

Ток смещения. Система уравнений Максвелла. Энергия поля и ее поток. Вектор Умова-Пойнтинга.

Литература

а) основная литература:

  1. Иродов И. Е. Электромагнетизм. Основные законы [Электронный ресурс]. 9-е изд. (эл.). - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2014. - 319 с. (доступно в ЭБС «com», режим доступа: www.znanium.com).
  2. Копылов А. Ф. Основы теории электрических цепей. Основные понятия и определения. Методы расчета электрических цепей постоянного и переменного тока. [Электронный ресурс]: учеб. пособие / А. Ф. Копылов, Ю. П. Саломатов, Г. К. Былкова. - Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2013. - 666 с. (доступно в ЭБС «com», режим доступа: www.znanium.com).
  3. Крамм М. Н. Сборник задач по основам электродинамики: учебное пособие. - СПб.: Издательство: "Лань", - 256 с. (доступно в ЭБС «Лань», режим доступа: http://e.lanbook.com/).

 

б) дополнительная литература:

  1. Канн К.Б. Курс общей физики: учебное пособие. - М.: КУРС: НИЦ ИНФРА-М, 2014. - 360 с. (доступно в ЭБС «Znanium.com», режим доступа: znanium.com).
  2. Иродов, И. Е. Задачи по общей физике [Электронный ресурс]: учебное пособие для вузов. 10-е изд. (эл.). - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2014. - 431 с. (доступно в ЭБС «com», режим доступа: www.znanium.com).

в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы

  1. Фонд образовательных электронных ресурсов ННГУ им. Н.И. Лобачевского.
  2. http://www.unn.ru/books/resources.html
  3. http://e-learning.unn.ru/

Отчетность

  • Семестр 6: Экз