№1 хаттама, 11 қыркүйек 2013 ж

5В060400 - «Физика»

мамандығы үшін

«Электр және магнетизм»

СТУДЕНТТЕРГЕ АРНАЛҒАН ПӘННІҢ

ОҚУ ЖҰМЫС БАҒДАРЛАМАСЫ

Семей 2013

Алғы сөз

1 ҚҰРАСТЫРЫЛДЫ

Құрастырушы – «___» _____ 2013 ж. ________ Рахимбердина Анаргуль Турысбековна «Физика» кафедрасының аға оқытушысы
2 ТАЛҚЫЛАНДЫ

2.1 «Физика» кафедрасының отырысында

№ 1 хаттама, 11 қыркүйек 2013 ж.

Кафедра меңгерушісі _______ Маусымбаев С.С.

№ 1 хаттама, ‘______’___________ 2013 ж.

Төраға ________ Батырова К.А.
3 БЕКІТІЛДІ

Университеттің оқу-әдістемелік кеңесінің отырысында құпталып және баспаға ұсынылды

№ __ хаттама, ____ ____________2013 ж.
ОӘК төрағасы ________ Искакова Г.К.
4 Алғаш рет енгізілді

Мазмұны

1. 
   Жалпы мағлұматтар
   
2. 
   Пәннің мазмұны және сабақ түрлері бойынша сағатты жіктеу.
   
3. 
   Курсты оқыту туралы әдістемелік нұсқау
   
4. 
   Курстың форматы
   
5. 
   Курстың саясаты
   
6. 
   Баға қою саясаты
   
7. 
   Әдебиеттер
   

1.1 Оқытушы және пән туралы жалпы мағлұмат

Рахимбердина Анаргуль Турысбековна

Кафедра «Физика»

Байланыс туралы ақпарат – тел. 77-33-58, № 3 оқу корпусы, ауд.

Сабақты жүргізу орыны – 3-ші қабат аудиториялары

Осы пән бойынша кредит саны – 3

1.2 Оқу жұмыс жоспарынан көшірме (1 кесте):

1 кесте – оқу жұмыс жоспарынан көшірме

1 кесте

1.3. Пәннің қысқаша мазмұны: Кіріспе. Тұрақты электр тогы. Кулон заңы. Электростатикалық өрістің потенциалдылығы. Өткізгіштердегі электростатикалық өріс. Диэлектриктердегі электростатикалық өріс. Электростатикалық өріс энергиясы. Электр өрісіндегі күштер. Диэлектриктер. Тұрақты электр тогы. Металдардағы ток тасымалдуашы зарядтардың табиғаты. Термоэлектрлік құбылыстар. Газдардың электрөткізгіштігі. Стационар электр өрісі. Магнетиктердегі магнит өрісі. Магнетиктер. Ферромагнетизм. Электромагниттік индукция және квазистационар айнымалы токтар. Квазистационар айнымалы ток тізбектері. Скин-эффект. Максвелл теңдеулері және электромагниттік толқындардың негізгі қасиеттері. Электромагниттік толқындарды шығару туралы негізгі мәліметтер.

1.4 Осы курстың мақсаты:

- Тәжірибе және ғылыми эксперимент арқылы алынған нәтижелерді жалпылау негізінде теорияның дұрыстығына көз жеткізу.

1.5 Осы пәннің негізгі мақсаты:

- Электромагниттік құбылыстардың негізгі принциптерін, заңдарын және олардың математикалық түрде тұжырымдалуын жеткізу;

- Электромагниттік құбылыстарды тәжірибелік бақылау және экспериментальдық зерттеудің негізгі әдістерімен таныстыру;

- Физикалық шамаларды дәл өлшеу әдістерін, негізгі физикалық қондырғыларда жұмыс істеуді, физикалық экспериментті автоматтандыру принциптерін және тәжірибе нәтижелерін компьютерде өңдеу тәсілдерін үйрету;

- Физикалық идеяларды дұрыс тұжырымдап, сапалы және сандық түрінде есептерді шығаруды үйрету.

1.6 Оқытудың нәтижелері:

Курсты оқығаннан соң студент игеруі қажет:

- негізгі физикалық қондырғыларды пайдаланып, қарапайым тәжірибелік есептерді қойып, олардың нәтижелерін алып, өңдеп және талқылай;

- қарапайым электромагниттік құбылыстардың математикалық моделін құрып және осы модельдерді зерттеу үшін математикалық, компьютерлік тәсілдерді қолдана;

- анықтамаларды, оқу әдебиеттерін қолданып, сонымен қатар қажетті деректерді өзге мәлімет көздерінен тауып, оларды пайдалана;

- физиканың және басқа білім салаларының нақты есептерін шешу барысында электромагниттік құбылыстардың негізгі заңдарын қолдана білуге тиісті.

1.7 Курс пререквизиттері:

1.7.1 механика

1.7.2 молекулалық физика

1.7.3 математикалық анализ

1.8 Курс постреквизиттері:

1.8.1 Оптика

1.8.2 Атомдық физика

1.8.3 Электротехника

1.8.4 Ядролық физика

1.8.5 Электромагниттік өріс теориясы

1.8.6 Кванттық механика

1.8.7 Қатты денелер физикасы

5. ПӘННІҢ МАЗМҰНЫ ЖӘНЕ САБАҚ ТҮРЛЕРІ БОЙЫНША САҒАТТАРДЫ БӨЛУ

Кесте 2

Тақырып аттары	Сағаттар саны					Әдебиеттер
	Дәріс	Зерт.сабақ	Машық. саб.	ОБСӨЖ	СӨЖ
1	2	3	4	5	6
Модуль № 1 Электростатика
Дәріс № 1 Кіріспе. Іргелі өзара әсерлесулердің түрлері. Электромаг-ниттік өзара әсерлесудің табиғаттағы маңызы. Электромагниттік өрістің жалпы сипаттамасы. Зарядталған микробөлшектер. Электрон, протон және нейтрон. Кварктер. Элементер заряд және оның инвариаттығы. Милликен тәжірибесі. Зарядтың сақталу заңы. Тұрақты электр өрісі. Кулон заңы. Электр өрісінің тұрақ-тылығы туралы ағымның физикалық мазмұны және оны қолданудың шектеулері. Кулон заңының әртүрлі қашықтықтар үшін тәжірибе жүзінде тексерілуі. Кавендиш әдісі. Кулон заңының интерпретациясы. Электр өрісінің кернеулігі. Гаусс теоремасы. Кулон заңының дифференциальдық түрде тұжырымдалуы. Машықтану сабағы № 1 Тұрақты электр өрісі. Кулон заңы. Зертханалық сабақ № 1 «Электростатикалық өрісті зерттеу» Өздік жұмыс № 1 Вакуумдағы кейбір электростатикалық өрістерге Гаусс теоремасын қолдану	1	2	1	1,5	4,5	7.1.7-10 тарау, 114-127 б. 7.1.8- 1 бөлім, 18-46 б.
Дәріс № 2 Электростатикалық өрістің потенциалдылығы. Скалярлық потенциал, оның бір мәнді еместігі және нормалануы. Электр өрісіндегі жұмыс. Нүктелік зарядтың, нүктелік зарядтар жүйесінің жұмысы. Кулон заңын тікелей қолдану, потенциальды және Гаусс теоремасын пайдалану. Лаплас және Пуассон теңдеулері. Машықтану сабағы № 2 Электро-статикалық өріс потенциалы. Электр өрісіндегі жұмыс. Өздік жұмыс № 2 Эквипотенциал беттер.	1		1	1,5	4,5	7.1.7-10 тарау, 127-130 б. 7.1.8- 1 бөлім, 75-79 б.
Дәріс № 3 Өткізгіштердегі элек-тростатикалық өріс. Өткізгіш бетінде зарядтардың таралуы. Электростати-калық индукция. Өткізгіш бетінің маңындағы өріс. Зарядтардың беттік тығыздығының беттің қисықтығына тәуелділігі. Зарядтардың өткізгіштен ағып шығуы. Өткізгіш потенциалы және металдық экран. Оңашаланған өткізгіштің сиымдылығы. Өткізгіштер жүйесі. Конденсаторлар, олардың түрлері және сиымдылықтары. Машықтану сабағы № 3 Электро-статикалық өрістегі өткізгіштер. Өздік жұмыс № 3 Кейбір электростатикалық есептерді шешу үшін қолданылатын кескіндеу әдісі.	1		1	1,5	4,5	7.1.7-10 тарау, 138-139 б. 7.1.8-1 бөлім, 52-58 б.
Дәріс № 4 Диэлектриктердегі электро-статикалық өріс. Диэлектрик-тердің поляризациялануы. Полярлы және полярлы емес диэлектриктер. Дипольдің өрісі. Үзіліссіз таралған зарядтардың дипольдік моменті. Поляризацияланғыштық поляризция-ланудың сандық сипаттамасы. Поляри-зацияның электр өрісіне әсері. Байланысқан зарядтар. Байланыстағы зарядтардың беттік және көлемдік тығыздықтары. Диэлектриктердегі электр өрісі үшін Гаусстің электростатикалық теоремасы. Электрлік ығысу векторы және диэлектрлік өтімділік. Машықтану сабағы № 4 Диэлектриктердегі электростатикалық өріс. Өздік жұмыс № 4 Диэлектриктердің шекарасында электр өрісі сызықтарының сынуы. Зертханалық жұмыс № 2 Сегнетоэлектриктердің қасиеттерін зерттеу. Сегнетоэлектриктердегі гистерезис тұзағы.	1	2	1	1,5	4,5	7.1.7 -10 тарау, 133-138 б. 7.1.8-1 бөлім, 59-66 б.
Дәріс № 5 Электростатикалық өріс энергиясы. Дискретті және үзіліссіз таралған зарядтардың өзара әсерлесу энергиясы. Меншікті энергия. Электр өрісі энергиясының көлемдік тығыз-дығы. Беттік зарядтар өрісінің энер-гиясы. Зарядтарлған өткізгіштердің энергиясы. Сыртқы өрістегі дипольдің энергиясы. Электр өрісіндегі күштер. Электр өрісіндегі нүктелік зарядқа, дипольге және үзіліссіз таралған зарядқа әсер ететін күштер. Электр өрісіндегі диэлектрик және өткізгішке әсер ететін күштер. Күштердің энергия үшін өрнектеп есептелуі. Машықтану сабағы № 5 Электростатикалық өріс энергиясы. Электр өрісіндегі күштер. Өздік жұмыс № 5 Полярлы диэлектриктер және олардың поляризацияланғыштық коэффи-циенттерінің температураға тәуелділігі. Сегнетоэлектриктер және пьезоэлектриктер туралы негізгі мағлұматтар.	1		1	1,5	4,5	7.1.7- 10 тарау, 142-145 б. 7.1.8-1 бөлім, 112-119 б.
Модуль № 2 Тұрақты электр тогы.
Дәріс № 6 Тұрақты электр тогы. Тұрақты ток бар кездегі электр өрісі. Ом заңының дифференциалдық түрі. Бөгде электр қозғаушы күштер. Тұйықталған тізбек үшін Ом заңы. Джоуль-Ленц заңы және оның дифференциалдық түрі. Ток жүрген кездегі жасалатын жұмыс және қуат. Сызықты электр тізбектері. Кирхгоф ережелері. Машықтану сабағы № 6 Тұрақты электр тогы. Зертханалық жұмыс № 3 Уитстон көпірі көмегімен өткізгіштердің кедергілерін анықтау Өздік жұмыс № 6 Тұтас ортадағы токтар және оларды пайдалану.	1	2	1	1,5	4,5	7.1.7-11 тарау,146-154 б. 7.1.8-2 бөлім,174-210 б.
Дәріс № 7 Металдардағы ток тасымалдаушы зарядтардың табиғаты. Толмэн және Стюарт тәжірибесі. Электроөткізгіштіктің классикалық тео-риясы және оның қиыншылықтары. Электрөткізгіштіктің температураға тәуелділігі. Асқын өткізгіштік құбы-лысы. Қатты денелердің зоналық тео-риясы туралы түсініктер. Металдардың, шала өткізгіштердің және диэлек-триктердің энергетикалық зоналары. Машықтану сабағы № 7 Металдардағы ток тасымалдаушы зарядтардың табиғаты. Зертханалық сабақ № 4 Металдардың кедергілерінің температураға тәуелділігі Өздік жұмыс № 7 Шала өткізгішті диод және транзистор. Микроэлектроника туралы түсінік.	1	2	1	1,5	4,5	7.1.7-12 тарау, 157-163 б. 7.1.8- 7 бөлім, 435-472 б.
Дәріс № 8 Шала өткізгіштердің меншікті өткізгіштігі. Донорлар мен акцепторлар. Шала өткізгіштер өткізгіштігінің тем-ператураға тәуелділігі. Металдағы шығу жұмысы. Потенциалдардың жапсалық айырымы. Шала өткізгіштер және олар-дың жапсарының түзеткіштік әсері. Тер-моэлектрлік құбылыстар. Жылулық электр қозғаушы күш. Зеебек, Пельтье және Томсон құбылыстары. Металл емес қатты денелердің өткізгіштігі. Газдар-дың элект өткізгіштігі. Иондау және рекомбинация. Иондық көшкін. Тәуелсіз газ разрядтарының негізгі түрлері: солғын, ұшқын, тәж және доғалық разрядтар. Заттың плазмалық күйі. Термоэлектрондық эмиссия. Машықтану сабағы № 8 Контактілі потенциалдар айырмасы. Термоэлектрлік құбылыстар. Зертханалық сабақ № 5 Термо эқк анықтау. Термопараны градиурлеу. Өздік жұмыс № 8 Электролиттердің электр өткізгіштігінің механизмі және оның температураға тәуелділігі.	1	2	1	1,5	4,5	7.1.7-12 тарау, 163-165 б. 7.1.8- 7 бөлім, 459-466 б.
Модуль № 3 Магнит өрісі. Квазистационар айнымалы ток тізбектері. Электромагниттік толқындар.
Дәріс № 9 Стационар магнит өрісі. Ток элементтерінің өзара әсерлесу заңы (Лаплас, Био-Савар-Ампер заңы). Ток элементтерінің өзара әсерлесу заңының өрістік интерпретациясы. Ампер тәжірибесі. Магнит индукциясының век-торы. Био-Савар-Лаплас заңы. Магнит өрісінің салыстырмалық табиғаты. Ам-пер заңы. Стационар жағдайдағы магнит индукциясы векторының циркуляциясы туралы теорема, толық ток заңы. Магнит өрісінің құйындылығы. Магнит индук-циясы векторы. Машықтану сабағы № 9 Магнит өрісі. Био-Савар-Лаплас заңы. Зертханалық сабақ № 6 Жердің магнит өрісінің кернеулігінің горизонталь құраушысын анықтау. Өздік жұмыс № 9 Холл эффектісі.	1	1	1	1,5	4,5	7.1.7- 13 тарау, 166-175 б. 7.1.8- 3 бөлім, 213-241 б.
Дәріс № 10 Магнетиктердегі магнит өрісі. Магнетиктер және олардың түрлері. Тұйықталған элементар токтың магнит өрісі. Магнителу механизмдері, молекулалық, көлемдік және беттік токтар. Магнетиктердегі өріс. Магнит өрісінің кернеулігі. Тұрақты магниттер. Магнит өрісінің векторлары үшін шекаралық шарттар. Магниттік өтім-ділікті және магнетик ішіндегі өріс кернеулігі мен индукциясын өлшеу. Магниттік экрандау. Магнит өрісіндегі күштер. Лоренц күші. Зарядталған бөлшектердің электромагниттік өрі-сінде қозғалуы. Ампер заңы. Ток пен магниттік моментке әсер ететін күштер және күш моменттері. Сығылмайтын магнетиктерге әсер ететін көлемдік күшке және осы күштердің энергия үшін өрнектеп есептеу. Холл эффектісі. Машықтану сабағы № 10 Магнетиктердегі магнит өрісі. Лоренц күші. Ампер заңы. Зертханалық сабақ № 6 Холл датчигі көмегімен магнит өрісі индукциясын өлшеу. Өздік жұмыс № 10 Магнетиктер. Диа- және парамагнетиктер.	1	2	1	1,5	4,5	7.1.7- 12 тарау,157-164 б. 7.1.8- 3 бөлім, 302-303 б.
Дәріс № 11 Ферромагнетизм. Гистерезис тұзағы. Ферромагнетиктердің қасиетте-рінің температураға тәуелділігі. Ферро-магнетизм. Домендер. Қайта магниттелу механизмдері. Гиромагниттік эффекті-лер. Атомдар мен электрондардың механикалық және магниттік момент-терінің арасындағы қатынастар. Эйнштейн-де Гааз және Барнетт эффектілері. Антиферромагнетизм және ферри-магнетизм туралы түсініктер. Машықтану сабағы № 11 Заттағы магнит өрісі. Зертханалық сабақ № 7 Сұйықтың диэлектрлік өтімділігін өткізгіш қос сым арқылы анықтау. Өздік жұмыс № 11 Лармор прецессиясы. Парамагниттік қабілеттіктің температураға тәуелділігі. Кюри заңы.	1	2	1	1,5	4,5	7.1.7- 15 тарау, 190-195 б. 7.1.8- 3 бөлім, 304-308 б.
Дәріс № 12 Электромагниттік индукция және квазистационар айнымалы токтар. Қозғалыстағы өткізгіштердегі индук-циялық токтар. Фарадейдің электро-магниттік индукция заңы және оның дифференциальдық түрде тұжырым-далуы. Ленц ережесі. Өздік және өзара индукция құбылыстары. Магнит өрісінің энергиясы. Магнит өрісі энергиясының тығыздығы. Машықтану сабағы № 12 Магнит өрісінің энергиясы. Магнит өрісі энергиясының тығыздығы. Өздік жұмыс № 12 Трансформаторлар және автотрансформаторлар.	1		1	1,5	4,5	7.1.7 – 14 тарау, 181-188 б. 7.1.8- 3 бөлім, 264-271 б.
Дәріс № 13 Квазистационар айнымалы ток тізбектері. Айнымалы бөгде электр қозғаушы күші, кедергісі, сиымдылығы және индуктивтілігі бар тізбек. Импеданс. Векторлық диаграммалар әдісі. Комплекстік амплитудалар әдісі. Айнымалы ток тізбегіндегі резонанс құбылыстары. Магниттік тізбектерді есептеу. Айнымалы токтың жұмысы мен қуаты. Жүкті генератормен келістіру. Фуко токтары. Синхрондық және асинхрондық двигательдердің жұмыс істеу принципі. Үш фазалы ток туралы негізгі мәліметтер. Скин-эффекті, оның заңдылықтары, омдық кедергі мен өткізгіштің индуктивтілігіне әсері туралы негізгі мағлұматтар. Машықтану сабағы № 13 Квази-стационар айнымалы ток тізбектері. Өздік жұмыс № 13 Төменгі, жоғары жиіліктердегі және жолақ сүзгілер, оларды жүзеге асырудың физикалық принциптері туралы негізгі мағлұматтары.	1		1	1,5	4,5	7.1.7- 17 тарау, 203-209 б. 7.1.8-10 бөлім, 573-582 б.
Дәріс № 14 Максвелл теңдеулері және электромагниттік толқындардың негізгі қасиеттері. Ығысу тогы. Максвелл теңдулерінің жүйесі және жеке теңдеу-лердің физикалық мағыналары. Элек-тромагниттік өріс энергиясының сақталу заңы. Энергия ағынының тығыздығы. Умов-Пойтинг векторы. Электромагнит-тік энергияның бағыттаушы сымдардың бойымен қозғалысы. Машықтану сабағы № 14 Максвелл теңдеулері. Зертханалық сабақ № 8 контурдағы өшетін тербелістерді зерттеу. Өздік жұмыс № 14 Скин-эффектінің техникада қолданылуы.	1	2	1	1,5	4,5	7.1.7- 16 тарау, 200-202 б. 7.1.8 – 4 бөлім, 346-370 б.
Дәріс № 15 Электромагниттік толқындарды шығару туралы негізгі мәліметтер. Вакуумдағы жазық электро-магниттік толқындар. Толқын өрісінің векторлары және олардың арасындағы қатынастар. Фазалық жылдамдық. Тол-қын энергиясы ағынының тығыздығы. Электромагниттік толқындардың қолда-нылуы. Бір инерциалдық координаталар жүйесінен екінші жүйеге көшкен кезде электромагниттік өрістің түрленуі. Максвелл теңдеулерінің Лоренц түр-лендірулеріне қарағанда инвариант-тылығы. Машықтану сабағы № 15 және электромагниттік толқындардың негізгі қасиеттері Өздік жұмыс № Сызықты осциллятордың шығаратын электромагниттік толқынының өрісін бейнелеу	1		1	1,5	4,5	7.1.7- 17 тарау, 203-209 б. 7.1.8-10 бөлім, 544-561 б.

3. ПӘНДІ ОҚЫТУҒА АРНАЛҒАН ӘДІСТЕМЕЛІК НҰСҚАУЛАР

Курсты оқыған кезде берілген тақырыптың негізгі жағдайларын қарастыруға баса назар аудару керек, осы мақсатта пәннің оқу-әдістемелік кешенін ұсынып отырмыз, ол студенттердің оқулықпен жұмыс істеуін жеңілдетеді. Пәнді оқып меңгеруі үшін студенттің қолында оқулықтар, оқу құралдары, физикадан зертханалық жұмыстарға әдістемелік нұсқаулар бар.

Ең маңыздысы дұрыс оқулық таңдап алу. Бір уақытта бірнеше оқулықты пайдаланудың қажеті жоқ, ұсынылып отырға әдебиеттердің ішінен тек біреуін ғана негізгі етіп алу керек. Басқа оқулықтарды тек қажетті материал болмаған кезде немесе оқулықта қысқаша ғана көрсетілген кезде ғана пайдаланады. Курсты тақырып бойынша, пән бағдарламасына сәйкес оқыған жөн.

Студент барлық аудиториялық сабақтарға және ОКӨБЖ –қа қатысуы міндетті, оқытушымен қосымша сабақ өтуге мүмкіндігі бар.

4. КУРСТЫҢ ФОРМАТЫ

Студент мерзімінде оқытушыға ӨБЖ тапсырмаларын тапсыруы қажет, зертханалық, машықтану сабақтарына дайын болуы керек.

Студент сабақты босататын болса, оның рейтингісі төмендетіледі, сондықтан ол босатылған сабақтар бойынша бақылау жұмысын орындауы қажет.

Студент оқу сабақтарының барлық түрлерінде белсенді жұмыс істеуі қажет, оның жұмысы баллмен бағаланады да, қосылып аралық және қорытынды рейтинг қойылады.

ОКӨБЖ –қа сабақ және өзбетімен жұмыс кезінде қиындық тудырған сұрақтар шығарылады. Егер ондай сұрақтар туындамайтын болса, дәріс бойынша білімін кеңейтіп тереңдетеді, қосымша ғылыми әдебиеттермен танысуына болады.

Студентке қойылатын талаптар:

«Электр және магнетизм» пәні бойынша балдардың бөлінуі

7.1.1. Матвеев А.Н. Электричество и магнетизм: Учебное пособие.-М.: Высшая школа, 2004

7.1.2 Савельев И.В. Жалпы физика курсы II. Алматы Мектеп 77 ж.(аударма)

7.1.3 Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики, ІІІ том М, Высшая школа, 1989 г.

4. 
   Телеснин Р.В., Яковлев В.Ф. курс физики. Электричество. 2-е изд. М., Просвещение, 1969
   
5. 
   Мұқышева М.Қ., Паримбеков З.А., Тұрысбекова Б.Ш. Физика курсы, 1 бөлім:Механика. Молекулалық физика. Электр және магнетизм. Семей, 2009.
   
6. 
   Волькенштейн В.С. Жалпы физика курсының есептер жинағы Алматы, Мектеп, 1974 ж.
   
7. 
   Абдуллаев Ж. Жалпы физика курсы, Ана тілі, 1991 ж..
   

7.1.9. Естекбаев М.Қ., Жумагулов А.Ж., Турысбекова Б.Ш. Электромагнетизм, Семей 1991 ж.

7.2.1. Дж. Орир Физика в 2-х томах ., Москва, Мир, 1981 г.

7.2.2. Берклеевский курс физики 1-6 томы, Москва, Наука, 1971 – 1978.

7.2.3. Чертов А.Г., Воробьев А.А. Задачи по физики. М. Высшая школа, 1988 г.

7.2.4.Белешина А.М. Учебное пособие для самостоятельного обучения решении задач по физики в вузе, Воронеж, ВГУ, 1968 г.

7.2.5 Физический практикум под редакцией Ивероновой В.И., М, Наука, 1968 г.