Предисловие. 
Физика

Предлагаемое читателю учебное пособие представляет собой сборник учебно-методических материалов по курсу общей физики. Основной целью пособия является формирование у студентов целостного представления о физических процессах явлениях, протекающих в природе, а также выработка понимания возможностей современных научных методов познания природы. Большое внимание уделяется корректному определению физических понятий и их взаимосвязям, возникающим при изучении различных физических явлений. Предпочтение отдается наиболее простым физическим моделям, допускающим количественное описание при минимальном знакомстве с математическим аппаратом.

Одной из отличительных черт пособия является подбор и представление материала в форме, удобной для самостоятельной работы студентов. С этой целью теоретическое описание физических явлений снабжено достаточно широким набором задач различной сложности. Большая часть приведенных задач содержит решения. Остальные задачи представлены для самостоятельной работы и предназначены для контроля эффективности изучения текущего материала. В результате овладения представленным материалом у студента формируются знания и умения, необходимые при выполнении профессиональных обязанностей. Приведенные задачи также могут использоваться для подготовки к интернет-тестированию остаточных знаний студентов.

Учебник включает семь глав и одно приложение.

Первая глава «Основные физические и математические понятия» рассматривает принципы описания и измерения физических величин, используемые математические термины и понятия, принятые обозначения физических величин и описание простейших математических операций над величинами, соответствующими основным физическим величинам. Здесь же приводятся некоторые сведения о линейных дифференциальных уравнениях и элементарные понятия о дифференциальных операторах и уравнениях математической физики.

Во второй главе изучаются основы механики: описания различных моделей тел и их состояний в классической механике, а также формулируются основы классической кинематики и динамики. Подробно изучаются уравнения движения, законы сохранения, основы релятивистской механики и принцип относительности в механике.

В третьей главе рассмотрены вопросы механики сплошной среды, также молекулярной физики и термодинамики. Рассмотрены принципы описания жидкостей и газов, основные уравнения кинетической теории газов, уравнение Менделеева-Клапейрона, удельные теплоемкости газов, первое и второе начала термодинамики.

В четвертой главе исследуются явления электростатики и законы постоянного электрического тока. Изучаются закон Кулона, вопросы, связанные с расчетом напряженности электрического поля и потенциалов, теорема Остроградского-Гаусса, эквипотенциальные поверхности, электроемкость и законы Ома в дифференциальной и интегральной формах, взаимодействие системы заряженных частиц.

В пятой главе изучаются законы электромагнетизма. Сюда включаются изучение закона Био-Савара-Лапласа, закона Ампера, законы электромагнитной индукции, расчет магнитного момента контура с током, магнитное ноле внутри соленоида, потенциальная энергия контура с током в магнитном поле.

В шестой главе рассмотрен раздел колебаний и волн. Изучаются гармонический и ангармонический осцилляторы, механические (упругие) волны, физический смысл спектрального разложения, кинематика волновых процессов, нормальные моды, электромагнитные колебания, интерференция и дифракция волн, уравнения Максвелла в интегральной и дифференциальной форме, материальные уравнения, квазистационарные токи, принцип относительности в электродинамике, основы геометрической, волновой и квантовой оптики.

В седьмой главе рассмотрены элементы атомной и ядерной физики, а также изучены основы квантовой механики и физики твердого тела. Изучаются теории Бора для водородоподобного атома, волновые свойства частиц, уравнение Шредиигера для стационарных состояний, квантовые уравнения движения, операторы физических величин, энергетический спектр атомов и молекул, природа химический связи. Кроме того, здесь рассмотрены основы строения атомных ядер, законы радиоактивного распада, физические свойства кристаллов, элементы квантовой статистики, тепловые свойства твердых тел, магнетизм вещества, тепловые, электрические свойства металлов и полупроводников.

В восьмую главу входят приложения: описание основных физических постоянных, рассмотрены множители и приставки для обозначения десятичных кратных и дольных единиц, единицы СИ, имеющие специальное название и приведен ряд важных математических формул, используемых в расчетах основных физических величин.

В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен освоить:

трудовые действия

• основные физические принципы обеспечения безопасности собственной жизни, а также рационального природопользования и охраны окружающей среды.

необходимые умения

• • проводить наблюдения, планирование и выполнение экспериментов;
• • строить гипотезы и основные физические модели;
• • применять полученные знания по физике для объяснения разнообразных физических явлений и свойств веществ;
• • осуществлять практическое использования физических знаний;
• • оценивать достоверность естественнонаучной информации;

необходимые знания

• • о фундаментальных физических законах и принципах, лежащих в основе современной физической картины мира;
• • о наиболее важных открытиях в области физики, оказавших определяющее влияние на развитие техники и технологии;
• • методы научного познания природы;

Учебное пособие предназначено для студентов образовательных учреждений среднего профессионального образования, обучающихся по инженерно-техническим специальностям. Кроме того, благодаря отбору материала, уровню и способу изложения, оно может быть полезно для студентов и преподавателей высших учебных заведений.