Додаток 2

до наказу від 21.05. 2025 р. № 646

 

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ БІОРЕСУРСІВ

І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ УКРАЇНИ

Кафедра фізики

  

                         “ЗАТВЕРДЖУЮ”

                                                       Декан факультету

інформаційних технологій

 

__________________Ігор БОЛБОТ                                                                  

                                “____”_______________2025 р.

                         “СХВАЛЕНО” 

на засіданні кафедри фізики

протокол №7 від “05” 06  2025 р.      в.о. завідувача кафедри фізики

 

 _______________ Борис ГРУДИНІН

 

 

 

”РОЗГЛЯНУТО ” 

                   

Гарант ОП «Комп’ютерні науки» першого

(бакалаврського) рівня вищої освіти

за спеціальністю F3 «Комп’ютерні науки»

 

______________________ Роман РУДЕНСЬКИЙ

 

 

 

 

РОБОЧА ПРОГРАМА

 НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ

 

ФІЗИКА

 

Галузь знань F «Інформаційні технології»

Спеціальність F3 «Комп’ютерні науки»

Освітня програма «Комп’ютерні науки»» першого (бакалаврського) рівня вищої освіти

Факультет інформаційних технологій

Розробник: доцент, канд. фіз.-мат. наук, доцент Гуменюк Ярослав Олександрович

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Київ – 2025 р.

 

Опис навчальної дисципліни  (до 1000 друкованих знаків)

Дисципліна „фізика” являє собою одну з основ теоретичної підготовки, тобто фундаментальну базу, без якої неможливе вивчення дисциплін циклу інженерного профілю. Вивчення фізики забезпечує поглиблення знань студентів про основні властивості матерії, засвоєння методів одержання достовірних даних про фізичні властивості речовин, знання найпростіших методів вимірювання механічних, термічних, електричних, магнітних і оптичних властивостей речовин.

Завдання дисципліни. Надати студентам достатню теоретичну підготовку в області фізики, властивостей речовин та матеріалів, яка дозволить орієнтуватись у потоці наукової і технічної інформації, використовувати в роботі фізичні закони; сформувати у студентів науковий світогляд, розуміння границь застосування фізичних теорій, вміння оцінювати ступінь достовірності результатів експериментальних чи математичних досліджень; початкові навички проведення вимірювань характеристик фізичних тіл.

 

Галузь знань, спеціальність, освітня програма, освітній ступінь

Галузь знань   F3

Освітній ступінь

бакалавр

Спеціальність

F3 «Комп’ютерні науки»

Освітня програма

«Комп’ютерні науки»

Характеристика навчальної дисципліни

Вид

обов’язкова

Загальна кількість годин

210

Кількість кредитів ECTS

7,0

Кількість змістових модулів

6

Курсовий проект (робота)

-

Форма контролю

залік.  екзамен

Показники навчальної дисципліни

 для денної та заочної форм здобуття вищої освіти

 

Форма здобуття вищої освіти

денна

заочна

 Курс (рік підготовки)

1

 

Семестр

1,                  2

 

Лекційні заняття

30 год.,              30 год.

Всього-60 год.

год.

Практичні, семінарські заняття

30 год.,              30 год.

Всього-60 год.

год.

Лабораторні заняття

-

год.

Самостійна робота

30 год.,             60 год.

Всього-60 год.

год.

Кількість тижневих аудиторних годин для денної форми здобуття вищої освіти

4 год.                  4 год.

(по семестрах)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.     Мета, компетентності та програмні результати навчальної дисципліни

Метою навчальної дисципліни “Фізика” є послідовне вивчення студентами основних законів і положень фізики для пізнання загальних закономірностей явищ природи; використання даних законів в оперативному розв’язанні проблем; освітлення можливих прикладних застосувань фізичних методів і приладів у практичній діяльності.

Завдання навчальної дисципліни “Фізика” наступні:

Створення у студентів достатньо широкої підготовки в галузі фізики, володіння фундаментальними поняттями та теоріями класичної та сучасної фізики, що забезпечує їм ефективне опанування спеціальних предметів й подальшу можливість використання фізичних принципів.

У результаті вивчення навчальної дисципліни «Фізика» студент повинен

          знати:

- основні фізичні величини, одиниці їх вимірювань, основи теорії похибок та правила оброблення результатів вимірювань;

- фундаментальні поняття й теорії класичної та сучасної фізики з тим, щоб ефективно опанувати спеціальні навчальні дисципліни та використати знання фізичних закономірностей у майбутній роботі;

-  методи розв'язування практичних фізичних задач та проблем;

- принципи дії приладів, в тому числі електронно-обчислювальної апаратури;

вміти:

- проводити математичну і статистичну обробку результатів вимірювань;

- користуючись фізичними положеннями, законами і теоріями, застосовувати набуті теоретичні та практичні знання внаслідок вивчення спеціальних дисциплін в майбутній роботі із спеціальності;

- пояснювати фізичні процеси та явища, які відбуваються під час роботи різного роду механізмів, що використовуються в практичній діяльності;

- застосовувати сучасні фізичні методи і прилади на практиці.

 

Набуття компетентностей:

здійснюється відповідно до Стандарту вищої освіти затвердженого наказом МОН України від 10.07.2019 р. №962.

інтегральна компетентність (ІК):

 Здатність розв’язувати спеціалізовані задачі та вирішувати практичні проблеми під час професійної діяльності у галузі електроенергетики, електротехніки та електромеханіки або у процесі навчання, що передбачає застосування теорій та методів електротехніки й електромеханіки і характеризуються комплексністю та невизначеністю умов.

·       загальні компетентності (ЗК):

ЗК1. Здатність до абстрактного мислення, аналізу та синтезу.

ЗК2. Здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях, насамперед, пов’язаних з природоохоронною галуззю.

ЗК4. Здатність спілкуватися державною мовою як усно, так і письмово.

ЗК6. Здатність вчитися й оволодівати сучасними знаннями.

ЗК7. Здатність до пошуку, оброблення та аналізу інформації з різних джерел.

ЗК8. Здатність генерувати нові ідеї (креативність).

ЗК9. Здатність працювати в команді.

ЗК10. Здатність бути критичним і самокритичним.

ЗК11. Здатність приймати обґрунтовані рішення.

ЗК12. Здатність оцінювати та забезпечувати якість виконуваних робіт

Програмні результати навчання (ПРН):

Знати основи теорії електромагнітного поля, методи розрахунку електричних кіл та уміти використовувати їх для вирішення практичних проблем у професійній діяльності.

 

2.     Програма та структура навчальної дисципліни

 

1 семестр

Назви змістових модулів і тем

Кількість годин

денна форма

Заочна форма

усього

у тому числі

усього

у тому числі

лек

пр

л

інд

с.р.

л

п

лаб

інд

с.р.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

модуль 1. МЕХАНІКА

Тема 1. Вступ. Кінематика та динаміка поступального руху

8

4

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

Тема 2. Кінематика та динаміка обертального руху

8

2

4

 

 

2

 

 

 

 

 

 

Тема 3. Кінематика та динаміка коливального руху

6

2

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

Тема 4.Сили

8

2

2

 

 

4

 

 

 

 

 

 

Разом за модулем 1

30

10

10

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 модуль 2. МОЛЕКУЛЯРНА ФІЗИКА ТА ТЕРМОДИНАМІКА

Тема 1. Молекулярно-кінетична теорія ідеальних газів

10

4

4

 

 

2

 

 

 

 

 

 

Тема 2. Явища переносу

8

2

2

 

 

4

 

 

 

 

 

 

Тема 3. Основи термодинаміки

12

4

4

 

 

4

 

 

 

 

 

 

Разом за модулем 2

30

10

10

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 модуль 3. ЕЛЕКТРИКА

Тема 1. Електростатичне

поле та його характеристики

14

4

4

 

 

6

 

 

 

 

 

 

Тема 2. Закони постійного струму

16

6

6

 

 

4

 

 

 

 

 

 

Разом за модулем 3

30

10

10

 

 

10

 

 

 

 

 

 

Усього годин за 1 сместр

(М1+ М2+М 3)

90

30

30

 

-

30

 

 

 

 

 

 
                               

 

 

 

2 семестр

 

Назви змістових модулів і тем

Кількість годин

денна форма

Заочна форма

усього

у тому числі

усього

у тому числі

лек

пр

лаб

інд

с.р.

л

п

лаб

інд

с.р.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

модуль 4. ЕЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ

Тема 1. Магнітне поле

14

4

4

 

 

6

 

 

 

 

 

 

Тема 2. Електромагнітна індукція

12

4

2

 

 

6

 

 

 

 

 

 

Тема 3. Електромагнітні коливання і хвилі

14

2

4

 

 

8

 

 

 

 

 

 

Разом за модулем 4

40

10

10

 

 

20

 

 

 

 

 

 

                                                          модуль 5. ОПТИКА

Тема 1. Геометрична оптика

12

2

2

 

 

8

 

 

 

 

 

 

Тема 2. Хвильова оптика

14

4

4

 

 

6

 

 

 

 

 

 

Тема 3. Квантова оптика

14

4

4

 

 

6

 

 

 

 

 

 

Разом за модулем 5

40

10

10

 

 

20

 

 

 

 

 

 

модуль 6. ЕЛЕМЕНТИ ФІЗИКИ АТОМА ТА ЯДРА

Тема 1. Хвильові властивості частинок

8

2

2

 

 

6

 

 

 

 

 

 

Тема 2. Атом

14

4

4

 

 

6

 

 

 

 

 

 

Тема 3. Структура атомного ядра

16

4

4

 

 

8

 

 

 

 

 

 

Разом за модулем 6

40

10

10

 

 

20

 

 

 

 

 

 

Усього годин за 2 сместр

(М4+М 5+М 6)

120

30

30

 

 

60

 

 

 

 

 

 

Усього годин

210

60

60

-

-

60

 

 

 

 

 

 
                           

 

3.     Теми лекцій

 

1 семестр-30 годин лекційних

 

№

з/п

Назва теми

Кількість

годин

модуль 1. МЕХАНІКА

1

Вступ

Предмет фізики. Матерія і рух. Форми руху матерії. Методи фізичних досліджень. Фізика та інші науки. Зв'язок фізики і техніки, їх взаємний вплив. Важливість вивчення фізики для майбутніх фахівців у галузі енергетики агропромислового виробництва. Математичний апарат, як засіб дослідження та відкриття фізичних явищ.

2

2

Тема 1.

1.1. Кінематика та динаміка поступального руху

Параметри руху (радіус-вектор, переміщення, швидкість, прискорення). Прямолінійний і криволінійний рух. Траєкторія. Кінематика поступального руху. Динаміка поступального руху. Сила, маса. Закон збереження кількості руху. Робота, енергія, потужність. Закон збереження енергії.

 

2

3

Тема 2.

1.2. Кінематика та динаміка обертального руху

Параметри руху. Кінематика обертального руху. Момент сили. Момент інерції. Момент інерції матеріальної точки та твердого тіла. Теорема Штейнера. Момент інерції диска, циліндра, стержня відносно різних осей. Робота, енергія, потужність при обертальному русі. Закон збереження моменту кількості руху.

2

4

Тема 3.

1.3. Кінематика та динаміка коливального руху

Маятники. Диференціальні та кінематичні рівняння коливань. Параметри коливань. Вільні коливання. Швидкість, прискорення та енергія коливального руху.Складання коливань. Загасаючі коливання. Диференціальне та кінематичне рівняння коливань. Параметри коливань. Декремент загасання. Коефіцієнт загасання. Час релаксації. Аперіодичні коливання. Вимушені коливання. Параметри коливань. Резонанс. Автоколивання.Хвилі, механізм їх утворення. Рівняння хвилі. Довжина хвилі. Хвильовий вектор. Акустичні хвилі, їх характеристики. Ефект Доплера. Звук, його характеристики.

 

2

5

Тема 4.

1.4. Сили

Консервативні системи. Сила тяжіння. Закон всесвітнього тяжіння. Прискорення вільного падіння. Робота сили тяжіння. Космічні швидкості. Сили пружності. Закон Гука в двох формах запису. Модуль Юнга. Деформації реальних тіл.Сила тертя. Види тертя. Коефіцієнт тертя. Залежність сили тертя від швидкості руху та інших факторів. Внутрішнє тертя. Закон Ньютона для внутрішнього тертя.

 

2

модуль 2. МОЛЕКУЛЯРНА ФІЗИКА ТА ТЕРМОДИНАМІКА

6

Тема 1.

2.1. Молекулярно-кінетична теорія ідеальних газів

Основне рівняння молекулярно-кінетичної теорії ідеальних газів. Молекулярно-кінетична інтерпретація температури. Середня кінетична енергія молекули. Закон рівномірного розподілу енергії за ступенями вільності.

2

7

Закон Максвела про розподіл молекул газу за швидкостями. Дослід Штерна. Розподіл Больцмана. Барометрична формула.

2

8

2.2. Явища переносу

Середнє число зіткнень і середня довжина вільного пробігу молекул.

Градієнт фізичної величини. Дифузія, закон Фіка. Внутрішнє тертя, закон Ньютона. Теплопровідність. Закон Фур'є. Загальна характеристика явищ переносу.

2

9

Тема 3.

2.3. Основи термодинаміки

Робота газу при зміні об’єму. Внутрішня енергія термодинамічної системи. Перший закон термодинаміки, його застосування до різних ізопроцесів у газах.

Теплоємності ідеального газу СР і СV. Робота газу в різних ізопроцесах. Адіабатичний процес. Рівняння Пуасона.

2

10

Направленість процесів природи. Другий закон термодинаміки. Зворотній і незворотній процеси. Цикл Карно. ККД циклу Карно. Фізична причина незворотності процесів природи. Ентропія та її фізичний зміст. Принцип зростання ентропії.

2

модуль 3. ЕЛЕКТРИКА

11

Тема 1.

3.1. Електростатичне поле та його характеристики

Закон Кулона. Електричне поле. Напруженість електричного поля. Напруженість поля точкового заряду. Принцип суперпозиції електричних полів. Графічне зображення електричного поля. Робота в електростатичному полі. Потенціал, різниця потенціалів.

2

12

Електроємність провідника. Конденсатори. Ємність плоского, циліндричного, сферичного конденсаторів. Електроємність Землі. Ємність системи конденсаторів. Енергія системи електричних зарядів. Енергія зарядженого провідника. Енергія, яка накопичена у конденсаторі, її об'ємна густина.

2

13

Тема 2.

3.2. Закони постійного струму

Електричний струм та його характеристики. Сила та густина струму. Е.Р.С. Джерела струму. Падіння напруги та електрорушійна сила.

Закони Ома. Електропровідність, електричний опір. Закон Джоуля-Ленца.

2

14

Закони Кірхгофа. Використання законів Кірхгофа для розрахунку електричних кіл.Закони Ома та Джоуля-Ленца у диференціальній формі.

2

15

Електричний струм в електролітах. Закони Фарадея. Розряди в газах. Струм у вакуумі. Лампові діод та тріод.

2

За 1 семестр - 30 годин лекційних

 

2 семестр-30 годин лекційних

 

№

з/п

Назва теми

Кількість

годин

модуль 4. ЕЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ

1

Тема 1.

4.1. Магнітне поле

Матеріальність магнітного поля. Дія магнітного поля на провідник із струмом. Закон Ампера. Магнітна індукція. Магнітні силові лінії.

2

2

Закон Біо – Савара - Лапласа та його застосування до розрахунку магнітних полів прямолінійного та кільцевого струмів. Напруженість магнітного поля.Рух заряджених частинок у магнітному полі. Сила Лоренца. Ефект Холла.

2

3

Тема 2.

4.2. Електромагнітна індукція

Самоіндукція та взаємоіндукція. Основний закон електромагнітної індукції. Закон Фарадея, правило Ленца. Електронний механізм електромагнітної індукції. Магнітний потік. Індуктивність. Енергія магнітного поля, об'ємна густина енергії.

2

4

Тема 3.

4.3. Електромагнітні коливання і хвилі

Коливання в електричному контурі. Диференціальне та кінематичне рівняння коливань. Параметри коливань. Вільні коливання. Додавання коливань. Загасаючі коливання. Змушені коливання. Резонанс. Автоколивання. Відкритий електричний контур. Вібратор. Рівняння Максвелла. Інтегральні та диференціальні форми запису рівнянь Максвелла.

2

5

Електромагнітні хвилі, їх характеристики. Довжина хвилі. заломлення. Вектор Пойнтінга.Принцип Гюйгенса. Вторинні хвилі. Фронтальні поверхні та промені. Шкала електромагнітних хвиль. Джерела електромагнітних хвиль. Видиме світло.

2

модуль 5. ОПТИКА

6

Тема 1.

5.1. Геометрична оптика

Закони відбивання та заломлення світла. Повне внутрішнє відбивання. Пояснення законів геометричної оптики за допомогою принципу Гюйгенса.

Тема 2.

5.2. Хвильова оптика

Інтерференція хвиль. Інтерференція світла, її особливості. Метод одержання когерентних джерел світла. Інтерференційні схеми. Інтерференція в тонких плівках. Застосування явища інтерференції світла.

2

7

 Дифракція хвиль, її пояснення за допомогою принципу Гюйгенса. Принцип Гюйгенса - Френеля. Дифракція від точкового джерела та в паралельних променях. Дифракція на отворі, диску, щілині. Дифракційна решітка (гратка), її застосування.

2

8

Поляризація світла. Подвійне променезаломлення. Закон Малюса. Поляризація при відбиванні та заломленні світла на границі двох діелектриків. Призма Ніколя. Штучна анізотропія, ефект Керра. Явище обертання площини коливань. Дисперсія світла. Нормальна та анормальна дисперсія. Поглинання світла. Закон Бугера - Ламберта. Коефіцієнт поглинання.

2

9

Тема 3.

5.3. Квантова оптика

Особливості теплового випромінювання. Модель абсолютно чорного тіла. Закон Кірхгофа. Розподіл енергії в спектрі абсолютно чорного тіла. Закони Стефана-Больцмана і Віна. Гіпотеза Планка. Кванти. Оптична пірометрія. 

2

10

Закони зовнішнього фотоефекту. Рівняння Ейнштейна для фотоефекту. Пояснення законів фотоефекту за допомогою квантових уявлень про світло. Застосування фотоефекту.  Досліди Лебедєва. Тиск світла. Квантове пояснення тиску світла. Корпускулярно-хвильовий дуалізм.

2

модуль 6. ЕЛЕМЕНТИ ФІЗИКИ АТОМА ТА ЯДРА

11

Тема 1.

6.1. Хвильові властивості частинок

Гіпотеза де Бройля. Дифракція електронів, досліди Девісона і Джермера. Хвильові властивості електрона, їх застосування. Хвильові властивості частинок.

2

12

Тема 2.

6.2. Атом

Лінійчасті спектри як ключ для розгадування будови атома. Закономірності в спектрі атомарного водню. Планетарна модель атома.

2

13

Постулати Бора. Радіуси стаціонарних орбіт. Енергетичний спектр атома водню. Природа спектральних ліній. Багатоелектронні атоми. Головне, орбітальне і магнітне квантові числа. Спін електрона. Спінове квантове число. Принцип Паулі і розподіл електронів за стаціонарними станами. Спектри атомів і молекул.

2

14

Тема 3.

6.3. Структура атомного ядра

Розміри та склад ядер. Нуклони. Зарядове та масове числа. Ізотопи. Взаємодія нуклонів. Енергія зв'язку. Дефект маси. Закон радіоактивного розпаду. Активність, стала розпаду, період напіврозпаду.

2

15

Штучна радіоактивність. Поділ важких ядер, коефіцієнт розмноження нейтронів. Ланцюгова реакція. Критична маса. Розрахунок величини енергії, що виділяється при поділі ядра. Ізотопи, їх використання. Реакції термоядерного синтезу. Елементарні частинки. Кварки.

2

За 2 семестр - 30 годин лекційних

 

За 2 семестр – 30 годин лекційних.    Всього – 30+30=60 годин лекційних.

 

 

 

 

 

 

 

4.    Теми лабораторних (практичних, семінарських)  занять

 

№

з/п

Назва теми

Кількість

годин

1 семестр

1

Вступ до лабораторного практикуму. Теорія похибок.

2

2

Вимірювальні прилади. КР по теорії похибок.

2

3,4

Виконання робіт побригадно згідно графіку

по 2 год.

5

Здача робіт. Контрольна робота М 1

2

6-8

Виконання робіт побригадно згідно графіку

по 2 год.

9

Здача робіт. Контрольна робота М 2

2

10

Вступ до лабораторного практикуму. Електро-вимірювальні прилади

2

11

Виконання робіт побригадно згідно графіку

по 2 год.

12

Виконання робіт побригадно згідно графіку

2

13

Виконання робіт побригадно згідно графіку

по 2 год.

14,15

Здача робіт. Контрольна робота М 3

2

 

Лабораторних робіт – 30 годин

30

2 семестр

1-4

Виконання робіт побригадно згідно графіку

по 2 год.

5

Здача робіт. Контрольна робота М 4

 

6-9

Виконання робіт побригадно згідно графіку

по 2 год.

10

Здача робіт. Контрольна робота М 5

2

11-14

Виконання робіт побригадно згідно графіку

по 2 год.

15

Здача робіт. Контрольна робота М 6

2

 

Лабораторних робіт – 30 годин

30

За 1 та 2 семестр – 60 годин лабораторних

 

ТЕМАТИКА ЛАБОРАТОРНИХ ЗАНЯТЬ

МОДУЛІ:

1. Механіка

2. Молекулярна фізика та термодинаміка

3. Електрика

4. Електромагнетизм

5. Оптика

6. Елементи фізики атома та ядра

Орієнтовний перелік лабораторних робіт

І семестр

Модуль 1. Механіка

1.1 Визначення прискорення вільного падіння за допомогою математичного  маятника.

1.2 Вивчення законів обертального руху за допомогою маятника Обербека.

1.3 Визначення моменту інерції тіла методом крутильних коливань.

1.4 Перевірка основного рівняння динаміки обертального руху за допомогою маятника  Максвелла.

1.6. Визначення модуля Юнга.

1.10. Визначення прискорення вільного падіння за допомогою оборотного маятника

1.11. Визначення прискорення вільного падіння з кривої залежності періоду коливань фізичного маятника від положення точки підвісу.

 

Модуль 2. Основи молекулярної фізики і термодинаміки.

2.1. Визначення коефіцієнту лінійного розширення твердих тіл.

2.2. Визначення відношення питомих теплоємностей Сp/CV методом Клемана-Дезорма.

2.3. Визначення коефіцієнту внутрішнього тертя за Стоксом.

2.4. Визначення коефіцієнту теплопровідності твердих тіл.

2.5. Визначення зміни ентропії при плавленні олова.

Модуль 3. Електрика

3.1. Дослідження електростатичного поля.

3.2. Визначення омічного опору методом містка Уітстона.

3.3. Дослідження температурної залежності опору металу.

3.4. Визначення е.р.с. гальванічного елемента методом компенсації.

 

Модуль 4. Електромагнетизм

4.1. Вивчення магнітного поля тонкої котушки.

4.2. Визначення горизонтальної складової напруженості магнітного поля Землі за   допомогою тангенс-гальванометра.

4.3. Вимірювання циркуляції напруженості магнітного поля соленоїда.

4.4. Визначення магнітної індукції поля соленоїда балістичним методом.

4.5 Визначення питомого заряду електрона методом магнетрона.

4.6 Визначення логарифмічного декременту загасання коливань фізичного маятника.

4.7. Вивчення електронного осцилографа та дослідження з його допомогою складання  взаємно-перпендикулярних коливань.

 

ІІ семестр

Модуль 5. Оптика

5.1. Визначення довжини хвилі світла за допомогою кілець Ньютона.

5.2. Визначення довжини хвилі світла за допомогою біпризми Френеля.

5.3. Визначення довжини хвилі світла за допомогою дифракційної гратки.

5.4. Перевірка закону Малюса.

5.5. Визначення концентрації оптично-активних речовин поляриметром.

5.6. Визначення сталої Стефана-Больцмана та сталої Планка за допомогою оптичного пірометра.

5.7. Дослідження залежності фотоструму насичення від інтенсивності світла.

5.8. Визначення сталої Планка методом Лукірського.

 

Модуль 6. Елементи квантової механіки, фізики атома та ядра

6.1. Вивчення спектрів випромінювання газів.

6.2. Вивчення оптичного квантового генератора.

6.3. Вивчення залежності опору напівпровідників від температури і визначення енергії активації.

6.4. Визначення концентрації і рухливості носіїв струму в напівпровідниках.

6.5. Дослідження напівпровідникового тріоду.

7.1. Визначення активності радіонукліду.

7.2. Визначення коефіцієнту поглинання γ – променів.

7.3. Визначення періоду напіврозпаду радіоактивного ізотопу

 

Теми практичних занять

30 годин у 1 семестрі

№

з/п

Назва теми

Кількість

годин

1

Модуль 1. Тема 1.

1.1. Кінематика та динаміка поступального руху

Параметри руху (радіус-вектор, переміщення, швидкість, прискорення). Прямолінійний і криволінійний рух. Траєкторія. Кінематика поступального руху.

Динаміка поступального руху. Сила, маса. Закон збереження кількості руху. Робота, енергія, потужність. Закон збереження енергії.

2

2

Тема 2.

1.2. Кінематика та динаміка обертального руху

Параметри руху. Кінематика обертального руху. Момент сили. Момент інерції. Момент інерції матеріальної точки та твердого тіла. Теорема Штейнера. Момент інерції диска, циліндра, стержня відносно різних осей.

2

3

Теорема Штейнера. Момент інерції диска, циліндра, стержня відносно різних осей.

Робота, енергія, потужність при обертальному русі. Закон збереження моменту кількості руху.

2

4

Тема 3.

1.3. Кінематика та динаміка коливального руху

Маятники. Параметри коливань. Вільні коливання. Швидкість, прискорення та енергія коливального руху.

Вимушені коливання. Резонанс.

Хвилі, механізм їх утворення. Рівняння хвилі. Довжина хвилі. Звук, його характеристики.

2

5

Тема 4.

1.4. Сили.

Сила тяжіння. Закон всесвітнього тяжіння.

Сили пружності. Закон Гука в двох формах запису. Модуль Юнга. Деформації реальних тіл.

Сила тертя. Види тертя. Коефіцієнт тертя. Залежність сили тертя від швидкості руху та інших факторів. Внутрішнє тертя. Закон Ньютона для внутрішнього тертя.

2

6

Модуль 2. Тема 1.

2.1. Молекулярно-кінетична теорія ідеальних газів

Основне рівняння молекулярно-кінетичної теорії ідеальних газів. Молекулярно-кінетична інтерпретація температури. Середня кінетична енергія молекули. Закон рівномірного розподілу енергії за ступенями вільності.

2

7

Закон Максвела про розподіл молекул газу за швидкостями. Дослід Штерна. Розподіл Больцмана. Барометрична формула.

2

8

Тема 2.

2.2. Явища переносу

Середнє число зіткнень і середня довжина вільного пробігу молекул.Градієнт фізичної величини. Дифузія, закон Фіка. Внутрішнє тертя, закон Ньютона.Теплопровідність. Закон Фур'є. Загальна характеристика явищ переносу.

2

9

Тема 3.

2.3. Основи термодинаміки

Робота газу при зміні об’єму. Внутрішня енергія термодинамічної системи. Перший закон термодинаміки, його застосування до різних ізопроцесів у газах. Теплоємності ідеального газу СР і СV. Робота газу в різних ізопроцесах. Адіабатичний процес. Рівняння Пуасона.

2

10

Направленість процесів природи. Другий закон термодинаміки. Зворотній і незворотній процеси. Цикл Карно. ККД циклу Карно. Ентропія та її фізичний зміст. Принцип зростання ентропії.

2

11

Модуль 3. Тема 1.

3.1. Електростатичне поле та його характеристики

Закон Кулона. Електричне поле. Напруженість електричного поля. Напруженість поля точкового заряду. Принцип суперпозиції електричних полів. Робота в електростатичному полі. Потенціал, різниця потенціалів.

2

12

Електроємність провідника. Конденсатори. Ємність плоского, циліндричного, сферичного конденсаторів. Електроємність Землі. Ємність системи конденсаторів.

Енергія системи електричних зарядів. Енергія зарядженого провідника. Енергія, яка накопичена у конденсаторі, її об'ємна густина.

2

13

Тема 2.

3.2. Закони постійного струму

Електричний струм та його характеристики. Сила та густина струму. Е.Р.С. Джерела струму. Падіння напруги та електрорушійна сила.

Закони Ома. Електропровідність, електричний опір. Закон Джоуля-Ленца.

2

14

Закони Кірхгофа. Використання законів Кірхгофа для розрахунку електричних кіл.Закони Ома та Джоуля-Ленца у диференціальній формі.

2

15

Електричний струм в електролітах. Закони Фарадея. Розряди в газах. Струм у вакуумі. Лампові діод та тріод.

2

 

Всього у 1 семестрі

30 годин

 

30 годин у 2 семестрі

№

з/п

Назва теми

Кількість

годин

1

Модуль 4. Тема 1.

4.1. Магнітне поле

Дія магнітного поля на провідник із струмом. Закон Ампера. Магнітна індукція. Магнітні силові лінії.

2

2

Закон Біо – Савара - Лапласа та його застосування до розрахунку магнітних полів прямолінійного та кільцевого струмів. Напруженість магнітного поля. Рух заряджених частинок у магнітному полі. Сила Лоренца. Ефект Холла.

2

3

Тема 2.

4.2. Електромагнітна індукція

Основний закон електромагнітної індукції. Закон Фарадея, правило Ленца. Самоіндукція та взаємоіндукція.

Електронний механізм електромагнітної індукції. Магнітний потік. Індуктивність. Енергія магнітного поля, об'ємна густина енергії.

 

2

4

Тема 3.

4.3. Електромагнітні коливання і хвилі

Коливання в електричному контурі. Диференціальне та кінематичне рівняння коливань. Параметри коливань. Вільні коливання. Додавання коливань.

2

5

Загасаючі коливання. Змушені коливання. Резонанс. Автоколивання. Відкритий електричний контур. Вібратор.

Електромагнітні хвилі, їх характеристики. Довжина хвилі. Шкала електромагнітних хвиль.

2

6

Модуль 5. Тема 1.

5.1. Геометрична оптика

Закони відбивання та заломлення світла. Повне внутрішнє відбивання. Пояснення законів геометричної оптики за допомогою принципу Гюйгенса.

2

7

Тема 2.

5.2. Хвильова оптика

Інтерференція хвиль. Інтерференція світла, її особливості. Метод одержання когерентних джерел світла. Інтерференційні схеми. Інтерференція в тонких плівках. Застосування явища інтерференції світла.

2

8

Дифракція хвиль, її пояснення за допомогою принципу Гюйгенса. Принцип Гюйгенса - Френеля. Дифракція від точкового джерела та в паралельних променях. Дифракція на отворі, диску, щілині. Дифракційна решітка (гратка), її застосування.

2

9

Поляризація світла. Подвійне променезаломлення. Закон Малюса. Поляризація при відбиванні та заломленні світла на границі двох діелектриків.

Дисперсія світла. Нормальна та анормальна дисперсія. Поглинання світла. Закон Бугера - Ламберта. Коефіцієнт поглинання.

 

2

10

Тема 3.

5.3. Квантова оптика

Закони теплового випромінювання. Розподіл енергії в спектрі абсолютно чорного тіла. Закони Стефана-Больцмана і Віна. Гіпотеза Планка. Кванти. Оптична пірометрія.

2

11

Закони зовнішнього фотоефекту. Рівняння Ейнштейна для фотоефекту. Пояснення законів фотоефекту за допомогою квантових уявлень про світло. Застосування фотоефекту. Тиск світла. Квантове пояснення тиску світла. Корпускулярно-хвильовий дуалізм.

2

12

Модуль 6. Тема 1.

6.1. Хвильові властивості частинок

Гіпотеза де Бройля. Дифракція електронів. Хвильові властивості електрона. Хвильові властивості частинок.

2

13

Тема 2.

6.2. Атом

Закономірності в спектрі атомарного водню. Планетарна модель атома.

Постулати Бора. Радіуси стаціонарних орбіт. Енергетичний спектр атома водню. Принцип Паулі і розподіл електронів за стаціонарними станами. Спектри атомів і молекул.

2

14

Тема 3.

6.3. Структура атомного ядра

Розміри та склад ядер. Нуклони. Зарядове та масове числа. Ізотопи. Взаємодія нуклонів. Енергія зв'язку. Дефект маси.Закон радіоактивного розпаду. Активність, стала розпаду, період напіврозпаду.

2

15

Поділ важких ядер, коефіцієнт розмноження нейтронів. Ланцюгова реакція. Критична маса.

Ізотопи, їх використання. Реакції термоядерного синтезу. Елементарні частинки. Кварки.

2

 

Всього у 2 семестрі

30    один

 

5.              Теми самостійної роботи

№

з/п

Назва теми

Кількість

годин

 

 

 

І семестр

1

Самостійна підготовка студентів до лабораторних і  практичних занять на протязі семестру

15

2

1.1. Знаходження швидкості та прискорення за заданим рівнянням руху та побудова графіків залежностей x(t), vx(t) та ax(t).

2

3

1.2. Аналогії між поступальним та обертальним рухом.

1

4

1.3. Математичний, фізичний та пружинний маятники: період та частота коливань, диференціальне рівняння гармонічних коливань.

1

5

1.4. Пружні властивості твердих тіл. Діаграми розтягу.

1

6

2.1. Розподіли Максвела та Больцмана. Обчислення швидкості молекули при заданій температурі.

2

7

2.2. Типи теплообміну.

1

8

2.3. Робота газу в ізопроцесах. Знаходження роботи газу та коефіцієнта корисної для заданого циклу.

2

9

3.1. Зображення силових та еквіпотенціальних ліній навколо об’єктів заданої форми, розрахунок напруженості на відстані від  зарядженого тіла.

2

10

3.2. Застосування законів Ома в диференціальній та інтегральній форма. Правила Кірхгофа.

3

Всього самостійної роботи у І семестрі: 30 год.

ІІ семестр

1

Самостійна підготовка студентів до лабораторних і  практичних занять на протязі семестру

15

2

4.1. Розрахунок індукції магнітного поля в точці на відстані від провідника зі струмом.

2

3

4.2. Обчислення роботи для рамки зі струмом, яка обертається в магнітному полі.

2

4

4.3. Коливання в LC-контурі: закони зміни заряду, струму та напруги, частота та період коливань.

1

5

5.1. Побудова зображень в збиральній та розсіювальній лінзах. Хід променів у мікроскопі.

1

6

5.2. Інтерференційні схеми. Інтерференція в тонких плівках.

2

7

5.3. Внутрішній, зовнішній та вентильний фотоефекти. Червона межа фотоефекту для металів.

2

8

6.1. Дифракція електронів, що пройшли прискорюючу різницю потенціалів. Хвиля де Бройля для макроскопічних тіл.

1

9

6.2. Спектри випромінювання та поглинання світла водневоподібними іонами.

2

10

6.3. Ядерні реакції. Елементарні частинки та їх класифікація.

2

Усього самостійної роботи у ІІ семестрі: 30 год.

Усього самостійної роботи у І і ІІ семестрах: 30+30=60 год.

 

 

6.              Методи та засоби діагностики результатів навчання:

-          Залік в 1 та екзамен в 2 семестрах;

-          усне або письмове опитування;

-          модульне тестування;

-          реферати, есе;

-          захист лабораторних та практичних робіт;

-          презентації та виступи на наукових заходах.

 

7. Методи навчання:

-                 словесний метод (лекція);

-                 практичний метод (лабораторні заняття);

-                 робота з навчально-методичною літературою (конспектування);

-                 самостійна робота (виконання завдань).

-                  

8.    Оцінювання результатів навчання.

Оцінювання знань здобувача вищої освіти відбувається за 100-бальною шкалою і переводиться в національну оцінку згідно чинного «Положення про екзамени та заліки у НУБіП України»

 

8.1   Розподіл балів за видами навчальної діяльності

 

Вид навчальної діяльності

Результати навчання

Оцінювання

Модуль 1. Механіка.

Лабораторне заняття 1. Вступ до лабораторного практикуму. Теорія похибок. Вимірювальні прилади.

 

5

Самостійна робота 1

в списку СР

5

Практичне заняття 1. Варіанти задач для виконання домашніх завдань

Задачі по варіанту

5

Лабораторне заняття 2. Лабораторна робота 1. Визначення прискорення вільного падіння за допомогою математичного маятника

КР по теорії похибок.

Звіт по лабораторній роботі

5

Самостійна робота 2

в списку СР

5

Практичне заняття 2

Задачі по варіанту

5

Лабораторне заняття 3. Виконання лабораторної роботи по графіку

Звіт по лабораторній роботі

5

Практичне заняття 3.

Задачі по варіанту

5

Лабораторне заняття 4. Виконання лабораторної роботи по графіку

Звіт по лабораторній роботі

5

Самостійна робота 3

в списку СР

5

Практичне заняття 4.

Задачі по варіанту

5

Лабораторне заняття 5. Виконання лабораторної роботи по графіку

Звіт по лабораторній роботі

5

Практичне заняття 5

Задачі по варіанту.

Модульна контрольна робота 1.

5+25=30

Всього за модулем 1

 

100

Модуль 2

Лабораторне заняття 1. Виконання лабораторної роботи по графіку

Звіт по лабораторній роботі

5

Самостійна робота 4

в списку СР

5

Практичне заняття 1.

Задачі по варіанту

5

Лабораторне заняття 2. . Виконання лабораторної роботи по графіку

Звіт по лабораторній роботі

5

Практичне заняття 2

Задачі по варіанту

5

Лабораторне заняття 3. Виконання лабораторної роботи по графіку

Звіт по лабораторній роботі

5

Самостійна робота 5

в списку СР

5

Практичне заняття 3.

Задачі по варіанту

5

Лабораторне заняття 4. Виконання лабораторної роботи по графіку

Звіт по лабораторній роботі

5

Самостійна робота 6

в списку СР

5

Практичне заняття 4.

Задачі по варіанту

5

Лабораторне заняття 5. Виконання лабораторної роботи по графіку

Звіт по лабораторній роботі

5

Практичне заняття 5

Задачі по варіанту.

Модульна контрольна робота 2.

5+25=30

Всього за модулем 2

 

 

100

Модуль 3

Лабораторне заняття 1. Виконання лабораторної роботи по графіку

Звіт по лабораторній роботі

5

Самостійна робота 7

в списку СР

5

Практичне заняття 1.

Задачі по варіанту

5

Лабораторне заняття 2. . Виконання лабораторної роботи по графіку

Звіт по лабораторній роботі

5

Самостійна робота 8

в списку СР

5

Практичне заняття 2

Задачі по варіанту

5

Лабораторне заняття 3. Виконання лабораторної роботи по графіку

Звіт по лабораторній роботі

5

Самостійна робота 9

в списку СР

5

Практичне заняття 3.

Задачі по варіанту

5

Лабораторне заняття 4. Виконання лабораторної роботи по графіку

Звіт по лабораторній роботі

5

Самостійна робота 10

в списку СР

5

Практичне заняття 4.

Задачі по варіанту

5

Лабораторне заняття 5. Виконання лабораторної роботи по графіку

Звіт по лабораторній роботі

5

Практичне заняття 5

Задачі по варіанту.

Модульна контрольна робота 3.

5+30=35

Всього за модулем 3

 

100

Навчальна робота

(М1 + М2+М3)/3*0,7 ≤ 70

Залік в 1 семестрі

                                                                                30

Всього за курс

(Навчальна робота + залік) ≤ 100

 

2 семестр

Модуль 4

Вступ до практикуму  М4, М5, М6

Виконання  лабораторної роботи по графіку

Звіт по лабораторній роботі

5

Самостійна робота 1

в списку СР

5

Практичне заняття 1. Варіанти задач для виконання домашніх завдань

Задачі по варіанту

5

Лабораторне заняття 2. Виконання  лабораторної роботи по графікую

КР по теорії похибок.

Звіт по лабораторній роботі

5

Практичне заняття 2

 

5

Лабораторне заняття 3. Виконання лабораторної роботи по графіку

Звіт по лабораторній роботі

5

Самостійна робота 2

в списку СР

5

Практичне заняття 3.

Задачі по варіанту

5

Лабораторне заняття 4. Виконання лабораторної роботи по графіку

Звіт по лабораторній роботі

5

Самостійна робота 3

в списку СР

5

Практичне заняття 4.

Задачі по варіанту

5

Лабораторне заняття 5. Виконання лабораторної роботи по графіку

Звіт по лабораторній роботі

5

Практичне заняття 5

Задачі по варіанту.

Модульна контрольна робота 4.

5+35=40

Всього за модулем 4

 

100

                                                            Модуль 5

Виконання  лабораторної роботи по графіку

Звіт по лабораторній роботі

5

Самостійна робота 4

в списку СР

5

Практичне заняття 1. Варіанти задач для виконання домашніх завдань

Задачі по варіанту

5

Лабораторне заняття 2. Виконання  лабораторної роботи по графікую

КР по теорії похибок.

Звіт по лабораторній роботі

5

Самостійна робота 5

в списку СР

5

Практичне заняття 2

 

5

Лабораторне заняття 3. Виконання лабораторної роботи по графіку

Звіт по лабораторній роботі

5

Самостійна робота 6

в списку СР

5

Практичне заняття 3.

Задачі по варіанту

5

Лабораторне заняття 4. Виконання лабораторної роботи по графіку

Звіт по лабораторній роботі

5

Самостійна робота 7

в списку СР

5

Практичне заняття 4.

Задачі по варіанту

5

Лабораторне заняття 5. Виконання лабораторної роботи по графіку

Звіт по лабораторній роботі

5

Практичне заняття 5

Задачі по варіанту.

Модульна контрольна робота 5.

5+30=35

Всього за модулем 5

100

                                                            Модуль 6

Виконання  лабораторної роботи по графіку

Звіт по лабораторній роботі

5

Самостійна робота 8

в списку СР

5

Практичне заняття 1. Варіанти задач для виконання домашніх завдань

Задачі по варіанту

5

Лабораторне заняття 2. Виконання  лабораторної роботи по графікую

КР по теорії похибок.

Звіт по лабораторній роботі

5

Самостійна робота 9

в списку СР

5

Практичне заняття 2

 

5

Лабораторне заняття 3. Виконання лабораторної роботи по графіку

Звіт по лабораторній роботі

5

Самостійна робота 10

в списку СР

5

Практичне заняття 3.

Задачі по варіанту

5

Лабораторне заняття 4. Виконання лабораторної роботи по графіку

Звіт по лабораторній роботі

5

Практичне заняття 4.

Задачі по варіанту

5

Лабораторне заняття 5. Виконання лабораторної роботи по графіку

Звіт по лабораторній роботі

5

Практичне заняття 5

Задачі по варіанту.

Модульна контрольна робота 6.

5+35=40

Всього за модулем 6

100

Навчальна робота

(М4 + М5+М6)/3 *0,7 ≤ 70

Екзамен

                                                       30

30

Всього за 2 семестр

(Навчальна робота + екзамен) ≤ 100

 

 

 

 

8.2.         Шкала оцінювання знань здобувача вищої освіти

Рейтинг здобувача вищої освіти, бали

Оцінка за національною системою

(екзамени/заліки)

90-100

відмінно

74-89

добре

60-73

задовільно

0-59

незадовільно

 

8.3.         Політика оцінювання

Політика щодо дедлайнів та перескладання

роботи, які здаються із порушенням термінів без поважних причин, оцінюються на нижчу оцінку. Перескладання модулів відбувається із дозволу лектора за наявності поважних причин (наприклад, лікарняний).

Політика щодо академічної доброчесності

списування під час контрольних робіт та екзаменів заборонені (в т.ч. із використанням мобільних девайсів). Реферати повинні мати коректні текстові посилання на використану літературу

Політика щодо відвідування

відвідування занять є обов’язковим. За об’єктивних причин (наприклад, хвороба, міжнародне стажування) навчання може відбуватись індивідуально (в он-лайн формі за погодженням із деканом факультету)

 

9.Навчально-методичне забезпечення

-          електронний навчальний курс навчальної дисципліни (на навчальному порталі НУБіП України eLearn - посилання)

-        https://elearn.nubip.edu.ua/course/view.php?id=265

https://elearn.nubip.edu.ua/course/view.php?id=386

-          конспекти лекцій та їх презентації (в електронному вигляді);

-          підручники, навчальні посібники, практикуми;

-          методичні матеріали щодо вивчення навчальної дисципліни для здобувачів вищої освіти денної та заочної форм здобуття вищої освіти.

 

10. Рекомендовані джерела інформації

1.Фізика. Підручник для вищих навчальних закладів. В.В. Бойко, Я.О. Гуменюк, П.П. Ільїн. Рекомендовано до видання Вченою радою НУБіП України як підручник.  Підручник. Видавництво ЛІРА-К, 2019. – 548с.

2.Фізика. Підручник. Рекомендовано до видання Вченою радою НУБіП України як підручник. В.В. Бойко, Г.І. Булах, Я.О.Гуменюк, П.П. Ільїн К.: Ліра-К, 2016. – 468с.

3.Фізика. Навчальний посібник самостійної роботи студентів інженерних  спеціальностей закладів вищої освіти / В.В. Бойко, Я.О. Гуменюк, М.В. Малюта, В.П. Чорній // К.: Видавництво “Ліра-К”, 2022. – 644 с.

4. Практикум з фізики. Рекомендовано до видання Вченою радою НУБіП України (прот.№10 від 26.04.2017р) Навчальний посібник. В.В.Бойко, Відьмаченко А.П., П.П.Ільїн, Я.О.Гуменюк, М.В.Малюта  Київ. Видавництво НУБіП України, 2017. Київ. Видавництво НУБіП України, 2017. 644 с.

 

5. Бойко В.В., Відьмаченко А.П., Гуменюк Я.О., Залоїло І.А., Ільїн П.П., Малюта М.В., Чорній В.П. Фізичний практикум. Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт в змішаному та дистанційному режимі. Київ: Видавничий центр НУБІП України, 2022. 340 с.

 

6.Бойко В. В., Ільїн П. П., Гуменюк Я. О., Чорній В. П., Малюта М. В. Лабораторні роботи з фізики: методичні вказівки до виконання лабораторних робіт. Ч.1. Модулі 1,2,3. Київ : Видавничий центр НУБіП України, 2021. 40 с.

 

7. Бойко В. В., Ільїн П. П., Гуменюк Я. О., Чорній В. П., Малюта М. В. Лабораторні роботи з фізики : методичні вказівки до виконання лабораторних робіт. Ч. ІІ. Модулі 4,5,6. Київ : Видавничий центр НУБіП України, 2021. 30 с.

 

 

Інтернет - джерела

1. Канал Youtube «КАФЕДРА ФІЗИКИ НУБіП УКРАЇНИ»

https://www.youtube.com/channel/UCUQ-x3dx5Lw2SL6w9a6DNDg

Дата звернення: 10.04.2025.

2. Механіка. Основні поняття.

URL: https://www.youtube.com/watch?v=hyEul6F8baw

Дата звернення: 10.04.2025

3. Молекулярна фізика. Початок термодинаміки.

URL: https://www.youtube.com/watch?v=fo2HE2tu_3I

Дата звернення: 10.04.2025

4. Електростатика. Електроємність. Конденсатори.

URL: https://www.youtube.com/watch?v=37E2Gc73HaA

Дата звернення: 10.04.2025

5. Магнетизм. Основи. Електрична і магнітна взаємодії. Індукція магнітного поля.

URL: https://www.youtube.com/watch?app=desktop&v=_jReBOzCFLI

Дата звернення: 10.04.2025

6. Оптика. Основні положення.

URL: https://www.youtube.com/watch?app=desktop&v=v64Vq_k-yHo

дата звернення: 10.04.2024

7. Портал: Фізика – Вікіпедія.

URL: https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BE%D1%80%D1%82%D0%B0%D0%BB:%D0%A4%D1%96%D0%B7%D0%B8%D0%BA%D0%B0

дата звернення: 10.04.2025

 

Остання зміна: вівторок, 7 жовтня 2025, 10:14
Доступність
Скинути все

Шрифти Шрифти

Розмір шрифта Розмір шрифта

1

Колір тексту Колір тексту

Колір тла Колір тла

Кернінг шрифтів Кернінг шрифтів

Видимість картинок Видимість картинок

Інтервал між літерами Інтервал між літерами

0

Висота рядка Висота рядка

1.2

Виділити посилання Виділити посилання

Вирівнювання тексту Вирівнювання тексту

Ширина абзацу Ширина абзацу

0