Варианты заданий для внеаудиторной самостоятельной работы по УД Физика (1 курс, СПО, спец. Прикладная информатика (по отраслям))

Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение
Чукотского автономного округа
«Чукотский многопрофильный колледж»
(ГАПОУ ЧАО «ЧМК»)












ЕН.03. ФИЗИКА

Варианты заданий
для внеаудиторной самостоятельной работы
для студентов 1 курса всех форм обучения

Специальность 09.02.05 Прикладная информатика (по отраслям)












Анадырь
2015

СОДЕРЖАНИЕ

Раздел 1. Электростатика
Тема 1.1. Электростатическое поле. Закон Кулона
Самостоятельная работа № 1. Описание принципа работы
электрометра, лазерного и струйного принтеров с точки зрения
электромагнетизма 4
Тема 1.2. Напряженность электростатического поля
Самостоятельная работа № 2. Составление плана научного текста 5
Тема 1.3. Потенциальность электростатического поля
Самостоятельная работа № 3. Графическое изображение
эквипотенциальных поверхностей различных объектов 13
Тема 1.4. Электростатическое поле при наличии проводников и диэлектриков. Энергия электростатического поля
Самостоятельная работа № 4. Составление тезисов научного текста 14
Самостоятельная работа № 5. Составление сводной таблицы по
разделу «Электростатика» 17
Раздел 2. Постоянный ток
Тема 2.1. Законы постоянного тока
Самостоятельная работа № 6. Реферирование научного текста 19
Тема 2.2. Ток в металлах
Самостоятельная работа № 7. Подготовка доклада по одной
из заданных тем 21
Тема 2.3. Ток в жидкостях
Самостоятельная работа № 8. Разработка презентации по одной
из заданных тем 25
Тема 2.4. Ток в газах и вакууме
Самостоятельная работа № 9. Составление сводной таблицы
по разделу «Законы постоянного тока» 28
Раздел 3. Электромагнетизм
Тема 3.1. Магнитное поле в вакууме
Самостоятельная работа № 10. Подготовка обзора литературы
по заданной проблеме 30
Тема 3.2. Магнитное поле в веществе
Самостоятельная работа № 11. Составление конспекта научного
текста 33
Тема 3.3. Действие магнитного поля на токи и заряды
Самостоятельная работа № 12. Подготовка реферата по одной
из заданных тем 36
Тема 3.4. Электромагнитная индукция
Самостоятельная работа № 13. Составление сводной таблицы
по разделу «Электромагнетизм» 38
Раздел 1. Электростатика
Тема 1.1. Электростатическое поле. Закон Кулона
Самостоятельная работа № 1. Описание принципа работы электрометра, лазерного и струйного принтеров с точки зрения электромагнетизма
Цель: ознакомиться с принципом работы электрометра, лазерного и струйного принтеров.
Задание №1
Текст задания: описать принцип работы электрометра.
Пользуясь рисунками, поясняющими устройство и работу электрометра, и указанными ниже источниками 1-4, дать описание принципа работы электрометра с точки зрения электромагнетизма.



Отчёт: описание в письменном виде.
Задание №2
Текст задания: описать принцип работы лазерного и струйного принтеров.
Пользуясь указанными ниже электронными ресурсами 5-10, дать описание принципа работы лазерного и струйного принтеров с точки зрения электромагнетизма.

Список рекомендуемой литературы и источников:
1. Гершензон Е. М., Малов Н. Н., Мансуров А. Н. Электродинамика. М., 2002 г.
2. Путилов К. А. Курс физики, т. 2. Учение об электричестве. M., 1963 г.
3. Матвеев А. Н. Электричество и магнетизм. М., 1983 г.
4. Сивухин Д. В. Общий курс физики, т. 3. Электричество. М., 1977 г.

Описание электронных ресурсов
5. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]: [Электронный ресурс] / Электрон. ст. - Режим доступа к ст.: [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] - Яз. рус.
6. Принцип струйной печати: [Электронный ресурс] / Электрон. ст. - Режим доступа к ст.: http://epson-c20.narod.ru/print.htm- Яз. рус.
7. Пьезоэлектрическая струйная технология: [Электронный ресурс] / Электрон. ст. - Режим доступа к ст.: http://avc-n.ru/review/pages/75- Яз. рус.
8. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]: [Электронный ресурс] / Электрон. ст. - Режим доступа к ст.: http://compsovet.com/stati/ofisnaja-tehnika/11-ustrojstvo-i-princip-raboty-lazernogo-printera.html- Яз. рус.
9. Принцип печати и устройство картриджа лазерного принтера: [Электронный ресурс] / Электрон. ст. - Режим доступа к ст.: http://profiline-company.ru/about/info/lazer/cartridge_printer/- Яз. рус.
10. Принцип работы лазерного принтера:[Электронный ресурс] / Электрон. ст. - Режим доступа к ст.: http://chajnikam.ru/other/608-princip-raboty-lazernogo-printera.html- Яз. рус.
Отчёт: описание в письменном виде.


Тема 1.2. Напряженность электростатического поля
Самостоятельная работа № 2. Составление плана научного текста
Цель: научиться кратко выражать ключевые идеи текста и пошаговость развития мысли.
Теоретический материал
План есть перечисление всех текстовых субъектов (т. е. тем текста). Для того чтобы составить план, надо последовательно задавать себе в процессе чтения вопрос: «О чем здесь говорится?», вычленять с его помощью субъекты высказывания и записывать их в виде пунктов плана.
Чтобы составить план короткого текста, необходимо выполнить следующие пункты:
1. Напишите заголовок текста. Ниже будут располагаться пронумерованные пункты плана.
2. Прочитайте первый абзац и выразите одной фразой, о чем идет речь. Например, читаете учебник физики, и в первом абзаце рассказывается об открытиях Ньютона. В плане не надо писать подробности и нюансы. Достаточно указать, что можно найти в начале параграфа: "Первый закон Ньютона".
3. По аналогии со вторым шагом проработайте оставшиеся абзацы. Пункты плана похожи на указатели населенных пунктов вдоль автомобильных трасс. Написано: город Москва. И можно ехать в указанном направлении. Так достаточно посмотреть в план, чтобы понять, о чем идет речь в параграфе.
Чтобы составить план длинного и сложного текста, необходимо действовать по другому принципу:
1. Читайте текст и разделяйте смысловые части, не обращая внимания на абзацы. В том же учебнике физики пять-шесть абзацев могут быть посвящены первому закону Ньютона, еще шесть-семь абзацев - второму закону Ньютона, и оставшиеся девять абзацев - третьему закону Ньютона. Потом пятнадцать абзацев посвящены практическим примерам. Соответственно, параграф можно разделить на четыре смысловые части: три части о законах Ньютона и последняя часть с задачами. А можно выделить по смыслу и каждую задачу - делайте по своему усмотрению.
2. Выразите одной фразой, о чем идет речь в каждой смысловой части. Получится краткий план текста. Если желаете, некоторые пункты плана можно разбить на подпункты. Например, сделать в плане четыре главных раздела, как в пятом шаге. Последний, четвертый раздел можно назвать "Задачи и упражнения". И сделать подпункты, в которых расписать названия задач.
Рассмотрим пример короткого текста учебника Бутикова Е. И. и Кондратьева А. С. «Электродинамика. Оптика»:
Электрический заряд
Электрический заряд характеризует способность тела к определенному взаимодействию, описываемому на языке сил. В отличие от гравитационного взаимодействия, проявляющегося всегда как притяжение между телами, электрическое взаимодействие может быть как притяжением, так и отталкиванием. Известным из опыта фундаментальным свойством электрического заряда является то, что он существует в двух видах, условно называемых положительными и отрицательными зарядами. Заряды одного знака отталкиваются. Взаимодействие зарядов противоположных знаков заключается в их взаимном притяжении.
Макроскопическому телу можно сообщить заряд любого знака. Когда эти заряды присутствуют в одинаковых количествах, тело называют электрически нейтральным или незаряженным. Другими словами, в макроскопическом теле положительные и отрицательные заряды могут компенсировать друг друга. Незаряженное тело при равномерном распределении входящих в него положительных и отрицательных зарядов электрически не взаимодействует с другими заряженными телами.
Электрический заряд макроскопического тела определяется суммой зарядов образующих его элементарных частиц. Окружающий нас мир представляет собой хорошо скомпенсированную смесь положительных и отрицательных зарядов. Такая компенсация неудивительна, поскольку одноименные заряды отталкиваются.
Причина, по которой электрический заряд существует именно в двух видах, в современной физике до конца не выяснена. Возможно, что в этом находит свое отражение определенная симметрия. Положительный и отрицательный заряды можно рассматривать как противоположные проявления одного качества, аналогично тому, как понятия «правое» и «левое» выступают противоположными проявлениями свойства пространственной симметрии. Оказывается, что вопрос симметрии «правого» и «левого» тесно связан с этой двойственностью электрического заряда и с другой фундаментальной симметрией, а именно, с симметрией по отношению к обращению времени. Некоторый свет на эти вопросы проливает физика элементарных частиц.
План текста:
Электрический заряд
1. Электрический заряд – способность тела к определенному взаимодействию.
2. Тело может быть заряженным либо нейтральным.
3. Заряд тела равен сумме элементарных зарядов.
4. Заряд существует в двух видах, возможно, в силу определенной симметрии.
Теперь рассмотрим пример длинного и сложного текста из учебника Сивухина Д. В. «Электричество» (смысловые части уже пронумерованы):
Действие на расстоянии и полевое взаимодействие
1. Опыт показывает, что между электрически заряженными и намагниченными телами, а также телами, по которым текут электрические токи, действуют силы, называемые электродинамическими или электромагнитными. Отвлекаясь от деталей, можно сказать, что относительно природы этих сил в науке выдвигались две противоположные точки зрения. Более старая из них исходила из представления о непосредственном действии тел на расстоянии, без участия каких бы то ни было промежуточных материальных посредников. Более новая точка зрения, принятая в настоящее время, исходит из представления, что взаимодействия передаются с помощью особого материального посредника, называемого электромагнитным полем.
2. Теория действия на расстоянии в учении об электрических и магнитных явлениях господствовала примерно до последней четверти 19 века. Основная идея этой теории была заимствована из учения о всемирном тяготении. Громадные успехи небесной механики, основанной на законе всемирного тяготения Ньютона (16431727), – с одной стороны – и полная неудача как-то объяснить тяготение – с другой – привели многих ученых к представлению, что тяготение, а также электрические и магнитные силы не нуждаются в объяснении, а являются неотъемлемыми, врожденными свойствами материи. По мнению этих ученых, задача теории электричества состояла в том, чтобы установить элементарные законы электрических и магнитных сил и на их основе объяснить все электрические и магнитные явления. Под элементарными законами понимали законы, определяющие силы взаимодействия на расстоянии между точечными электрическими зарядами, точечными магнитными полюсами и элементами тока, т. е. между бесконечно короткими участками бесконечно тонких проводов, по которым текут электрические токи. По своему содержанию и форме эти законы напоминали, а часто прямо копировали ньютонов закон всемирного тяготения. Таковы были, например, законы Кулона (17361806) о взаимодействии электрических зарядов или магнитных полюсов.
В математическом отношении теория действия на расстоянии достигла высокой степени совершенства благодаря трудам Лапласа (17491827), Ампера (17751836), Пуассона (17811840), Гаусса (17771855), М. В. Остроградского (18011862), Грина (1793 1841), Франца Неймана (17981895), Карла Неймана (18321925), Вильгельма Вебера (18041891), Кирхгофа (18241887) и многих других математиков и физиков. Теория отличалась формальной простотой и ясностью исходных математических положений, математической строгостью, стройностью и конкретностью. Она совершенно не вводила сомнительных гипотетических представлений относительно физической природы электрических и магнитных сил, а основывалась только на эмпирически прочно установленных фактах и их обобщениях. Количественные выводы теории были прочно обоснованными и достоверными (разумеется, в пределах той области, в которой элементарные законы подтверждены опытом). Не удивительно, что теории действия на расстоянии придерживалось большинство физиков вплоть до последней четверти 19 века. Однако количественное согласие теории с опытом в исследованной области явлений не может считаться достаточным доказательством правильности концепции непосредственного действия на расстоянии.
3. Среди физиков 19 века, для которых концепция непосредственного действия на расстоянии была неприемлема, возвышается почти одиноко фигура гениального Фарадея (17911867) – основоположника физической теории электромагнитного поля. Над ним не довлели формальные идеи математиков. Его самобытный ум был свободен от укоренившихся представлений и не мог примириться с мыслью, что тело может производить непосредственное действие в тех местах, в которых оно не находится и которые отделены от него абсолютно пустым пространством. Согласно Фарадею, действие одного тела на другое может осуществляться либо непосредственным соприкосновением, либо передаваться через промежуточную среду.
В случае электромагнитных взаимодействий роль такой среды играл гипотетический мировой эфир, заполняющий все пространство между телами и мельчайшими частицами, из которых они состоят. При электризации и намагничивании тел в окружающем эфире возникают, согласно Фарадею, какие-то изменения, напоминающие упругие деформации и связанные с ними натяжения и давления. Такими натяжениями и давлениями Фарадей и объяснял электромагнитные взаимодействия тел. Центр тяжести с изучения зарядов и токов, являвшихся в теории действия на расстоянии центрами сил, переносился на изучение окружающего пространства. Это пространство с действующими в нем силами называется электромагнитным полем.
Яркую характеристику воззрений Фарадея дал Генрих Герц (18571894). В докладе, прочитанном в Гейдельберге в 1889 г., он говорил:
«Фарадею говорили, что при электризации тела в него что-то вносят, но он видел, что возникающие изменения обнаруживаются лишь вне тела, а отнюдь не внутри. Фарадея учили, что силы просто перескакивают через пространство, но он видел, какое большое влияние оказывает на эти силы то вещество, которым заполнено это якобы перескакиваемое пространство. Фарадей читал, что электричество существует наверное, но что о его силах спорят. Он видел, однако, насколько осязательно выступают в своих действиях эти силы, в то время как самого электричества он никак не мог обнаружить. И тогда все обернулось в его представлении. Электрические и магнитные силы стали для него существующими, действительными, осязаемыми, а электричество, магнетизм сделались вещами, о существовании которых можно спорить. Силовые линии, как он называл силы, мыслимые самостоятельно, стояли перед его умственным взором в пространстве как состояния последнего, как напряжения, как вихри, как течения, как многое другое, что и сам он не мог определить, но они стояли там, действуя друг на друга, сдвигая и толкая тела туда и сюда, распространяясь и сообщая друг через друга возбуждение от точки к точке».
4. Применяя изложенные воззрения к конкретным случаям, Фарадей довольствовался преимущественно качественной стороной явлений. Он никогда не пользовался точным языком математических формул. Рассуждения и доказательства Фарадея воспринимались с трудом и даже отвергались его современниками. Зато среди убежденных приверженцев Фарадея был гениальный Максвелл (1831 1879), в совершенстве владевший математическими методами своего времени. Максвелл облек основные идеи Фарадея в математическую форму. Он обобщил имеющиеся опытные факты и пополнил их новыми. Таким путем в начале 60-х годов 19 века ему удалось сформулировать систему уравнений, в которой в сжатой и точной форме содержатся все количественные законы электромагнитного поля. Установление этих уравнений, пожалуй, является наиболее крупным открытием физики 19 века.
5. Сначала теория Максвелла не получила признания. Это связано главным образом с тем, что вплоть до последней четверти 19 века электродинамика занималась изучением только постоянных или почти постоянных электрических и магнитных полей. А в этих случаях уравнения Максвелла переходят в уравнения теории действия на расстоянии. Здесь фактические выводы обеих теорий совпадают. Поэтому никакие опыты с постоянными электромагнитными полями не могут ответить на вопрос, какое из двух представлений о силах взаимодействия верно или, точнее, заведомо неверно. Для этого надо было обратиться к изучению переменных полей. Максвелл показал, что из его уравнений следует существование электромагнитных волн, и вычислил скорость их распространения. Оказалось, что в вакууме эта скорость совпадает со скоростью света (300 000 км/с), т. е. очень велика. Громадный круг явлений воспринимается так, как если бы скорость распространения электромагнитных возмущений была бесконечна, т. е. так, как если бы была справедлива теория действия на расстоянии. Электромагнитные волны впервые были получены и экспериментально исследованы в знаменитых опытах Герца в 18871888 гг. Их свойства оказались в точности такими, какие предсказывала теория Максвелла. С точки зрения теории действия на расстоянии существование электромагнитных волн абсолютно непонятно. Поэтому после опытов Герца вопрос о характере электродинамических взаимодействий был однозначно решен в пользу теории поля. Громадную роль в деле распространения и развития теории Максвелла сыграло великое изобретение радио А. С. Поповым (18591905), которое в конце концов преобразило науку, технику и саму жизнь человека.
6. Физики 19 века были убеждены, что явления электричества и магнетизма могут быть поняты до конца только тогда, когда они будут сведены к механическим причинам, например к упругим натяжениям, давлениям или каким-то другим механическим изменениям в окружающей среде. Таковой в теории Фарадея Максвелла считался мировой эфир. Было затрачено много усилий для построения механической теории электрических и магнитных явлений. Сам Максвелл положил этому начало. В первых работах по теории электричества он широко пользовался механическими моделями для представления электромагнитного поля. Однако для представления различных свойств поля потребовались разные модели, противоречащие друг другу. Механические же модели в теории Максвелла сыграли лишь роль лесов строящегося здания. После того как здание построено, леса убираются. Так и в завершенном варианте теории Максвелла, опубликованном им в «Трактате по электричеству и магнетизму» (1873), механические модели совсем не используются. Все усилия построения непротиворечивой механической теории электрических и магнитных явлений потерпели неудачу. Они убедили физиков последующих поколений в принципиальной невозможности механической картины мира. Атомно-молекулярная теория показала, что упругие силы сами являются результатом электрического взаимодействия между электрически заряженными частицами, из которых построены тела. Упругость была сведена к электричеству. После этого программа сведения электрических сил к упругим потеряла всякий смысл. Электрические силы оказались более «простыми» и «понятными», чем силы упругие. Современная физика не связывает с понятием электромагнитного поля никаких «наглядных» картин типа упругих деформаций, натяжений, давлений и пр. Она утверждает лишь, что поле реально существует и в этом смысле, наряду с веществом, является одним из видов материи. Поле обладает энергией, импульсом и другими физическими свойствами. Посредством полей осуществляются электромагнитные взаимодействия тел. Заряженное тело А возбуждает в окружающем пространстве электрическое поле. Оно проявляется в силе, действующей на другое заряженное тело В, вносимое в это поле. Но поле, возбуждаемое зарядами тела А, реально существует в каждой точке пространства, даже если в нее не помещено никакое другое тело В. В этом отличие точек зрения теории поля и теории непосредственного действия на расстоянии. Последняя также пользуется понятием поля. Однако в ней поле выступает не как физическая реальность, а как вспомогательное математическое понятие, вводимое лишь для удобства описания электромагнитных взаимодействий. По теории действия на расстоянии не имеет смысла говорить о поле в той или иной точке пространства, пока в нее не внесено заряженное тело, на которое действует электромагнитная сила.
7. Первоначальная теория Максвелла не вводила принципиального различия между материальными средами и вакуумом (эфиром). Вакуум рассматривался в ней как одна из сред, отличающаяся от других сред только количественно: значениями диэлектрической и магнитной проницаемостей и электропроводности. Более глубокую и ясную картину дала электронная теория, творцом которой был великий голландский физик Г. А. Лорентц (18531928).
Она была создана и детально разработана еще до открытия электрона и установления структуры атома. [Электрон был открыт Дж. Дж. Томсоном (18561940) в 1897 г., модель атома Резерфорда (18711937) появилась в 1911 г., а теория Бора (18851962) в 1913 г.]. На современном языке основную идею электронной теории можно сформулировать следующим образом. Вещество состоит из положительно заряженных атомных ядер и отрицательно заряженных электронов. Для наших целей пока нет необходимости вдаваться в детали строения атомов и атомных ядер. Важно заметить лишь, что вакуум является универсальной средой, в которой возбуждается электромагнитное поле. С точки зрения теории электричества всякое вещество следует рассматривать как вакуум, испорченный вкрапленными в него атомными ядрами и электронами. Заряды этих частиц возбуждают электромагнитные поля, накладывающиеся на внешнее поле, в которое внесено вещество. Наложением таких полей и определяется электромагнитное поле в веществе. С этой точки зрения изучение электромагнитного поля в веществе сводится к изучению поля в вакууме. Так мы и поступим в дальнейшем. Сначала изучим электрическое и магнитное поля в вакууме, а затем исследуем, как поле искажается зарядами атомных ядер и электронов вещества. Таким путем электронная теория привела к более глубокому пониманию уравнений Максвелла в веществе. Она явилась рациональной основой для понимания электрических и магнитных свойств вещества с атомистической точки зрения. Сам Лорентц и его последователи, разумеется, пользовались классическими представлениями. Это приводило к трудностям принципиального характера, преодоление которых стало возможным только после того, как электронная теория была перестроена на квантовой основе.
8. Уравнения Максвелла являются обобщениями опытных фактов. Их доказательство надо искать в сопоставлении с опытом выводимых из них следствий. Эти уравнения составляют стержень всей электродинамики. Они могут рассматриваться как основные аксиомы электродинамики, играющие в ней такую же роль, какую законы Ньютона играют в классической механике. Поэтому изложение электродинамики можно было бы строить чисто дедуктивно на основе постулативно установленных уравнений Максвелла. Однако для первоначального изучения такой путь нецелесообразен. Мы глубже проникаем в сущность электродинамики Максвелла, если изберем индуктивный метод изложения. Мы начнем с простейших опытных фактов и явлений, которые правильно описываются не только на языке теории поля, но и на языке теории непосредственного действия на расстоянии. Постепенным обобщением законов этих явлений мы придем к таким результатам, которые уже не укладываются в рамки теории действия на расстоянии, а могут быть истолкованы только с помощью теории поля. В конце концов мы придем к системе уравнений Максвелла, после чего все последующее изложение будет строиться на их основе.
План текста:
Действие на расстоянии и полевое взаимодействие
1. Два взгляда на природу электромагнитных сил.
2. Теория дальнодействия.
3. Теория близкодействия Фарадея.
4. Уравнения Максвелла.
5. Экспериментальное подтверждение теории Фарадея-Максвелла.
6. Электромагнитное поле – один из видов материи.
7. Вакуум – особая универсальная среда.
8. Дедуктивный и индуктивный методы изложения электродинамики.
Задание №1
Текст задания: составить план текста.
Составить план параграфа из книги Дукова В. М. «Электродинамика (история и методология макроскопической электродинамики)»:
1. Вводные замечания (глава I, с. 5-6)
2. Первые шаги (глава I, с. 6-7)
3. Исследования Гильберта (глава I, с. 7-8)
4. От Гильберта до Герике. Изобретение генератора (глава I, с. 8-10).
5. Первые гипотезы (глава I, с. 10-11).
6. Гипотеза эфира (глава I, с. 11-12).
7. Проводимость и изоляция. Открытие двух видов электричества (глава I, с. 12-14).
8. Вводные замечания (глава II, с. 15-16).
9. Открытие конденсации (глава II, с. 16-17).
10. Доказательство электрической природы молнии. Выход электричества в практику (глава II, с. 17-18).
11. Первая теория электричества (глава II, с. 18-20).
12. Гипотеза двух электрических флюидов. Две теоретические концепции (глава II, с. 20-21).
13. Мысли о сходстве электричества и магнетизма (глава II, с. 21-22).
14. Гипотеза о существовании магнитной жидкости. «Опыт теории» Эпинуса (глава II, с. 22-25).
15. Развитие концепции эфира (глава II, с. 25-26).
16. Предыстория закона Кулона (глава II, с. 27-28).
17. Работы Кулона (глава II, с. 28-29).
18. Начало электрических измерений (глава II, с. 29-30).
19. Введение понятий напряжения и емкости (глава II, с. 30-33).
20. Вводные замечания (глава III, с. 33-35).
21. Открытие Гальвани (глава III, с. 35-37).
22. «Вольтов столб». Действия гальванического электричества. Начало развития электрохимии (глава III, с. 37-38).
23. Открытие тепловых и световых действий тока. Электрическая дуга. Телеграф (глава III, с. 39-40).
24. Предыстория закона Ома (глава III, с. 40-41).
25. Первые эксперименты Ома (глава III, с. 42-43).
26. Решающие эксперименты (глава III, с. 43-46).
27. Открытие законов электролиза (глава III, с. 46-49).

Список рекомендуемой литературы и источников:
1. Бутиков Е. И., Кондратьев А. С. Физика для углубленного изучения, т. 2. Электродинамика. Оптика. М., 2004 г.
2. Сивухин Д. В. Общий курс физики, т. 3. Электричество. М., 1977 г.
3. Дуков В. М. Электродинамика (история и методология макроскопической электродинамики). М., 1975 г.
Отчёт: предоставить план научного текста в письменном виде.


Тема 1.3. Потенциальность электростатического поля
Самостоятельная работа № 3. Графическое изображение эквипотенциальных поверхностей различных объектов
Цель: научиться чертить эквипотенциальные поверхности электростатических полей.
Задание №1
Текст задания: изобразить эквипотенциальные поверхности поля.
Изобразить эквипотенциальные поверхности электростатического поля точечного отрицательного заряда.
Задание №2
Текст задания: изобразить эквипотенциальные поверхности поля.
Изобразить эквипотенциальные поверхности электростатического поля бесконечной плоскости, заряженной положительно с постоянной поверхностной плотностью.
Задание №3
Текст задания: изобразить эквипотенциальные поверхности поля.
Изобразить эквипотенциальные поверхности электростатического поля плоскости конечных размеров, заряженной положительно с постоянной поверхностной плотностью.
Задание №4
Текст задания: изобразить эквипотенциальные поверхности поля.
Изобразить эквипотенциальные поверхности электростатического поля шара, заряженного положительно с постоянной объемной плотностью.
Задание №5
Текст задания: изобразить эквипотенциальные поверхности поля.
Изобразить эквипотенциальные поверхности электростатического поля сферы, заряженной положительно с постоянной поверхностной плотностью.
Задание №6
Текст задания: изобразить эквипотенциальные поверхности поля.
Изобразить эквипотенциальные поверхности электростатического поля плоского конденсатора.
Задание №7
Текст задания: изобразить эквипотенциальные поверхности поля.
Изобразить эквипотенциальные поверхности электростатического поля сферического конденсатора.
Задание №8
Текст задания: изобразить эквипотенциальные поверхности поля.
Изобразить эквипотенциальные поверхности электростатического поля цилиндрического конденсатора.

Список рекомендуемой литературы и источников:
1. Сперанский Н. М. Как решать задачи по физике. М., 1967 г.
2. Савельев И. В. Курс общей физики, т. 2. Электричество. М., 1970 г.
3. Путилов К. А. Курс физики, т. 2. Учение об электричестве. M., 1963 г.
4. Детлаф А. А., Яворский Б. М., Милковская Л. Б. Курс физики, т. 2. Электричество и магнетизм. М., 1977 г.
5. Смайт В. Электростатика и электродинамика. М., 1954 г.
Отчёт: графические изображения эквипотенциальных поверхностей с комментариями (при необходимости).


Тема 1.4. Электростатическое поле при наличии проводников и
диэлектриков. Энергия электростатического поля
Самостоятельная работа № 4. Составление тезисов научного текста
Цель: изучить алгоритм и овладеть навыками составления тезисов.
Теоретический материал
Тезисы – основные положения, утверждения, выводы изучаемого текста. Тезисы могут быть составлены целиком из авторских высказываний (суждений), и тогда они пишутся в кавычках в виде прямых цитат. Если же тезисы формулируются самим читателем, то они излагаются в виде реферативного текста с помощью использования глаголов (например: автор анализирует, отмечает, сравнивает, доказывает, объясняет и т. п.).
Алгоритм создания тезисов:
- Прежде всего, надо внимательно прочитать текст, чтобы определить его тему и понять цель автора (основную мысль). Затем следует проанализировать содержание каждого абзаца и выделить в них самую главную мысль. Иногда абзацы нужно объединять.
- Исключив из абзацев часть информации: авторские отступления, ссылки на других авторов, иллюстрации, примеры, не играющие особо смысловой роли в понимании содержания, мы и получим тезисы.
Рекомендации при составлении тезисов:
- изучаемый текст читайте неоднократно, разбивая его на отрывки;
- в каждом из них выделяйте главное, и на основе главного формулируйте тезисы;
- не приводите факты и примеры;
- сохраняйте в тезисах самобытную форму высказывания, оригинальность авторского суждения, чтобы не потерять документальность, убедительность;
- по окончании работы над тезисами сверьте их с текстом источника (не исказился ли смысл?), затем перепишите и пронумеруйте.
Составим тезисы уже приводившегося текста «Электрический заряд» из учебника Бутикова Е. И. и Кондратьева А. С. «Электродинамика. Оптика» (Самостоятельная работа № 4. Составление плана научного текста), с использованием, в основном, авторских высказываний:
Электрический заряд
1. «Электрический заряд характеризует способность тела к определенному взаимодействию, описываемому на языке сил».
2. «Макроскопическому телу можно сообщить заряд любого знака», причем «положительные и отрицательные заряды могут компенсировать друг друга».
3. «Электрический заряд макроскопического тела определяется суммой зарядов образующих его элементарных частиц».
4. «Причина, по которой электрический заряд существует именно в двух видах, в современной физике до конца не выяснена», возможно, она связана с определенной симметрией.
Составим теперь тезисы также уже приводившегося текста «Действие на расстоянии и полевое взаимодействие» из учебника Сивухина Д. В. «Электричество» (Самостоятельная работа № 4. Составление плана научного текста):
Действие на расстоянии и полевое взаимодействие
1. В науке выдвигались две противоположные точки зрения относительно природы электромагнитных сил: первая исходила из представления о непосредственном действии тел на расстоянии, а вторая – из представления, что взаимодействия передаются с помощью особого материального посредника, называемого электромагнитным полем.
2. Основная идея теории действия на расстоянии – электрические и магнитные силы не нуждаются в объяснении, а являются неотъемлемыми, врожденными свойствами материи. Задача теории электричества – установление элементарных законов электрических и магнитных сил и объяснение на их основе всех электрических и магнитных явлений.
3. Основная идея теории электромагнитного поля, выдвинутой Фарадеем – действие одного тела на другое может осуществляться либо непосредственным соприкосновением, либо передаваться через промежуточную среду – электромагнитное поле.
4. Максвелл облек теорию электромагнитного поля в математическую форму, сформулировав ее в виде системы уравнений.
5. Теория Максвелла получила признание после того, как электромагнитные волны, существование которых следовало из его уравнений, были получены экспериментально.
6. Электромагнитные взаимодействия не могут быть сведены к механическим причинам, осуществляются посредством электромагнитного поля, являющегося, наряду с веществом, является одним из видов материи.
7. Универсальной средой, в которой возбуждается электромагнитное поле, является вакуум. Изучение электромагнитного поля в веществе сводится к изучению поля в вакууме.
8. Изложение электродинамики можно строить дедуктивно на основе постулативно установленных уравнений Максвелла, либо индуктивно, приходя к уравнениям Максвелла на основе обобщения опытных фактов.
Задание №1
Текст задания: составить тезисы научного текста.
Составить тезисы параграфа из книги Дукова В. М. «Электродинамика (история и методология макроскопической электродинамики)»:
1. Вводные замечания (глава I, с. 5)
2. Первые шаги (глава I, с. 6)
3. Исследования Гильберта (глава I, с. 7)
4. От Гильберта до Герике (глава I, с. 8).
5. Изобретение генератора (глава I, с. 9).
6. Первые гипотезы (глава I, с. 10).
7. Гипотеза эфира (глава I, с. 11).
8. Проводимость и изоляция (глава I, с. 12).
9. Открытие двух видов электричества (глава I, с. 13).
10. Заключительные замечания (глава I, с. 14).
11. Вводные замечания (глава II, с. 15).
12. Открытие конденсации (глава II, с. 16).
13. Доказательство электрической природы молнии (глава II, с. 17).
14. Выход электричества в практику (глава II, с. 18).
15. Первая теория электричества (глава II, с. 18).
16. Гипотеза двух электрических флюидов (глава II, с. 20).
17. Две теоретические концепции (глава II, с. 20).
18. Мысли о сходстве электричества и магнетизма (глава II, с. 21).
19. Гипотеза о существовании магнитной жидкости (глава II, с. 22).
20. «Опыт теории» Эпинуса (глава II, с. 23).
21. Развитие концепции эфира (глава II, с. 25).
22. Предыстория закона Кулона (глава II, с. 27).
23. Работы Кулона (глава II, с. 28).
24. Начало электрических измерений (глава II, с. 29).
25. Введение понятий напряжения и емкости (глава II, с. 30).

Список рекомендуемой литературы и источников:
1. Бутиков Е. И., Кондратьев А. С. Физика для углубленного изучения, т. 2. Электродинамика. Оптика. М., 2004 г.
2. Сивухин Д. В. Общий курс физики, т. 3. Электричество. М., 1977 г.
3. Дуков В. М. Электродинамика (история и методология макроскопической электродинамики). М., 1975 г.
Отчёт: предоставить тезисы научного текста в письменном виде.



Самостоятельная работа № 5. Составление сводной таблицы по разделу «Электростатика»
Цель: научиться обобщать и систематизировать учебную информацию, извлеченную из некоторого раздела.
Задание №1
Текст задания: составить сводную таблицу по разделу «Электростатика».
Составить сводную таблицу по разделу «Электростатика» по следующему образцу:
Формулы
Обозначения
Единицы и
значения
величин

Закон Кулона
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415 – вектор силы, действующей на заряд 1 со стороны заряда 2
13 EMBED Equation.3 1415 – радиус-вектор, направленный от заряда 2 к заряду 1
q1 и q2 – заряды
13 EMBED Equation.3 1415– электрическая постоянная
1 Н


1 м

1 Кл
8,85(10-12
Кл2 /(Н(м2)

Напряженность электростатического поля



Напряженность электростатического поля точечного заряда



Принцип суперпозиции для дискретного распределения зарядов



Принцип суперпозиции для непрерывного распределения зарядов



Линейная плотность заряда



Поверхностная плотность заряда



Объемная плотность заряда



Напряженность электрического поля бесконечной заряженной нити



Поток вектора напряженности электрического п
·j°оля



Теорема Остроградского-Гаусса



Напряженность электрического поля бесконечной заряженной плоскости



Напряженность электрического поля заряженного шара



Циркуляция вектора напряженности электрического поля



Работа сил электрического поля



Связь напряженности электрического поля с его потенциалом



Потенциал электрического поля точечного заряда



Потенциал электрического поля бесконечной заряженной нити



Потенциал электрического поля бесконечной заряженной плоскости



Емкость уединенного проводника



Емкость конденсатора



Емкость плоского конденсатора



Емкость цилиндрического конденсатора



Емкость сферического конденсатора



Дипольный момент



Вектор поляризации



Диэлектрическая проницаемость



Вектор электростатической индукции



Электрическая энергия системы двух зарядов



Энергия заряженного проводника



Энергия заряженного конденсатора



Плотность энергии электростатического поля




Список рекомендуемой литературы и источников:
1. Гершензон Е. М., Малов Н. Н., Мансуров А. Н. Электродинамика. М., 2002 г.
2. Детлаф А. А., Яворский Б. М., Милковская Л. Б. Курс физики, т. 2. Электричество и магнетизм. М., 1977 г.
3. Калашников С. Г. Электричество. М., 2003 г.
4. Путилов К. А. Курс физики, т. 2. Учение об электричестве. M., 1963 г.
5. Савельев И. В. Курс общей физики, т. 2. Электричество. М., 1970 г.
6. Сивухин Д. В. Общий курс физики, т. 3. Электричество. М., 1977 г.
7. Фриш С. Э., Тиморева А. В. Курс общей физики, т. 2. Электрические и электромагнитные явления. Л., 1962 г.
8. Зисман Г. А., Тодес О. М. Курс общей физики, т. 2. Электричество и магнетизм. М., 1972 г.
9. Дмитриева В. Ф. Физика. М., 2005 г.
10. Зильберман Г. Е. Электричество и магнетизм. М., 1970 г.
11. Смайт В. Электростатика и электродинамика. М., 1954 г.
Отчёт: предоставить сводную таблицу в письменном виде.


Раздел 2. Постоянный ток
Тема 2.1. Законы постоянного тока
Самостоятельная работа № 6. Реферирование научного текста
Цель: отработать алгоритм реферирования научного текста и технологию компрессии первоисточника.
Задание №1
Текст задания: составить реферат к научному тексту.
Составить реферат к параграфу из книги Дукова В. М. «Электродинамика (история и методология макроскопической электродинамики)»:
Открытие магнитного действия тока. Первые исследования по электромагнетизму (глава IV, с. 52-54).
Открытие взаимодействия токов (глава IV, с. 54-55).
Гипотеза об электрической природе магнетизма (глава IV, с. 56-57).
Электродинамика Ампера (глава IV, с. 57-61).
Начало исследований Фарадея (глава V, с. 61-63).
Работы Генри. Первый успешный опыт (глава V, с. 63-64).
Открытие самоиндукции (глава V, с. 64-66).
Основы новой физической концепции (глава V, с. 66-67).
Конкретизация концепции близкодействия (глава V, с. 68-69).
Близкодействие и индукция (глава V, с. 69-71).
Введение понятия и измерение диэлектрической проницаемости (глава V, с. 71-73).
Мысли о связи электричества и магнетизма. Открытие диа- и парамагнетизма (глава V, с. 73-75).
Введение понятия магнитной проницаемости (глава V, с. 75-76).
Начало представлений о поле (глава V, с. 77-79).
О физической природе силовых линий (глава V, с. 79-82).
Предсказание существования электромагнитных волн. Отношение к идеям Фарадея (глава V, с. 82-83).
Вводные замечания (глава VI, с. 83-85).
Первая попытка построения математической теории электричества и магнетизма (глава VI, с. 85-91).
Развитие теории потенциала (глава VI, с. 91-93).
Гаусс и теория электричества (глава VI, с. 93-96).
Дальнейшее развитие амперовской электродинамики (глава VI, с. 96-99).
Закон электромагнитной индукции в амперовской электродинамике. Теория Ф. Неймана (глава VI, с. 99-103).
Значение закона Вебера. Значение открытия закона сохранения энергии для электродинамики (глава VI, с. 103-105).
Значение мемуара Гельмгольца «О сохранении силы» (глава VI, с. 105-109).
Электродинамические работы Кирхгофа (глава VI, с. 109-114).
Установление системы единиц измерения электрических и магнитных величин (глава VI, с. 114-116).
Введение мер в электродинамику. Определение электродинамической постоянной (глава VI, с. 117-119).
Идеи близкодействия в амперовской электродинамике (глава VI, с. 119-121).
Заключительные замечания (глава VI, с. 121-123).

Список рекомендуемой литературы и источников:
1. Бутиков Е. И., Кондратьев А. С. Физика для углубленного изучения, т. 2. Электродинамика. Оптика. М., 2004 г.
2. Сивухин Д. В. Общий курс физики, т. 3. Электричество. М., 1977 г.
3. Дуков В. М. Электродинамика (история и методология макроскопической электродинамики). М., 1975 г.
Отчёт: предоставить реферат, объёмом 10 % от текста первоисточника, в письменном виде.


Тема 2.2. Ток в металлах
Самостоятельная работа № 7. Подготовка доклада по одной из заданных тем
Цель: научиться раскрывать суть исследуемой проблемы на основе содержания первичных источников.
Теоретический материал
Доклад – вид самостоятельной научно-исследовательской работы, где автор раскрывает суть исследуемой проблемы; приводит различные точки зрения, а также собственные взгляды на нее.
Этапы работы над докладом:
Подбор и изучение основных источников по теме (как и при написании реферата рекомендуется использовать не менее 8 – 10 источников).
Составление библиографии.
Обработка и систематизация материала. Подготовка выводов и обобщений.
Разработка плана доклада.
Написание.
Публичное выступление с результатами исследования.
В докладе соединяются три качества исследователя: умение провести исследование, умение преподнести результаты слушателям и квалифицированно ответить на вопросы.
Отличительной чертой доклада является научный, академический стиль. Академический стиль – это совершенно особый способ подачи текстового материала, наиболее подходящий для написания учебных и научных работ. Данный стиль определяет следующие нормы:
предложения могут быть длинными и сложными;
часто употребляются слова иностранного происхождения, различные термины;
употребляются вводные конструкции типа «по всей видимости», «на наш взгляд»;
авторская позиция должна быть как можно менее выражена, то есть должны отсутствовать местоимения «я», «моя (точка зрения)»;
в тексте могут встречаться штампы и общие слова.
Общая структура доклада может быть следующей:
1. Формулировка темы исследования (причем она должна быть не только актуальной, но и оригинальной, интересной по содержанию).
2. Актуальность исследования (чем интересно направление исследований, в чем заключается его важность, какие ученые работали в этой области, каким вопросам в данной теме уделялось недостаточное внимание, почему учащимся выбрана именно эта тема).
3. Цель работы (в общих чертах соответствует формулировке темы исследования и может уточнять ее).
4. Задачи исследования (конкретизируют цель работы, «раскладывая» ее на составляющие).
5. Гипотеза (научно обоснованное предположение о возможных результатах исследовательской работы. Формулируются в том случае, если работа носит экспериментальный характер).
6. Методика проведения исследования (подробное описание всех действий, связанных с получением результатов).
7. Результаты исследования. Краткое изложение новой информации, которую получил исследователь в процессе наблюдения или эксперимента. При изложении результатов желательно давать четкое и немногословное истолкование новым фактам. Полезно привести основные количественные показатели и продемонстрировать их на используемых в процессе доклада графиках и диаграммах.
8. Выводы исследования. Умозаключения, сформулированные в обобщенной, конспективной форме. Они кратко характеризуют основные полученные результаты и выявленные тенденции. Выводы желательно пронумеровать: обычно их не более 4 или 5.
Требования к оформлению письменного доклада такие же, как и при написании реферата:
Титульный лист.
Оглавление (в нем последовательно указываются названия пунктов доклада, указываются страницы, с которых начинается каждый пункт).
Введение (формулируется суть исследуемой проблемы, обосновывается выбор темы, определяются ее значимость и актуальность, указываются цель и задачи доклада, дается характеристика используемой литературы).
Основная часть (каждый раздел ее доказательно раскрывает исследуемый вопрос).
Заключение (подводятся итоги или делается обобщенный вывод по теме доклада).
Список литературы.
Задание №1
Текст задания: подготовить доклад на заданную тему.
Подготовить доклад на одну из заданных тем:
От Лейденской банки к современному конденсатору.
Генератор Ван де Графа.
Капельница Кельвина.
Электрофорная машина.
Пеллетрон: принцип действия и применение.
Электростатическое поле Земли.
Генератор молний Аркадьева.
Устройство и принцип действия электрошокера.
История развития гальванических элементов.
Применение и устройство ионного микроскопа.
Методы расчета электростатических полей.
Эволюция теории электричества.
Теория эфира.
Начало представлений об электрическом поле.
Теории дальнодействия и близкодействия.
Закон электрического взаимодействия: история открытия.
Сегнетоэлектрики и их применение.
Пироэлектричество.
Пьезоэлектрический эффект и его использование в технике.
Измерение потенциала методом электрического зонда.
Электрострикция и ее применение.
Понятие потенциала в физике и математике.
Опытные доказательства атомного строения электричества.
Контактная разность потенциалов.
Электрометры.
Электроконвекционные явления.
Молниеотвод: история изобретения и конструкция.
Сверхпроводимость.
Термоэлектрические явления и их применение.
Применения полупроводников.
Вещество в состоянии плазмы.
Природа молнии.
Электрические токи в атмосфере.
Принцип действия аккумуляторов.

Список рекомендуемой литературы и источников:
1. Гершензон Е. М., Малов Н. Н., Мансуров А. Н. Электродинамика. М., 2002 г.
2. Детлаф А. А., Яворский Б. М., Милковская Л. Б. Курс физики, т. 2. Электричество и магнетизм. М., 1977 г.
3. Калашников С. Г. Электричество. М., 2003 г.
4. Путилов К. А. Курс физики, т. 2. Учение об электричестве. M., 1963 г.
5. Савельев И. В. Курс общей физики, т. 2. Электричество. М., 1970 г.
6. Сивухин Д. В. Общий курс физики, т. 3. Электричество. М., 1977 г.
7. Фриш С. Э., Тиморева А. В. Курс общей физики, т. 2. Электрические и электромагнитные явления. Л., 1962 г.
8. Зисман Г. А., Тодес О. М. Курс общей физики, т. 2. Электричество и магнетизм. М., 1972 г.
9. Дмитриева В. Ф. Физика. М., 2005 г.
10. Зильберман Г. Е. Электричество и магнетизм. М., 1970 г.
11. Смайт В. Электростатика и электродинамика. М., 1954 г.
12. Спасский Б. И. История физики в 2-х ч. М., 1977 г.
13. Дуков В. М. Электродинамика (история и методология макроскопической электродинамики). М., 1975 г.
14. Андерсон Д. Открытие электрона. М., 1968 г.
15. Дорфман Я. Г. Всемирная история физики. М., 1979 г.
Отчёт: предоставить доклад в письменном виде.


Тема 2.3. Ток в жидкостях
Самостоятельная работа № 8. Разработка презентации по одной из заданных тем
Цель: научиться разрабатывать компьютерные презентации, доносящие до аудитории полноценную информацию по заданной проблеме в краткой, доступной и удобной форме.
Теоретический материал
Презентация – документ или комплект документов, предназначенный для представления чего-либо (организации, проекта, продукта и т.п.). Цель презентации – помочь донести требуемую информацию об объекте презентации.
Под презентацией далее мы будем понимать компьютерную презентацию – комплект картинок-слайдов (слайд-шоу) на определенную тему, который создан в программе Microsoft Power Point или аналогичной и хранится в файле специального формата.
Обычно содержание презентации выглядит следующим образом:
1. Титульный лист. Первый слайд содержит название презентации, ее автора.
2. Содержание. Тут расписывается план презентации, основные разделы или вопросы, которые будут рассмотрены.
3. Заголовок раздела.
4. Краткая информация.
Пункты 3 и 4 повторяются сколько, сколько необходимо. Главное тут придерживаться концепции: тезис – аргументы – вывод.
5. Резюме, выводы. Выводы должны быть выражены ясно и лаконично на отдельном слайде.
6. Спасибо за внимание.
Правила оформления презентаций.
Презентация должна быть краткой, доступной и целостной. Ее продолжительность не должна составлять более 20 мин.
Не увлекайтесь художествами, главное в презентации – содержание.
Придерживайтесь единого стилевого оформления. Стиль может включать: определенный шрифт, цвет фона или фоновый рисунок, декоративный элемент небольшого размера и др. Не рекомендуется использовать в стилевом оформлении презентации более трех цветов или трех типов шрифта. Оформление слайда не должно отвлекать от его содержательной части. Не все слайды презентации должны быть выдержаны в одном стиле.
Делайте для каждого слайда уникальный заголовок. Пять слайдов с одним и тем же заглавием – и зрители перестанут вообще смотреть на заголовки.
Используйте анимацию только в том случае, когда это действительно необходимо. Лишняя анимация только отвлекает.
На одном слайде не должно быть слишком много информационных блоков, обычно до 3. Ключевые слова в информационном блоке необходимо выделить. Наиболее важную информацию – поместить в центр слайда.
Приводите факты, цифры, графики – это хорошая поддержка для вашего выступления. Голый текст никого не заинтересует.
Применяйте высококонтрастные цвета, крупные шрифты и четкие иллюстрации. В противном случае, сидящие на задних рядах ничего не разберут на экране.
Фотографии, рисунки и другие иллюстрации старайтесь размещать на отдельных слайдах. То же относится большим диаграммам, таблицам, схемам и графикам.
Не переписывайте в презентацию свой доклад. В идеале – вообще ни одно слово доклада не должно дублироваться в слайдах. Исключение – имена собственные, темы, даты, термины. Презентация – это вспомогательный инструмент, иллюстрирующий вашу речь.
Рассчитывайте количество слайдов в презентации по формуле – один слайд на 2-3 минуты. Это средняя частота смены кадров.
Любые материалы, скопированные из интернета, имеют своих авторов. Не забывайте указывать источники информации.
Задание №1
Текст задания: разработать презентацию на заданную тему.
Разработать презентацию к докладу по одной из заданных тем:
От Лейденской банки к современному конденсатору.
Генератор Ван де Графа.
Капельница Кельвина.
Электрофорная машина.
Пеллетрон: принцип действия и применение.
Электростатическое поле Земли.
Генератор молний Аркадьева.
Устройство и принцип действия электрошокера.
История развития гальванических элементов.
Применение и устройство ионного микроскопа.
Методы расчета электростатических полей.
Эволюция теории электричества.
Теория эфира.
Начало представлений об электрическом поле.
Теории дальнодействия и близкодействия.
Закон электрического взаимодействия: история открытия.
Сегнетоэлектрики и их применение.
Пироэлектричество.
Пьезоэлектрический эффект и его использование в технике.
Измерение потенциала методом электрического зонда.
Электрострикция и ее применение.
Понятие потенциала в физике и математике.
Опытные доказательства атомного строения электричества.
Контактная разность потенциалов.
Электрометры.
Электроконвекционные явления.
Молниеотвод: история изобретения и конструкция.
Сверхпроводимость.
Термоэлектрические явления и их применение.
Применения полупроводников.
Вещество в состоянии плазмы.
Природа молнии.
Электрические токи в атмосфере.
Принцип действия аккумуляторов. 
Список рекомендуемой литературы и источников:
1. Гершензон Е. М., Малов Н. Н., Мансуров А. Н. Электродинамика. М., 2002 г.
2. Детлаф А. А., Яворский Б. М., Милковская Л. Б. Курс физики, т. 2. Электричество и магнетизм. М., 1977 г.
3. Калашников С. Г. Электричество. М., 2003 г.
4. Путилов К. А. Курс физики, т. 2. Учение об электричестве. M., 1963 г.
5. Савельев И. В. Курс общей физики, т. 2. Электричество. М., 1970 г.
6. Сивухин Д. В. Общий курс физики, т. 3. Электричество. М., 1977 г.
7. Фриш С. Э., Тиморева А. В. Курс общей физики, т. 2. Электрические и электромагнитные явления. Л., 1962 г.
8. Зисман Г. А., Тодес О. М. Курс общей физики, т. 2. Электричество и магнетизм. М., 1972 г.
9. Дмитриева В. Ф. Физика. М., 2005 г.
10. Зильберман Г. Е. Электричество и магнетизм. М., 1970 г.
11. Смайт В. Электростатика и электродинамика. М., 1954 г.
12. Спасский Б. И. История физики в 2-х ч. М., 1977 г.
13. Дуков В. М. Электродинамика (история и методология макроскопической электродинамики). М., 1975 г.
14. Андерсон Д. Открытие электрона. М., 1968 г.
15. Дорфман Я. Г. Всемирная история физики. М., 1979 г.
Отчёт: предоставить разработанную презентацию.



Тема 2.4. Ток в газах и вакууме
Самостоятельная работа № 9. Составление сводной таблицы по разделу «Законы постоянного тока»
Цель: научиться обобщать и систематизировать учебную информацию, извлеченную из некоторого раздела.
Задание №1
Текст задания: составить сводную таблицу по разделу «Законы постоянного тока».
Составить сводную таблицу по разделу «Законы постоянного тока» по следующему образцу:

Формулы
Обозначения
Единицы и
значения
величин

Сила постоянного тока
13 EMBED Equation.3 1415
I – сила тока
t – время
q – заряд
1 А
1 с
1 Кл

Закон Ома для участка цепи



Плотность тока



Закон Ома в дифференциальной форме



Сопротивление проводника цилиндрической формы



Электродвижущая сила



Закон Ома для участка цепи с ЭДС (неоднородного участка)



Закон Ома для полной цепи



Правила Кирхгофа



Работа тока



Мощность тока



Закон Джоуля-Ленца для однородного участка цепи



Закон Джоуля-Ленца для неоднородного участка цепи



Закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме



Закон Фарадея



Потенциал ионизации



Кинетическая энергия заряженной частицы в электрическом поле



Плотность тока насыщения при термоэлектронной эмиссии




Список рекомендуемой литературы и источников:
1. Гершензон Е. М., Малов Н. Н., Мансуров А. Н. Электродинамика. М., 2002 г.
2. Детлаф А. А., Яворский Б. М., Милковская Л. Б. Курс физики, т. 2. Электричество и магнетизм. М., 1977 г.
3. Калашников С. Г. Электричество. М., 2003 г.
4. Путилов К. А. Курс физики, т. 2. Учение об электричестве. M., 1963 г.
5. Савельев И. В. Курс общей физики, т. 2. Электричество. М., 1970 г.
6. Сивухин Д. В. Общий курс физики, т. 3. Электричество. М., 1977 г.
7. Фриш С. Э., Тиморева А. В. Курс общей физики, т. 2. Электрические и электромагнитные явления. Л., 1962 г.
8. Зисман Г. А., Тодес О. М. Курс общей физики, т. 2. Электричество и магнетизм. М., 1972 г.
9. Дмитриева В. Ф. Физика. М., 2005 г.
10. Зильберман Г. Е. Электричество и магнетизм. М., 1970 г.
11. Смайт В. Электростатика и электродинамика. М., 1954 г.
Отчёт: предоставить сводную таблицу в письменном виде.





Раздел 3. Электромагнетизм
Тема 3.1. Магнитное поле в вакууме
Самостоятельная работа № 10. Подготовка обзора литературы по заданной проблеме
Цель: научиться подбирать литературу по заданной проблеме и грамотно оформлять библиографический обзор.
Теоретический материал
Обзор литературы – изучение работ, опубликованных российскими и зарубежными авторами по теме планируемого исследования.Назначение обзора, в первую очередь, заключается в описании того, что было сделано по изучаемой теме к моменту проведения исследования: сформированные концепции, подходы разных авторов, текущее состояние проблемы, а также спектр нерешенных задач в данной области знания. Обзор литературы проводится с целью обозначения узкого вопроса, выбранного для исследования. В обзоре нужно обосновать необходимость проведения исследования, то есть показать, что изучение затрагиваемого в работе вопроса, с одной стороны, актуально и перспективно, а с другой, на практике, еще не проводилось или проводилось в недостаточном объеме.
Существует несколько видов обзора литературы.
Библиографический обзор
Цель такого обзора – показать, какие источники литературы имеются по данной проблеме, при этом может быть достаточно важно в том числе и то, где опубликован тот или иной материал, в какой стране или каким издательством, и в какое время.
Задача библиографического обзора литературы нередко ставится перед тем, кто не является специалистом в изучаемой предметной области, а в большей степени является специалистом по информации. Такими специалистами могут быть, например, библиотечные работники.
Реферативный обзор
Этот вид обзора имеет целью более глубокое проникновение в проблему, чем предыдущий. В структуре такого обзора могут присутствовать упоминания различных аспектов рассматриваемой проблемы, и по каждому из этих аспектов перечисляются авторы имеющихся работ и излагаются их точки зрения на проблему.
Задача реферативного обзора обычно ставится на начальных этапах знакомства с какой-либо проблемой, перед проведением собственных исследований, до обретения собственных точек зрения в данной предметной области.
Однако не исключено, что обзор, который первоначально имеет структуру и стиль реферативного, на последующих этапах работы может перерасти и превратиться в аналитический, о котором речь пойдет далее.
Аналитический обзор
Данный вид обзора является вершиной искусства написания обзоров. Точки зрения других авторов не просто упоминаются и пересказываются, но сопоставляются и взвешиваются. Хороший аналитический обзор напоминает дискуссию различных авторов, которые, возможно, никогда не встречались и никогда не встретятся. А автор обзора подобен посреднику в переговорах, где учитываются интересы всех сторон.
Обзор становится именно таким спором его заочных участников, в котором рождается истина.
Цель самостоятельного аналитического обзора – зафиксировать современное состояние данной предметной области. Цель обзора литературы, предшествующего исследовательской работе, – зафиксировать это состояние и сформулировать, какие вопросы в этой предметной области уже назрели, но еще не решены.
Такой подход к обзору литературы позволяет использовать его как настоящий инструмент для собственного движения вперед, а не как способ структурирования времени.
Для поиска научной литературы можно пользоваться обычными поисковыми системами (yandex.ru, rambler.ru, google.ru и др.), но лучше воспользоваться специализированными поисковыми системами:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Кроме того, существует множество электронных библиотек с книгами по физике в свободном доступе:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Для поиска электронных книг можно также воспользоваться книжными поисковиками:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]/
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]/
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Задание №1
Текст задания: подготовить обзор литературы по заданной проблеме.
Подготовить библиографический обзор по одной из заданных тем:
Закон Кулона для магнитных полюсов.
Ферромагнетизм.
Антиферромагнетизм.
Ферримагнетизм.
Гиромагнитные эффекты.
Значение экспериментов Фарадея.
Роль Ампера в развитии теории магнетизма.
Сплавы магнитных переходных металлов.
Сущность электромагнитной теории Максвелла.
О магните, магнитных телах и большом магните Земли.
Магнитное поле и его свойства.
Способы измерения переменных электрических и магнитных полей.
Фазовые переходы в магнетиках.
Магнитооптические явления.
Гальваномагнитные явления.
Термомагнитные явления.
Векторный потенциал.
Теория магнетизма: зарождение и развитие.
Магнитное поле Земли.
Магнитные свойства веществ и их использование.
Явление гистерезиса в физике.
Закон Ампера и его использование в магнитоэлектрических приборах.
Сила Лоренца и ее применения.
Экспериментальное исследование электромагнитной индукции.
Магнитная запись информации: физические принципы и технологии.
Электромагниты: устройство и применение.
Кинескоп: история изобретения, принцип действия и применение.
Осциллографы: устройство и применение.
Токи Фуко и их применение.
Список рекомендуемой литературы и источников:
1. Гершензон Е. М., Малов Н. Н., Мансуров А. Н. Электродинамика. М., 2002 г.
2. Детлаф А. А., Яворский Б. М., Милковская Л. Б. Курс физики, т. 2. Электричество и магнетизм. М., 1977 г.
3. Калашников С. Г. Электричество. М., 2003 г.
4. Путилов К. А. Курс физики, т. 2. Учение об электричестве. M., 1963 г.
5. Савельев И. В. Курс общей физики, т. 2. Электричество. М., 1970 г.
6. Сивухин Д. В. Общий курс физики, т. 3. Электричество. М., 1977 г.
7. Фриш С. Э., Тиморева А. В. Курс общей физики, т. 2. Электрические и электромагнитные явления. Л., 1962 г.
8. Зисман Г. А., Тодес О. М. Курс общей физики, т. 2. Электричество и магнетизм. М., 1972 г.
9. Дмитриева В. Ф. Физика. М., 2005 г.
10. Зильберман Г. Е. Электричество и магнетизм. М., 1970 г.
11. Смайт В. Электростатика и электродинамика. М., 1954 г.
12. Спасский Б. И. История физики в 2-х ч. М., 1977 г.
13. Дуков В. М. Электродинамика (история и методология макроскопической электродинамики). М., 1975 г.
14. Андерсон Д. Открытие электрона. М., 1968 г.
15. Дорфман Я. Г. Всемирная история физики. М., 1979 г.
Отчёт: предоставить библиографический обзор в письменном виде.


Тема 3.2. Магнитное поле в веществе
Самостоятельная работа № 11. Составление конспекта научного текста
Цель: овладение навыками конспектирования.
Теоретический материал
Конспект - это краткое последовательное изложение содержания статьи, книги, лекции. Его основу составляют план, тезисы, выписки, цитаты. Конспект, в отличие от тезисов воспроизводят не только мысли оригинала, но и связь между ними. Конспект – это не полное переписывание чужого текста. Это переработка информации за счет ее свертывания. В  конспекте отражается не только то, о чем говорится в работе, но и что утверждается, и как доказывается, приводятся примеры и иллюстрации (без подробного описания).
Составляя конспект, можно отдельные слова и целые предложения писать сокращенно, выписывать только ключевые слова, вместо цитирования делать лишь ссылки на страницы конспектируемой работы, применять условные обозначения.
При конспектировании, рекомендуется оставлять место (широкие поля) для дополнений, заметок, записи незнакомых терминов и имен, требующих разъяснений.
Типы конспектов:
1. Плановый конспект – конспект, который пишется на основе составленного плана статьи, книги. При написании такого конспекта составляется подробный, сложный план, в котором освещаются не только основные вопросы  источника, но и частные. Наиболее существенные положения каждого пункта или подпункта плана (тезисы) последовательно и кратко излагаются своими словами или приводятся в виде цитат, причем цитаты заключаются в кавычки и даются ссылки на источник с указанием страницы. Рекомендуется использовать реферативный способ изложения (например: "Автор считает...", "раскрывает...").
2. Текстуальный конспект – это конспект, созданный в основном из отрывков подлинника – цитат. Это прекрасный источник дословных высказываний автора и приводимых им фактов. Такой конспект точно передает логику материала и максимум информации. При написании такого конспекта в тексте-источнике выделяются основные положения и подбираются примеры. Затем идёт перекомпоновка материала и оформляется текст конспекта.
3. Свободный конспект представляет собой сочетание выписок, цитат, иногда тезисов, часть его текста может быть снабжена планом. Это наиболее полноценный вид конспекта.
Задание №1
Текст задания: составить конспекты научного текста.
Составить конспекты научных текстов из подобранной библиографии по одной из заданных тем:
Закон Кулона для магнитных полюсов.
Ферромагнетизм.
Антиферромагнетизм.
Ферримагнетизм.
Гиромагнитные эффекты.
Значение экспериментов Фарадея.
Роль Ампера в развитии теории магнетизма.
Сплавы магнитных переходных металлов.
Сущность электромагнитной теории Максвелла.
О магните, магнитных телах и большом магните Земли.
Магнитное поле и его свойства.
Способы измерения переменных электрических и магнитных полей.
Фазовые переходы в магнетиках.
Магнитооптические явления.
Гальваномагнитные явления.
Термомагнитные явления.
Векторный потенциал.
Теория магнетизма: зарождение и развитие.
Магнитное поле Земли.
Магнитные свойства веществ и их использование.
Явление гистерезиса в физике.
Закон Ампера и его использование в магнитоэлектрических приборах.
Сила Лоренца и ее применения.
Экспериментальное исследование электромагнитной индукции.
Магнитная запись информации: физические принципы и технологии.
Электромагниты: устройство и применение.
Кинескоп: история изобретения, принцип действия и применение.
Осциллографы: устройство и применение.
Токи Фуко и их применение.

Список рекомендуемой литературы и источников:
1. Гершензон Е. М., Малов Н. Н., Мансуров А. Н. Электродинамика. М., 2002 г.
2. Детлаф А. А., Яворский Б. М., Милковская Л. Б. Курс физики, т. 2. Электричество и магнетизм. М., 1977 г.
3. Калашников С. Г. Электричество. М., 2003 г.
4. Путилов К. А. Курс физики, т. 2. Учение об электричестве. M., 1963 г.
5. Савельев И. В. Курс общей физики, т. 2. Электричество. М., 1970 г.
6. Сивухин Д. В. Общий курс физики, т. 3. Электричество. М., 1977 г.
7. Фриш С. Э., Тиморева А. В. Курс общей физики, т. 2. Электрические и электромагнитные явления. Л., 1962 г.
8. Зисман Г. А., Тодес О. М. Курс общей физики, т. 2. Электричество и магнетизм. М., 1972 г.
9. Дмитриева В. Ф. Физика. М., 2005 г.
10. Зильберман Г. Е. Электричество и магнетизм. М., 1970 г.
11. Смайт В. Электростатика и электродинамика. М., 1954 г.
12. Спасский Б. И. История физики в 2-х ч. М., 1977 г.
13. Дуков В. М. Электродинамика (история и методология макроскопической электродинамики). М., 1975 г.
14. Андерсон Д. Открытие электрона. М., 1968 г.
15. Дорфман Я. Г. Всемирная история физики. М., 1979 г.
Отчёт: предоставить конспекты научных текстов в письменном виде.


Тема 3.3. Действие магнитного поля на токи и заряды
Самостоятельная работа № 12. Подготовка реферата по одной из заданных тем
Цель: научиться давать сжатое, краткое изложение основного содержания первичных текстов оригинала (статей, книг, монографий, брошюр) по заданной проблеме.
Задание №1
Текст задания: написать реферат на заданную тему.
Написать реферат по одной из заданных тем:
Закон Кулона для магнитных полюсов.
Ферромагнетизм.
Антиферромагнетизм.
Ферримагнетизм.
Гиромагнитные эффекты.
Значение экспериментов Фарадея.
Роль Ампера в развитии теории магнетизма.
Сплавы магнитных переходных металлов.
Сущность электромагнитной теории Максвелла.
О магните, магнитных телах и большом магните Земли.
Магнитное поле и его свойства.
Способы измерения переменных электрических и магнитных полей.
Фазовые переходы в магнетиках.
Магнитооптические явления.
Гальваномагнитные явления.
Термомагнитные явления.
Векторный потенциал.
Теория магнетизма: зарождение и развитие.
Магнитное поле Земли.
Магнитные свойства веществ и их использование.
Явление гистерезиса в физике.
Закон Ампера и его использование в магнитоэлектрических приборах.
Сила Лоренца и ее применения.
Экспериментальное исследование электромагнитной индукции.
Магнитная запись информации: физические принципы и технологии.
Электромагниты: устройство и применение.
Кинескоп: история изобретения, принцип действия и применение.
Осциллографы: устройство и применение.
Токи Фуко и их применение.

Список рекомендуемой литературы и источников:
1. Гершензон Е. М., Малов Н. Н., Мансуров А. Н. Электродинамика. М., 2002 г.
2. Детлаф А. А., Яворский Б. М., Милковская Л. Б. Курс физики, т. 2. Электричество и магнетизм. М., 1977 г.
3. Калашников С. Г. Электричество. М., 2003 г.
4. Путилов К. А. Курс физики, т. 2. Учение об электричестве. M., 1963 г.
5. Савельев И. В. Курс общей физики, т. 2. Электричество. М., 1970 г.
6. Сивухин Д. В. Общий курс физики, т. 3. Электричество. М., 1977 г.
7. Фриш С. Э., Тиморева А. В. Курс общей физики, т. 2. Электрические и электромагнитные явления. Л., 1962 г.
8. Зисман Г. А., Тодес О. М. Курс общей физики, т. 2. Электричество и магнетизм. М., 1972 г.
9. Дмитриева В. Ф. Физика. М., 2005 г.
10. Зильберман Г. Е. Электричество и магнетизм. М., 1970 г.
11. Смайт В. Электростатика и электродинамика. М., 1954 г.
12. Спасский Б. И. История физики в 2-х ч. М., 1977 г.
13. Дуков В. М. Электродинамика (история и методология макроскопической электродинамики). М., 1975 г.
14. Андерсон Д. Открытие электрона. М., 1968 г.
15. Дорфман Я. Г. Всемирная история физики. М., 1979 г.
Отчёт: предоставить реферат в письменном виде.


Тема 3.4. Электромагнитная индукция
Самостоятельная работа № 13. Составление сводной таблицы по разделу «Электромагнетизм»
Цель: научиться обобщать и систематизировать учебную информацию, извлеченную из некоторого раздела.
Задание №1
Текст задания: составить сводную таблицу по разделу «Электромагнетизм».
Составить сводную таблицу по разделу «Электромагнетизм» по следующему образцу:

Формулы
Обозначения
Единицы и
значения
величин

Магнитный момент контура с током
pm = IS
pm – магнитный момент
S – площадь контура
1 А(м2
1 м2

Закон Био-Савара-Лапласа
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415– вектор магнитной индукции
I – сила тока
13 EMBED Equation.3 1415 – вектор, совпадающий с элементарным участком тока
13 EMBED Equation.3 1415– вектор, проведенный от элемента тока в точку измерения 13 EMBED Equation.3 1415
(0 – магнитная постоянная
1 Тл
1 А

1 м

1 м

4((10-7 Тл(м/А

Вращательный момент, действующий на контур с током в магнитном поле



Индукция магнитного поля бесконечного прямого провода с током



Индукция магнитного поля в центре кругового тока



Теорема о циркуляции вектора магнитной индукции (закон полного тока)



Индукция магнитного поля бесконечно длинного соленоида



Индукция магнитного поля тороида



Напряженность магнитного поля



Вектор намагниченности



Относительная магнитная
проницаемость



Индукция магнитного поля в
магнетике



Закон Ампера



Сила Лоренца



Магнитный поток



Основной закон электромагнитной индукции



Магнитный поток контура с током



Индуктивность соленоида



ЭДС самоиндукции



Магнитная энергия катушки с током



Плотность энергии магнитного поля



Энергия магнитного поля двух
связанных контуров с током




Список рекомендуемой литературы и источников:
1. Гершензон Е. М., Малов Н. Н., Мансуров А. Н. Электродинамика. М., 2002 г.
2. Детлаф А. А., Яворский Б. М., Милковская Л. Б. Курс физики, т. 2. Электричество и магнетизм. М., 1977 г.
3. Калашников С. Г. Электричество. М., 2003 г.
4. Путилов К. А. Курс физики, т. 2. Учение об электричестве. M., 1963 г.
5. Савельев И. В. Курс общей физики, т. 2. Электричество. М., 1970 г.
6. Сивухин Д. В. Общий курс физики, т. 3. Электричество. М., 1977 г.
7. Фриш С. Э., Тиморева А. В. Курс общей физики, т. 2. Электрические и электромагнитные явления. Л., 1962 г.
8. Зисман Г. А., Тодес О. М. Курс общей физики, т. 2. Электричество и магнетизм. М., 1972 г.
9. Дмитриева В. Ф. Физика. М., 2005 г.
10. Зильберман Г. Е. Электричество и магнетизм. М., 1970 г.
11. Смайт В. Электростатика и электродинамика. М., 1954 г.
Отчёт: предоставить сводную таблицу в письменном виде.











13PAGE 15


13PAGE 14415









Логотип колледжа_1Root Entry