|
Studiju kursa saturs
|
| Saturs |
Pilna un nepilna laika klātienes studijas |
Nepilna laika neklātienes studijas |
| Kontaktstundas |
Patstāvīgais darbs |
Kontaktstundas |
Patstāvīgais darbs |
| Kinemātika.
Mehānikas priekšmets. Mehānikas iedalījums un pamatmodeļi. Kinemātika un dinamika. Atskaites sistēmas un koordinātu sistēmas. Vektoru un koordinātu metode. Materiāla punkta kustības. Pārvietojums, ātrums un paātrinājums vektoru formā. Trajektorijas jēdziens. Kļūdu teorijas pamati. Mājasdarbs estudijās: apskatāmās tēmas pielietojums. |
2 |
4 |
2 |
6 |
| Dinamika.
Mijiedarbība un tās veidi. Spēks. Masa. Inerciālas atskaites sistēmas. Ņūtona pirmais likums. Impulss. Spēka impulss. Ņūtona otrais un trešais likums. Kustība berzes spēku ietekmē. Darbs. Enerģija. Potenciālā un kinētiskā enerģija. Spēks
un potenciālā enerģija. Enerģijas nezūdamības likums mehānikā. Svārstības, matemātiskais svārsts, atsperes svārsts. Impulss. Rotācijas kustība, impulsa moments un spēka moments. Viļņi. Skaņa. Stāvviļņi. Mājasdarbs estudijās: apskatāmās tēmas pielietojums. |
4 |
6 |
2 |
6 |
| Ideāla šķidruma hidrodinamika.
Hidrodinamikas un aerodinamikas pamatjēdzieni. Ideāla šķidruma modelis. Stacionāra šķidruma plūsma. Šķidruma plūsmas caurules. Plūsmas nepārtrauktības vienādojums. Šķidruma plūsmas pilnā enerģija. Bernulli likums. Dinamiskais spiediens. Mājasdarbs estudijās: apskatāmās tēmas pielietojums. |
2 |
4 |
2 |
6 |
| Viskoza šķidruma hidrodinamika.
Viskoza šķidruma plūsma. Puazeila likums. Lamināra un turbulenta plūsma. Reinoldsa skaitlis. Ķermeņu aptecēšana šķidrumos un gāzēs. Robežslānis. Frontālā pretestība un cēlējspēks. Magnusa efekts. Kontroldarbs: 1.-4. tēmas pielietojumi. |
4 |
4 |
2 |
6 |
| Laboratorijas darbs: Tiešā mērīšana.
Darbā tiek mērīts fizikāls lielums (parasti stienīšu garums, lodīšu diametrs, u.c.), kura vērtība pakļauta fluktācijām un noteicošā mērījuma kļūda ir gadījuma kļūda. Mērāmais lielums tiek mērīts n reizes (n=50-100), tiek aprēķināta mērījuma vidējā vērtība, novirze, vidējā kvadrātiskā novirze. Tiek noteikta vidējās vērtības absolūtā kļūda, ievērojot Stjūdenta koeficientu vērtības attiecīgajam mērījumu skaitam pie ticamības varbūtības 95% un 99%, kā arī mērījuma relatīvā kļūda. Tiek uzzīmēta
histogramma, tā tiek salīdzināta ar normālo sadalījumu, tiek novērtēts, cik lielā mērā attiecīgā fizikālā lieluma vērtības atbilst Gausa sadalījumam. |
4 |
6 |
2 |
6 |
| Laboratorijas darbs: Netiešā mērīšana.
Darbā tiek noteikts fizikāls lielums, kura vērtību nosaka vairāki tiešie fizikālo lielumu mērījumi (vielas blīvums vienkāršas formas ķermenim, izmērot tā masu un lineāros izmērus). Katram tiešajam mērījumam tiek novērtēts dominējošās kļūdas veids (gadījuma/sistemātiskā) un nepieciešamais mērījumu skaits. Tiek aprēķināta rezultāta absolūtā un relatīvā kļūdas no katra atsevišķā tiešā mērījuma kļūdām. Tiek novērtēts, kurš no tiešajiem mērījumiem ienes vislielāko kļūdu rezultātā. |
2 |
4 |
0 |
6 |
| Laboratorijas darbs: Stiepes un lieces deformācija.
Darbā iepazīsimies ar dažādiem deformāciju veidiem. Apgūsim deformāciju pamatlikumus un deformāciju pamatlielumu noteikšanas metodes. Apskatīsim deformāciju lomu sadzīvē un tehnikā. Uzņemsim pētāmā objekta histerēzes līkni, objektu pakāpeniski noslogojot un atslogojot. Noteiksim objekta materiāla Junga moduli. |
2 |
4 |
2 |
6 |
| Laboratorijas darbs: Stoksa likums.
Darbā tiek noteikta glicerīna viskozitāte, mērot tajā krītošu svina lodīšu ātrumu. Uz lodīti darbojas smaguma spēks, Arhimeda cēlējspēks un vides pretestības spēks, kuru nosaka no Stoksa likuma. Lodītei krītot glicerīnā ar konstantu ātrumu, no spēku līdzsvara nosacījuma tiek noteikta glicerīna viskozitāte. Mērījumi tiek veikti vismaz ar 5 lodītēm, kuru diametri ir atšķirīgi. Grafiski tiek attēlots lodīšu krišanas robežātrums atkarībā no lodītes diametra, eksperimentālā atkarība tiek salīdzināta ar teorētisko. Tā kā glicerīna viskozitāte ir stipri atkarīga no temperatūras, darbā iegūtā viskozitātes vērtība tiek salīdzināta ar rokasgrāmatās esošo, īpašu vērību pievēršot temperatūras starpībai starp eksperimentālās iekārtas augšējo un apakšējo daļu. |
2 |
4 |
0 |
6 |
| Termodinamiskās sistēmas un temperatūra.
Vielas struktūra un sakārtotība. Statistiskā un termodinamiskā pieejas vielas uzbūves un procesu aprakstam. Temperatūra un tās mērīšana. Celsija un absolūtās temperatūras skala. Temperatūra kā vielas daļiņu kustības mērs. Termodinamiskās
sistēmas, termiskais līdzsvars un termodinamiskie procesi. Ideālas gāzes stāvokļa vienādojums, Maksvela sadalījums molekulām pa ātrumiem. Mājasdarbs estudijās: apskatāmās tēmas pielietojums. |
2 |
4 |
2 |
6 |
| Termodinamikas likumi.
Pirmais termodinamikas likums. Iekšējā enerģija. Siltuma mašīnas. Karno cikls. Karno teorēma. Otrais termodinamikas likums. Entropija, tās izmaiņa izoprocesos. Entropijas statistiskā interpretācija. Termodinamiskās funkcijas. Mājasdarbs estudijās: apskatāmās tēmas pielietojums. |
4 |
4 |
2 |
6 |
| Reālas gāzes un pārneses procesi gāzēs.
Reālas gāzes. Molekulu mijiedarbības spēki. Reālas gāzes stāvokļa vienādojums. Reālu gāzu iekšējā enerģija. Pārneses procesi gāzēs. Siltumvadītspēja. Viskozitāte. Difūzija. Mājasdarbs estudijās: apskatāmās tēmas pielietojums. |
2 |
4 |
0 |
6 |
| Cietvielas, šķidrumi un fāzu pārejas.
Cietvielu uzbūve un īpašības, kristāliskas, amorfas un stiklveida cietvielas. Cietvielu siltumietilpība: Dilonga-Ptī modelis. Metālu siltumietilpība. Cietvielu termiskā izplešanās. Šķidrumu uzbūve un īpašības. Virsmas enerģija, virsmas spraigums. Termiskā izplēšanās. Pārneses procesi cietās vielās un šķidrumos. Fāzu pārejas. Fāzu līdzsvars. |
4 |
4 |
2 |
6 |
| Laboratorijas darbs: Universālās gāzu konstantes noteikšana.
No kolbas tiek atsūknēts gaiss, pēc tam ar analītiskajiem/elektroniskajiem svariem noteikta gaisa masas izmaiņa. Zinot spiedienu un gaisa temperatūru kolbā, kā arī kolbas tilpumu, iespējams aprēķināt universālās gāzu konstantes vērtību pie dažādiem spiedieniem. |
2 |
4 |
2 |
4 |
| Laboratorijas darbs: Virsmas spraiguma koeficienta noteikšana.
Apskatīsim šķidruma molekulu kustību un molekulārās parādības šķidrumos, virsmas brīvās enerģijas un virsmas spraiguma jēdzienus, šķidruma virsmas stāvokli kapilāros. Noteiksim virsmas spraigumu ar piliena metodi, burbuļa
metodi un kapilārās pacelšanās paņēmienu. |
2 |
4 |
0 |
6 |
| Laboratorijas darbs: Temperatūras mērīšana.
Krāsniņa tiek karsēta un ar dzīvsudraba termometru mērīta temperatūras palielināšanās laikā. Krāsniņā ir ievietots arī termopāris un ar milivoltmetru tiek mērīta termoelektrodzinējspēka izmaiņa. Izmantojot iegūtos datus, iegūstama
termopāra gradācijas līkne un nosakāma īpatnējā termoelektrodzinējspēka vērtība. |
2 |
4 |
2 |
4 |
| Elektriskais lauks.
Elektriskie lādiņi. Kulona likums. SI mērvienību sistēma. Elektriskai lauks. Superpozīcijas princips. Lādiņa enerģija elektriskajā laukā. Potenciāls. Spriegums. Vadītāji elektriskajā laukā. Kondensators, tā kapacitāte. Kondensatoru slēgumi.
Mājasdarbs estudijās: apskatāmās tēmas pielietojums. |
2 |
4 |
0 |
6 |
| Elektriskā strāva.
Strāvas definīcija. Vadītāji, izolatori, pusvadītāji. Strāva gāzēs un elektrolītos. Līdzstrāva. Strāvas blīvums. Oma likums, pretestība, īpatnējā pretestība. Maiņstrāva. R, C, L maiņstrāvas ķēdē. Efektīvās vērtības. Mājasdarbs estudijās: apskatāmās tēmas pielietojums. |
4 |
4 |
2 |
4 |
| Strāvu magnētiskās īpašības.
Magnētiskais lauks ap kustošu lādiņu, strāvas vada elementu un strāvas vada posmu. Bio-Savāra likums. Spēks uz kustošu lādiņu un vada posmu magnētiskajā laukā. Vielu magnētiskās īpašības. Strāvas vadu mijiedarbība. Elektriskie motori. Mājasdarbs estudijās: apskatāmās tēmas pielietojums. |
2 |
4 |
0 |
6 |
| Elektromagnētiskā indukcija, Maksvela vienādojumi, elektromagnētiskie viļņi.
Elektromagnētiskās indukcijas parādība, Faradeja likums, Lenca likums. Virpuļains elektriskais lauks. Spoles induktivitāte. Fuko strāvas, skinefekts. Transformatori. Maksvela vienādojumi, nobīdes strāvas. Elektromagnētiskie viļņi, plakanisks elektromagnētiskais vilnis. |
4 |
4 |
2 |
4 |
| Laboratorijas darbs: Pretestības mērīšana ar voltmetru un ampērmetru.
Tiek uzņemta elektriskas spuldzītes voltampēru raksturlīkne, t.i. strāva atkarībā no pieliktā sprieguma un tiek attēlota grafiski. Tiek izrēķināta spuldzītes kvēldiega pretestība un izkliedētā jauda katrai sprieguma vērtībai. Tiek attēlota pretestības atkarība no jaudas grafiski. Šī atkarība tiek analizēta izmantojot Stefana-Bolcmaņa starošanas likumu. |
2 |
4 |
0 |
6 |
| Laboratorijas darbs: Ķīmiskā elementa EDS, spaiļu sprieguma un iekšējās
pretestības noteikšana. Zemes magnētiskā lauka indukcijas mērīšana.
Darbā izmantojot voltmetru un pretestību magazīnu tiek noteikta spaiļu sprieguma atkarība no pieslēgtās ārējās pretestības kā arī ķīmiskā elementa EDS un iekšējā pretestība. Darbā tiek ar speciālu spoli spoles centrā radīts horizontāls magnētiskais lauks, kas ir orientēts perpendikulāri zemes magnētiskā lauka virzienam. Rezultējošais magnētiskais lauks pagriež kompasa magnētadatu par leņķi, no kura var izrēķināt zemes magnētiskā lauka horizontālās komponentes vērtību, ja ir zināma spoles radītā magnētiskā lauka vērtība. |
2 |
4 |
2 |
4 |
| Laboratorijas darbs: Maiņstrāva.
Darbā tiek noteikta pretestība maiņstrāvai kondensatoram, spolei un slēgumam, kas sastāv no pretestības, spoles un kondensatora. Tiek pārbaudīta atsevišķu reaktīvo pretestību un slēguma pretestības aprēķina formulas. |
2 |
4 |
0 |
6 |
| Gaismas atstarošana, laušana, polarizācija.
Gaismas atstarošana un laušana uz dielektriķu virsmas. Atstarošanas un laušanas leņķi, atstarošanas koeficients un tā atkarība no krišanas leņķa un gaismas polarizācijas, Brjūstera leņķis. Pilnīgā iekšējā atstarošanās. Gaismas vadi.
Mājasdarbs estudijās: apskatāmās tēmas pielietojums. |
2 |
4 |
2 |
4 |
| Gaismas interference un difrakcija.
Koherentu viļņu interference, interferences maksimumu un minimumu nosacījumi, fāzu diference. Difrakcijas parādība. Plakanu viļņu difrakcija no vienas spraugas un no daudzām spraugām, difrakcijas režģis. Hologrammu iegūšanas principi. Mājasdarbs estudijās: apskatāmās tēmas pielietojums. |
2 |
4 |
0 |
6 |
| Kvantu fizikas empīriskie pamati.
Termiskais starojums, fotoefekts. Inducētais starojums, lāzeri. Komptona efekts. Atomu spektru likumsakarības. Bora kvantu teorija. Debroljī viļņi un viļņu funkcija. Mājasdarbs estudijās: apskatāmās tēmas pielietojums. |
2 |
4 |
2 |
4 |
|
Kopā:
|
64 |
104 |
32 |
136 |
|
Sasniedzamie studiju
rezultāti un to vērtēšana
|
Pārzina fizikas pamatjēdzienus un fizikālos lielumus vispārīgās fizikas galvenajās sadaļās, izprot to savstarpējo saistību un pielietojumu dabaszinātnēs. - Metodes: kontroldarbi auditorijā, mājasdarbi e-studiju vidē, mutiskais eksāmens.
Kritēriji: students spēj definēt fizikas pamatjēdzienus, izskaidrot fizikālo lielumu nozīmi un mērvienības, raksturot fizikālās parādības un sniegt piemērus to izpausmēm dabā un tehnikā.
Izprot un spēj izskaidrot vispārīgās fizikas pamatlikumus, to matemātisko formulējumu un pielietošanas nosacījumus fizikālo procesu analīzē. - Metodes: kontroldarbi auditorijā, mājasdarbi e-studiju vidē, mutiskais eksāmens.
Kritēriji: students spēj formulēt un izskaidrot galvenos fizikas likumus, pierakstīt tos matemātiskā formā, raksturot to pielietošanas nosacījumus un izmantot atbilstošus likumus vienkāršu fizikālu uzdevumu risināšanā.
Prot plānot un veikt fizikālos eksperimentus, izvēloties atbilstošas eksperimentālās metodes un ievērojot darba drošības prasības. - Metodes: laboratorijas darbi.
Kritēriji: students spēj formulēt eksperimenta mērķi, izvēlēties piemērotu eksperimenta veikšanas metodi un nepieciešamo aprīkojumu, sagatavot eksperimentālo iekārtu, ievērot darba drošības prasības un veikt eksperimentu atbilstoši darba uzdevumam.
Prot veikt fizikālo lielumu mērījumus, izmantojot atbilstošus mērinstrumentus un ierīces, ievērojot mērījumu veikšanas metodiku un precizitātes prasības. - Metodes: laboratorijas darbi.
Kritēriji: students spēj izvēlēties un pareizi izmantot mērinstrumentus, noteikt to mērapjomu un precizitāti, veikt tiešos un netiešos fizikālo lielumu mērījumus, sistemātiski reģistrēt iegūtos datus un identificēt iespējamos mērījumu kļūdu avotus.
Prot apstrādāt fizikālo mērījumu datus, veikt nepieciešamos aprēķinus, novērtēt mērījumu kļūdas un grafiski attēlot iegūtos rezultātus. - Metodes: laboratorijas darbi.
Kritēriji: students spēj apkopot un sistematizēt eksperimentālos datus, aprēķināt fizikālo lielumu vidējās vērtības, absolūtās un relatīvās kļūdas, izveidot grafikus un histogrammas, kā arī korekti atspoguļot aprēķinu rezultātus laboratorijas darba protokolā.
Spēj analizēt un interpretēt eksperimentālos datus, salīdzināt iegūtos rezultātus ar teorētiskajām prognozēm, formulēt secinājumus un prezentēt eksperimenta rezultātus. - Metodes: laboratorijas darbi. Kritēriji: students spēj analizēt eksperimentā iegūtos datus, salīdzināt tos ar teorētiski aprēķinātajām vērtībām, izskaidrot iespējamās atšķirības, formulēt pamatotus secinājumus un sagatavot pārskatāmu laboratorijas darba protokolu, izmantojot atbilstošu fizikālo terminoloģiju.
Prot izmantot matemātiskos modeļus, fizikālās formulas un aprēķinu metodes fizikālo procesu kvantitatīvai analīzei un uzdevumu risināšanai. - Metodes: kontroldarbi auditorijā, mājasdarbi e-studiju vidē, mutiskais eksāmens.
Kritēriji: students spēj izvēlēties fizikālajai situācijai atbilstošu matemātisko modeli, pierakstīt nepieciešamos vienādojumus, veikt aprēķinus, ievērojot fizikālo lielumu mērvienības, un interpretēt iegūtos rezultātus atbilstoši uzdevuma nosacījumiem.
Spēj patstāvīgi veidot un izmantot kvalitatīvus un kvantitatīvus modeļus vienkāršu fizikālo parādību aprakstīšanai, analīzei un prognozēšanai. - Metodes: kontroldarbi auditorijā, mājasdarbi e-studiju vidē, laboratorijas darbi, mutiskais eksāmens.
Kritēriji: students spēj analizēt fizikālu situāciju, identificēt būtiskos fizikālos lielumus un sakarības, izveidot atbilstošu kvalitatīvu vai kvantitatīvu modeli, izmantot to fizikālo procesu skaidrošanai un rezultātu prognozēšanai, kā arī izvērtēt modeļa pielietojamību un ierobežojumus.
Spēj kritiski analizēt fizikālās parādības, izvērtēt iegūto informāciju un eksperimentālos rezultātus, formulēt argumentētus secinājumus. - Metodes: kontroldarbi auditorijā, laboratorijas darbi, mutiskais eksāmens.
Kritēriji: students spēj kritiski izvērtēt fizikālo procesu skaidrojumus un eksperimentālos rezultātus, identificēt iespējamos kļūdu avotus un pieņēmumu ierobežojumus, salīdzināt alternatīvus skaidrojumus un pamatot savus secinājumus, izmantojot fizikālos likumus un eksperimentālos datus.
Spēj raksturot fizikālo likumsakarību pielietojumu dabaszinātnēs un izmantot fizikālos modeļus un aprēķinu metodes savas studiju specializācijas problēmu analīzei. - Metodes: mājasdarbi e-studiju vidē, kontroldarbi auditorijā, mutiskais eksāmens.
Kritēriji: students spēj identificēt fizikālās likumsakarības savas studiju specializācijas dabaszinātņu procesos, izskaidrot to nozīmi, izvēlēties piemērotus fizikālos modeļus un aprēķinu metodes konkrētu problēmu analīzei un pamatot iegūtos rezultātus.
|