МИНОБРНАУКИ РОССИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Алтайский государственный университет»

Физпрактикум

рабочая программа дисциплины
Закреплена за кафедройКафедра общей и экспериментальной физики
Направление подготовки10.03.01. Информационная безопасность
ПрофильБезопасность автоматизированных систем (в сфере профессиональной деятельности)
Форма обученияОчная
Общая трудоемкость3 ЗЕТ
Учебный план10_03_01_Информационная безопасность_БАС-1-2021
Часов по учебному плану 108
в том числе:
аудиторные занятия 32
самостоятельная работа 76
Виды контроля по семестрам
зачеты: 2

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр) 1 (2) Итого
Недель 22
Вид занятий УПРПДУПРПД
Лабораторные 32 54 32 54
Сам. работа 76 270 76 270
Итого 108 324 108 324

Программу составил(и):
канд.пед.наук, доцент Шимко Е.А.

Рецензент(ы):
канд. физ.-мат.наук, доцент Рудер Д.Д.

Рабочая программа дисциплины
Физпрактикум

разработана в соответствии с ФГОС:
Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования по направлению подготовки 10.03.01 Информационная безопасность (уровень бакалавриата) (приказ Минобрнауки России от 17.11.2020г. №1427)

составлена на основании учебного плана:
10.03.01 Информационная безопасность
утвержденного учёным советом вуза от 27.04.2021 протокол № 6.

Рабочая программа одобрена на заседании кафедры
Кафедра общей и экспериментальной физики

Протокол от 15.06.2021 г. № 11
Срок действия программы: 2021-2022 уч. г.

Заведующий кафедрой
д.ф.-м.н., проф. Плотников В.А.

Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году

Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2021-2022 учебном году на заседании кафедры

Кафедра общей и экспериментальной физики

Протокол от 15.06.2021 г. № 11
Заведующий кафедрой д.ф.-м.н., проф. Плотников В.А.

1. Цели освоения дисциплины

1.1.формирование у будущих специалистов теоретических знаний и практических навыков для решения широкого спектра задач в различных областях;
формирование понимания ценностно-смысловой ориентации, гражданственности и самосовершенствования;
научить проводить физические измерения, обрабатывать полученные результаты, составлять прогнозы возможного развития ситуации, сформировать навыки постановки экспериментальных исследований и измерений и оценки погрешности контрольных измерений;
научить использовать физические законы при анализе и решении проблем профессиональной деятельности;
обучение способности к познавательной деятельности, абстрактному и критическому мышлению, принятию нестандартных решений и способности работать самостоятельно

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл (раздел) ООП: Б1.О.04

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОПК-11: Способен проводить эксперименты по заданной методике и обработку их результатов;
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
3.1.Знать:
3.1.1.- основные физические величины и характеристики процессов и явлений, связи между физическими характеристиками явлений и процессов, области применимости количественных соотношений между физическими характеристиками, физические теории, позволяющие объяснять результаты;
- методы статистической обработки результатов измерения в общем физическом практикуме.
3.2.Уметь:
3.2.1.− использовать математический аппарат для освоения теоретических основ и практического использования физических методов;
− использовать законы сохранения, фундаментальные физические закономерности;
− пользоваться теоретическими основами, основными понятиями, законами и моделями физики.
3.3.Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
3.3.1.- навыками постановки экспериментальных исследований, измерения и оценки погрешности измерений;
- современными методами обработки и анализа данных, полученных при теоретических и экспериментальных исследованиях, в том числе с использованием ПК и прикладных программных средств компьютерной графики

4. Структура и содержание дисциплины

Код занятия Наименование разделов и тем Вид занятия Семестр Часов Компетенции Литература
Раздел 1. Механика. Молекулярная физика
1.1. Обработка и визуализация данных физических экспериментов с помощью пакета Origin и др Лабораторные 2 1 Л2.1, Л1.1, Л3.1, Л2.2, Л1.2, Л1.3, Л1.4, Л2.3, Л2.4, Л1.5
1.2. Планирование научного эксперимента и обработка экспериментальных данных Лабораторные 2 1 Л2.1, Л1.1, Л3.1, Л2.2, Л1.2, Л1.3, Л1.4, Л2.3, Л3.2, Л1.5
1.3. Движение тела брошенного под углом к горизонту Лабораторные 2 4 Л2.1, Л1.1, Л3.1, Л2.2, Л1.2, Л1.3, Л1.4, Л2.3, Л3.2, Л2.4, Л1.5
1.4. Измерение скорости полета пули с помощью баллистического маятника Лабораторные 2 2 Л2.1, Л1.1, Л3.1, Л2.2, Л1.2, Л1.3, Л1.4, Л2.3, Л3.2, Л2.4, Л1.5
1.5. Определение модуля Юнга из растяжения проволоки. Лабораторные 2 2 Л2.1, Л1.1, Л3.1, Л2.2, Л1.2, Л1.3, Л1.4, Л2.3, Л3.2, Л2.4, Л1.5
1.6. Определение коэффициента вязкости жидкости капиллярным вискозиметром Лабораторные 2 2 Л2.1, Л1.1, Л3.1, Л2.2, Л1.2, Л1.3, Л1.4, Л2.3, Л3.2, Л1.5
1.7. Определение Ср /Сv для воздуха методом Клемана и Дезорма Лабораторные 2 2 Л2.1, Л1.1, Л3.1, Л2.2, Л1.2, Л1.3, Л1.4, Л2.3, Л3.2, Л2.4, Л1.5
1.8. Определение средней длины свободного пробега и эффективного диаметра молекул воздуха Лабораторные 2 2 Л2.1, Л3.1, Л2.2, Л2.3, Л3.2, Л2.4, Л1.5
1.9. Определение изменения энтропии воздуха статистическим и термодинамическим способами Лабораторные 2 2 Л2.1, Л3.1, Л2.2, Л2.3, Л3.2, Л2.4, Л1.5
1.10. Обработка экспериментальных данных, составление отчета по лабораторной работе, ответ на контрольные вопросы Сам. работа 2 90 Л2.1, Л3.1, Л2.2, Л2.3, Л3.2, Л2.4, Л1.5
Раздел 2. Колебания и волны. Электричество и магнетизм
2.1. Определение момента инерции махового колеса методом свободных колебаний. Лабораторные 2 2 Л2.1, Л3.1, Л2.2, Л1.2, Л1.3, Л1.4, Л2.3, Л3.2, Л2.4, Л1.5
2.2. Определение моментов инерции различных тем методом крутильных колебаний Лабораторные 2 2 Л2.1, Л3.1, Л2.2, Л1.2, Л1.3, Л1.4, Л2.3, Л3.2, Л2.4, Л1.5
2.3. Механические колебания Лабораторные 2 4 Л2.1, Л3.1, Л2.2, Л1.2, Л1.3, Л1.4, Л2.3, Л3.2, Л2.4, Л1.5
2.4. Изучение связанных колебаний Лабораторные 2 2 Л2.1, Л3.1, Л2.2, Л1.2, Л1.3, Л1.4, Л2.3, Л2.4, Л1.5
2.5. Измерение сопротивлений с помощью моста Уитстона Лабораторные 2 2 Л2.1, Л3.1, Л2.2, Л1.2, Л1.3, Л1.4, Л2.3, Л2.4, Л1.5
2.6. Определение горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли Лабораторные 2 2 Л2.1, Л1.1, Л3.1, Л2.2, Л1.2, Л1.3, Л1.4, Л2.3, Л2.4, Л1.5
2.7. Переходные процессы в системе с конденсатором Лабораторные 2 2 Л2.1, Л1.1, Л3.1, Л2.2, Л1.2, Л1.3, Л1.4, Л2.3, Л2.4, Л1.5
2.8. Исследование зависимости полезной мощности и КПД источника тока от его нагрузки Лабораторные 2 2 Л2.1, Л1.1, Л3.1, Л2.2, Л1.2, Л1.3, Л1.4, Л2.3, Л3.2, Л2.4, Л1.5
2.9. Обработка экспериментальных данных, составление отчета по лабораторной работе, ответ на контрольные вопросы Сам. работа 2 90 Л2.1, Л1.1, Л3.1, Л2.2, Л1.2, Л1.3, Л1.4, Л2.3, Л2.4, Л1.5
Раздел 3. Оптика. Атомная физика. Ядерная физика
3.1. Определение фокусного расстояния собирающей и рассеивающей линз Лабораторные 2 2 Л2.1, Л1.1, Л3.1, Л2.2, Л1.2, Л1.3, Л1.4, Л2.3, Л2.4, Л1.5
3.2. Определение длины световой волны с помощью колец Ньютона Лабораторные 2 2 Л2.1, Л1.1, Л3.1, Л2.2, Л1.2, Л1.3, Л1.4, Л2.3, Л2.4, Л1.5
3.3. Определение длин волн излучения ртутной лампы с помощью бипризмы Френеля и двойной щели Лабораторные 2 2 Л2.1, Л1.1, Л3.1, Л2.2, Л1.2, Л1.3, Л1.4, Л2.3, Л2.4, Л1.5
3.4. Изучение Фраунгоферовой дифракции света Лабораторные 2 4 Л2.1, Л1.1, Л3.1, Л2.2, Л1.2, Л1.3, Л1.4, Л2.3, Л2.4, Л1.5
3.5. Изучение оптических голограмм Лабораторные 2 1 Л2.1, Л1.1, Л3.1, Л2.2, Л1.2, Л1.3, Л1.4, Л2.3, Л2.4, Л1.5
3.6. Изучение поляризованного света Лабораторные 2 1 Л2.1, Л1.1, Л3.1, Л2.2, Л1.2, Л1.3, Л1.4, Л2.3, Л1.5
3.7. Исследование поля напряжений в прозрачных твердых телах методом фотоупругости Лабораторные 2 1 Л2.1, Л1.1, Л3.1, Л2.2, Л1.2, Л1.3, Л1.4, Л2.3, Л2.4, Л1.5
3.8. Изучение законов теплового излучения Лабораторные 2 2 Л2.1, Л1.1, Л3.1, Л2.2, Л1.2, Л1.3, Л1.4, Л2.3, Л2.4, Л1.5
3.9. Изучение спектра атома водорода Лабораторные 2 3 Л2.1, Л1.1, Л3.1, Л2.2, Л1.2, Л1.3, Л1.4, Л2.3, Л2.4, Л1.5
3.10. Обработка экспериментальных данных, составление отчета по лабораторной работе, ответ на контрольные вопросы Сам. работа 2 90 Л2.1, Л1.1, Л3.1, Л2.2, Л1.2, Л1.3, Л1.4, Л2.3, Л2.4, Л1.5

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания
1.Собеседование (допуск к лабораторной работе):
а. Какие величины измеряются и как?
б. Какие величины расчитываются и как?
2. Типовой расчет
3. Выполнение расчетно-графических работ
4. Защита лабораторных работ
5.2. Темы письменных работ (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)
ФЕДЕРАЛЬНЫМ ГОСУДАРСТВЕННЫМ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫМ СТАНДАРТОМ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ПО НАПРАВЛЕНИЮ
ПОДГОТОВКИ 090900 "Информационная безопасность" и РУП не предусмотрены
5.3. Фонд оценочных средств
вопросы к защите практической работы
вопросы по разделам дисциплины

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература
6.1.1. Основная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л1.1 Третьяк Л. Н., Воробьев А. Л. ; Под общ. ред. Третьяк Л.Н. Основы теории и практики обработки экспериментальных данных: Учебное пособие для бакалавриата и магистратуры М.: Издательство Юрайт, 2019 // ЭБС "Юрайт" https://biblio-online.ru/book/osnovy-teorii-i-praktiki-obrabotki-eksperimentalnyh-dannyh-438922
Л1.2 А. А. Детлаф, Б.М.Яворский Курс физики: учеб.пособие для втузов М.:Академия, 2007
Л1.3 Копылова О. Курс общей физики: Учебное пособие Ставрополь: Ставропольский государственный аграрный университет, 2017 // ЭБС "Университетская библиотека online" http://biblioclub.ru/index.php?page=book_red&id=484713&sr=1
Л1.4 Зотеев А. В., Зайцев В. Б., Алекперов С. Д. Общая физика: Лабораторные задачи: Учебное пособие для академического бакалавриата М.: Издательство Юрайт, 2019 // ЭБС "Юрайт" https://biblio-online.ru/book/obschaya-fizika-laboratornye-zadachi-438393
Л1.5 Шимко Е.А. Физический практикум [Электронный ресурс]: , https://portal.edu.asu.ru/course/view.php?id=328
6.1.2. Дополнительная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л2.1 Трофимова Т.И. Курс физики: учеб. пособие для инж.-техн. спец. вузов М.: Академия, 2010
Л2.2 Воронов В.К. Современная физика: учеб.пособие для вузов М.:КомКнига, 2005
Л2.3 С. Э. Фриш, А. В. Тиморева Курс общей физики: учебник в 3 т.: учебник СПб.: Лань,, 2009
Л2.4 Л. Г. Деденко, В. В. Керженцев; под ред. А. Н. Матвеева Математическая обработка и оформление результатов эксперимента (в лабораториях общего физического практикума): практикум Изд-во МГУ, 1977
6.1.3. Дополнительные источники
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л3.1 Соломатин К.В. Лабораторный практикум по физике: учеб.пособие к лаборатор.работам по курсу общ.физики Изд-во АлтГУ, 2014
Л3.2 В. В. Мелентьева и др. Физический практикум: механика: учеб. пособие АлтГУ, 2014
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"
Название Эл. адрес
Э1 Физический практикум, автор Шимко Е.А. https://portal.edu.asu.ru/course/view.php?id=328
6.3. Перечень программного обеспечения
Microsoft Excel
OriginLab Origin Pro 8.0
MatLAB 7
MathCAD 14/15
Mathematica 4.0
Microsoft Windows
7-Zip
AcrobatReader
6.4. Перечень информационных справочных систем
www.gpntb.ru/ Государственная публичная научно-техническая библиотека.
www.nlr.ru/ Российская национальная библиотека.
www.nns.ru/ Национальная электронная библиотека.
www.rsl.ru/ Российская государственная библиотека.
http://www.biblioclub.ru/ интернет-портал «Университетская библиотека онлайн»
www.tests.specialist.ru/ Центр компьютерного обучения МГТУ им. Н.Э.Баумана.
www.intuit.ru/ Образовательный сайт

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Аудитория Назначение Оборудование
213К лаборатория общего физпрактикума, лаборатория физики - учебная аудитория для проведения занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации Учебная мебель на 15 посадочных мест; рабочее место преподавателя; доска маркерная 1 шт.; Модульный учебный комплекс МУК - О (2 шт.); модульный учебный комплекс МУК - ОК; модуль-ный учебный комплекс МУК-ЭМ1 (2 шт.); Лаб. Дифракция Фраунгофера; Лаб. Изменение скорости полета пули; Лаб. Изучение законов теплового излучени; Лаб. Кольца Ньютона; Лаб. Маятник "Обербека"; Лаб. Механические колебания; Лаб. Определен.длины своб.пробега молеку; Лаб. Определение вязкости по Паузейлю; Лаб. Определение изменения энтропии возд; Лаб. Определение модуля Юнга; Лаб. Связанные маятники; Лаб.Бипризма Френеля; Лаб. Движ.тела под углом к горизонту; Лаб. Изучение спектров атома водорода; Лаб. Исследо-вание поляризации света; Лаб. Момент инерции махового колеса; Лаб.Определение фокусных расстояний линз; монитор Samsung 17" 795MB (SBBHQ) TCO`03; монитор Samsung 550 S15" 0,28; системный блок Celeron 2260MHz; системный блок Celeron 2.0/845GL/20Gb; латр; микрометр оку-лярный; монохроматор УМ-2; монохро-матор УМ-2; пирометр "Проминь"; сейф; скамья оптическая; скамья оптическая; скамья оптическая; скамья оптическая С0-1; часы настенные В-Тройка 2120; штангенциркуль мет.; электромагнит ЭМ-1; электронно-счетный секундомер; электронно-счетный секундомер; электронно-счетный секундомер; учебное наглядное пособие: "Лабораторный практикум по физике"; учебно-лабораторные стенды по механике, электричеству и магнетизму, оптике.
Помещение для самостоятельной работы помещение для самостоятельной работы обучающихся Компьютеры, ноутбуки с подключением к информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», доступом в электронную информационно-образовательную среду АлтГУ
001вК склад экспериментальной мастерской - помещение для хранения и профилактического обслуживания учебного оборудования Акустический прибор 01021; виброизмеритель 00032; вольтметр Q1202 Э-500; вольтметр универсальный В7-34А; камера ВФУ -1; компьютер Турбо 86М; масспектрометр МРС -1; осциллограф ЕО -213- 2 ед.; осциллограф С1-91; осциллограф С7-19; программатор С-815; самописец 02060 – 2 ед.; стабилизатор 3218; терц-октавный фильтр 01023; шкаф вытяжной; шумомер 00026; анализатор АС-817; блок 23 Г-51; блок питания "Статрон" – 2 ед.; блок питания Ф 5075; вакуумный агрегат; весы; вольтметр VM -70; вольтметр В7-15; вольтметр В7-16; вольтметр ВУ-15; генератор Г-5-6А; генератор Г4-76А; генератор Г4-79; генератор Г5-48; датчик колебаний КВ -11/01; датчик колебаний КР -45/01; делитель Ф5093; измеритель ИМП -2; измеритель параметров Л2-12; интерферометр ИТ 51-30; источник "Агат" – 3 ед.; источник питания; источник питания 3222; источник питания ЭСВ -4; лабораторная установка для настройки газовых лазеров; лазер ЛГИ -21; М-кальк-р МК-44; М-калькул-р "Электроника"; магазин сопротивления Р4075; магазин сопротивления Р4077; микроскоп МБС -9; модулятор МДЕ; монохроматор СДМС -97; мост переменного тока Р5066; набор цветных стекол; насос вакумный; насос вакуумный ВН-01; осциллограф С1-31; осциллограф С1-67; осциллограф С1-70; осциллограф С1-81; осциллоскоп ЕО -174В – 2 ед.; пентакта L-100; пирометр "Промень"; пистонфон 05001; преобразователь В9-1; прибор УЗДН -2Т; скамья оптическая СО 1м; спектограф ДФС -452; спектограф ИСП -51; стабилизатор 1202; стабилизатор 3217 – 4 ед.; стабилизатор 3218; стабилизатор 3222 – 3 ед.; станок токарный ТВ-4; усилитель мощности ЛВ -103 – 4 ед.; усилитель У5-9; центрифуга ВЛ-15; частотомер Ч3-54А; шкаф металлический; эл.двигатель; электродинамический калибратор 11032

8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

Основной целью при изучении дисциплины является стремление показать области применения и формирование у будущих специалистов теоретических знаний и практических навыков по использованию законов физике для широкого спектра задач в различных областях.
Для эффективного изучения теоретической части дисциплины «Физический практикум 1» необходимо:
- построить работу по освоению дисциплины в порядке, отвечающим изучению основных этапов методики эксперимента, согласно темам лабораторных работ;
- систематически проверять свои знания по контрольным вопросам и заданиям;
- усвоить содержание ключевых понятий;
- плотно работать с основной и дополнительной литературой по соответствующим темам контрольных вопросов в лабораторных работах.
Для эффективного изучения практической части дисциплины «Физикческий практикум 1» рекомендуется:
- систематически выполнять подготовку к лабораторным работам по предложенным методическим указаниям ;
- своевременно выполнять лабораторные работы.
- своевременно и систематически защищать результаты своих экспериментальных исследований.
В течение семестра студенты выполняют:
- самостоятельную работу (Case-study - анализ конкретных ситуаций, ситуационный анализ)по подготовке к занятиям физического практикума, выполнение которых контролируется и обсуждается (групповое обсуждение) перед выполнением лабораторных работ (сократический диалог - подразумевающий постановку особых вопросов в процессе беседы, которые способствуют работе мышления, концентрации внимания, адекватной оценке текущей дискуссии и своей в ней роли);
- промежуточные задания, во время лабораторных работ (в форме дискуссий, дебатов)для выявления знаний по основным элементам теории к лабораторным работам или методике проведения экспериментальных заданий;
- построение "дерева решений" для проведения наиболее эфффективного анализа методики эксперимента, непосредственного выполнения экспериментальных исследований в ходе лабораторных работ;
- обсуждают задания лабораторных работ методом "Займи позицию", помогающем выяснить, какой спектр мнений может существовать по обсуждаемому вопросу и предоставляет возможность высказаться каждому, продемонстрировать различные мнения, а затем обосновать свою позицию, найти и выразить самые убедительные аргументы, сравнить их с аргументами других.