close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

код для вставкиСкачать
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Ивановский государственный химико-технологический университет»
Факультет неорганической химии и технологии
Кафедра технологии приборов и материалов электронной техники
Утверждаю: проректор по УР
_______________ В.В. Рыбкин
«
Рабочая учебная программа дисциплины
Физические основы измерений
Направление подготовки
221700 Стандартизация и метрология
Квалификация (степень)
Бакалавр
Форма обучения
очная
Иваново, 2010
»
20 г.
1. Цели освоения дисциплины
формирования у студента системы знаний об основных условиях
достижения достоверных и точных результатов измерений физических объектов макро- и
микро-мира, изучение студентами основ физических измерений, методов теории подобия и
размерностей, приобретение навыков в использовании средств измерений. Это одна из
основных теоретических дисциплин профиля, освоение которой позволит участвовать в
разработке метрологического обеспечения, проводить метрологический контроль, надзор, и
нацеленные на поддержание единства измерений, реализовывать контроль норм, правил и
требований к продукции (услуге), технологическому процессу ее производства.
Целями освоения дисциплины являются
2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата
Дисциплина относится к базовым дисциплинам профиля, базируется на
результатах изучения дисциплин естественно-научного цикла, в том числе
математики, физики, химических дисциплин, информатики. Для успешного
усвоения дисциплины студент должен
знать:
- основные понятия и методы математического анализа, линейной алгебры,
дискретной математики, теории дифференциальных уравнений и элементов теории
уравнений математической физики, теории вероятностей и математической
статистики, математических методов решения профессиональных задач;
- технические и программные средства реализации информационных технологий,
основы работы в локальных и глобальных сетях, типовые численные методы решения
математических задач и алгоритмы их реализации, один из языков программирования
высокого уровня;
- законы Ньютона и законы сохранения, принципы специальной теории
относительности Эйнштейна, элементы общей теории относительности, элементы
механики жидкостей, законы термодинамики, статистические распределения, законы
электростатики, природу магнитного поля и поведение веществ в магнитном поле,
законы электромагнитной индукции, волновые процессы, геометрическую и
волновую оптику, основы квантовой механики, строение многоэлектронных атомов,
квантовую статистику электронов металлах и полупроводниках, строение ядра,
классификацию элементарных частиц;
- электронное строение атомов и молекул, основы теории химической связи в
соединениях разных типов, строение вещества в конденсированном состоянии,
основные закономерности протекания химических процессов и характеристики
равновесного состояния, химические свойства элементов различных групп
Периодической системы и их важнейших соединений;
уметь:
проводить анализ функций, решать основные задачи теории вероятности и
математической
статистики,
решать
уравнения
и
системы
дифференциальных уравнений применительно к реальным процессам,
применять математические методы при решении типовых профессиональных
задач;
- работать в качестве пользователя персонального компьютера, использовать
внешние носители информации для обмена данными между машинами, создавать
резервные копии и архивы данных и программ, использовать численные методы для
решения математических задач, использовать языки и системы программирования
-
для решения профессиональных задач, работать с программными средствами общего
назначения;
- решать типовые задачи связанные с основными разделами физики,
использовать физические законы при анализе и решении проблем
профессиональной деятельности;
- использовать основные химические законы,
термодинамические
справочные
данные и количественные соотношения неорганической химии для решения
профессиональных задач;
владеть:
- методами построения математической модели типовых профессиональных задач и
содержательной интерпретации полученных результатов;
- методами поиска и обмена информацией в глобальных и локальных компьютерных
сетях, техническими и программными средствами защиты информации при работе с
компьютерными системами;
- методами проведения физических измерений, методами корректной оценки
погрешностей при проведении физического эксперимента
- теоретическими методами описания свойств простых и сложных веществ на
основе электронного строения их атомов и положения в Периодической
системе химических элементов, экспериментальными методами определения
физико-химических неорганических
соединений;
Освоение данной дисциплины как предшествующей необходимо при
изучении следующих дисциплин:
- Основы теории измерения;
- Метрология;
- Методы и средства измерений и контроля.
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
-
-
-
-
способен применять знание процессов и явлений, происходящих в живой и
неживой природе, понимание возможности современных научных методов
познания природы и владение ими на уровне, необходимом для решения
задач, имеющих естественнонаучное содержание и возникающих при
выполнении профессиональных функций (ОК-12);
способность применять математический аппарат, необходимый для
осуществления профессиональной деятельности (ОК-15);
способность
использовать
в
социальной
жизнедеятельности,
в
познавательной и в профессиональной деятельности навыки работы с
компьютером, работать с информацией в глобальных компьютерных сетях
(ОК-16);
- способность использовать навыки работы с информацией из различных
источников для решения профессиональных и социальных задач (ОК- 19);
выполнять работы по метрологическому обеспечению и техническому
контролю; использовать современные методы измерений, контроля,
испытаний и управления качеством (ПК-3);
определять номенклатуру измеряемых и контролируемых параметров
продукции и технологических процессов, устанавливать оптимальные
-
-
-
-
нормы точности измерений и достоверности контроля, выбирать средства
измерений и контроля; разрабатывать локальные поверочные схемы и
проводить поверку, калибровку, юстировку и ремонт средств измерений
(ПК-4);
выполнять работы по метрологическому обеспечению и техническому
контролю; использовать современные методы измерений, контроля,
испытаний и управления качеством (ПК-3);
определять номенклатуру измеряемых и контролируемых параметров
продукции и технологических процессов, устанавливать оптимальные
нормы точности измерений и достоверности контроля, выбирать средства
измерений и контроля; разрабатывать локальные поверочные схемы и
проводить поверку, калибровку, юстировку и ремонт средств измерений
(ПК-4);
участвовать в работах по подготовке к сертификации технических средств,
систем, процессов, оборудования и материалов; в проведении аккредитации
органов по сертификации, измерительных и испытательных лабораторий
(ПК-14);
принимать участие в работах по расчету и проектированию деталей и узлов
разрабатываемых средств измерений, испытаний и контроля в соответствии
с техническими заданиями и использованием стандартных средств
автоматизации проектирования (ПК-23);
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
знать: физические основы измерений; - систему воспроизведения единиц физических
величин и передачи размера средствам измерений; ; основные положения теории
размерности и подобия ;- способы оценки точности (неопределенности) измерений и
испытаний и достоверности контроля; потенциальные ресурсы стабильности параметров
физических объектов; условия передачи стабильности объектов микромира
микроскопическим объектам измерительных устройств и систем;
методы и средства
контроля физических параметров, определяющих качество продукции,
уметь:
- анализировать физическое содержание процесса измерений с целью выбора наиболее
рациональной схемы их проведения; применять полученные знания при теоретическом
анализе, компьютерном моделировании и экспериментальном исследовании физических
процессов, лежащих в основе принципов работы средств измерений; применять полученные
знания для объяснения принципов работы средств измерений при установлении точности и
достоверности измерений и контроля, выбора средств измерений, испытаний и контроля.
владеть: информацией об областях применения и перспективах развития приборов и
средств измерений;
- навыками работы на сложном контрольно-измерительном
и
испытательном
оборудовании;
- навыками обработки экспериментальных данных
и
оценки
точности
(неопределенности) измерений, испытаний и достоверности контроля;
4. Структура дисциплины Физические основы электронной техники
Общая трудоемкость дисциплины составляет 8 зачетных единиц, 288 часов.
Всего
часов
Вид учебной работы
Аудиторные занятия (всего)
Семестры
2
102
133
Лекции
34
34
Семинары (С)
-
-
Лабораторные работы (ЛР)
68
68
Самостоятельная работа (всего)
114
114
Курсовой проект (работа)
-
-
Расчетно-графические работы
34
34
Реферат
20
20
Подготовка к текущим занятиям и оформление
34
34
26
26
3
4
5
В том числе:
В том числе:
отчетов по лабораторным работам
Подготовка к экзамену
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)
Общая трудоемкость
зач. ед.
час
э
216
216
6
6
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
1. Модуль 1. Элементы современной физической картины мира.
Формальные принципы создания образов реального мира. Физические шкалы и
неоднозначность образов действительности. Методы рассмотрения физических систем.
Динамический, статистический и термодинамический методы. Локальный характер
законов классической физики. Элементы теории размерности. Основные единицы
измерения. Основные положения теории подобия. Необходимые и достаточные условия
подобия. Нелинейное подобие. Макроскопическое и микроскопическое состояние системы.
Статистические системы, статистический ансамбль. Микроскопический ансамбль.
Вероятность микросостояния. Постулат равновероятности. Биноминальное распределение.
Распределение Пуассона. Статистический ансамбль систем.
Фундаментальные источники
погрешностей. Необратимость процессов. Инерция. Тепловые флуктуации.
Модуль 2. Физические принципы современной эталонной базы.
Стабильность физических постоянных. Принципиальная невозможность полного
устранения неопределенности результатов измерений. Пределы точности измерений.
Материальная точка в квантовой механике. Соотношение неопределенности микромира.
Измерение в квантовой механике. Относительная величина флуктуации. Соотношение
Гейзенберга и Бора. Относительность к средствам наблюдения как основа квантового описания
явлений. Явление сверхпроводимости. Эталон единицы напряжения. Эффект Джозефсона,
Холла. Мессбауэра, Зеемана. Квантовые интерферометры. Средства измерения слабых
магнитных полей, напряжений и токов.
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми
(последующими) дисциплинами
№
п/п
Наименование обеспечиваемых
(последующих) дисциплин
№ разделов данной дисциплины,
необходимых для изучения
обеспечиваемых (последующих)
дисциплин
1
2
1.
Метрология;
+
+
2.
Методы и средства измерений и контроля.
+
+
3.
Основы теории измерения;
+
+
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
Наименование раздела дисциплины
№
п/п
1.
2.
Лекц. Практ. Лаб.
зан.
зан.
Элементы современной физической 17
картины мира.
Физические принципы современной
17
эталонной базы.
Семин
СРС
-
34
-
47
Всего
час.
98
-
34
-
67
118
6. Лабораторный практикум
Лабораторные занятия: 68 час.
Измерение основных физических величин:
-измерение линейных размеров физических объектов;
-измерение массы, объема, плотности тел;
-измерение электрических величин: силы тока, напряжения, электрического сопротивления,
удельной электропроводности металлов;
- диэлектрической проницаемости, тангенса угла диэлектрических потерь;
- измерение плотности и вязкости жидкости, поверхностного натяжения;
-измерение объемного расхода газов;
- измерение PH растворов электролитов;
- измерение оптической плотности растворов;
-измерение размеров коллоидных частиц;
-измерение температуры;
-измерение временных интервалов.
-измерение напряженности магнитного поля.
Примечание: выполняется три работы из приведенного выше списка.
7. Практические занятия (семинары)
Практические занятия по данной дисциплине не планируются
8. Примерная тематика курсовых проектов (работ)
Курсовые проекты или работы данной дисциплине не планируются
9. Образовательные технологии и методические рекомендации по организации
изучения дисциплины
Чтение лекций
Лекции читаются для одной группы студентов (20 – 25 чел.)
непосредственно в аудитории. Усвоение материала основной массой студентов проводится
путем тестирования по отдельным модулям дисциплины. При изучении некоторых разделов,
целесообразно использовать диалоговую форму ведения лекций с использованием
элементов практических занятий, постановкой и решением проблемных задач и т.д. В рамках
лекционных занятий можно заслушать и обсудить подготовленные студентами презентации
рефератов.
При проведении лабораторного практикума необходимо создать условия для
максимально самостоятельного выполнения лабораторных работ. Поэтому при проведении
лабораторного занятия преподавателю рекомендуется:
1. Провести опрос (устно или в тестовой форме) по теоретическому материалу,
необходимому для выполнения работы (с оценкой). При устном опросе студент должен
дать ответы на следующие вопросы:
-определение измеряемой величины;
-единицы измерения физической величины;
-эталоны измеряемой величины;
-известные методы измерения;
-физические явления и законы, используемые при реализации методов измерения
физической величины, включая и приборную реализацию методов;
-пределы измерения и погрешности методов измерения;
2. Проверить планы выполнения лабораторных работ, подготовленных студентом дома (с
оценкой).
3. Оценить работу студента в лаборатории и полученные им данные (оценка).
4. Проверить и выставить оценку за отчет по лабораторной работе.
Оценка за отчет по лабораторной работе выставляется в зависимости от уровня
самостоятельной проработки теоретического материала, глубины изучения методик
проведения и планирование эксперимента, степени освоения измерительных средств,
полноты обработки и интерпретацию экспериментальных данных, степени проведенного
качественного и количественного анализа погрешностей измерения физических величин.
Все части лабораторных работ носят обязательный характер, и выполняются в рамках
самостоятельной работы по курсу. В лаборатории используются работы реализованные в
среде графического программирования LABVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering
Workbench), предназначенная для создания информационно-измерительных систем, поэтому
целесообразно в лабораторном практикум включить дополнительные разделы с элементами
модификации существующих и разработки и исследований новых методов измерений
физических величин которые потребуют углубленной самостоятельной проработки
теоретического материала студентами.
10.
Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной
аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение
самостоятельной работы студентов
Всего по текущей работе студент может набрать 50 баллов, в том числе:
- лабораторные работы - 34 балла;
- контрольные работы по каждому модулю – всего 10 баллов;
- домашнее задание или реферат – 6 баллов.
Зачет проставляется автоматически, если студент набрал по текущей работе не менее 26
баллов. Минимальное количество баллов по каждому из видов текущей работы составляет
половину от максимального.
Комплект контрольно-измерительных материалов для текущего, промежуточного и
итогового контроля
Контроль знаний студентов на всех этапах осуществляется путем компьютерного
тестирования. Комплект тестовых заданий по дисциплине состоит из заданий – в основном
закрытого типа. Выдаваемый каждому студенту индивидуальный тест включает 20 заданий
по каждому модулю и генерируется с помощью специальной программы. Время проведения
тестирования рассчитывается исходя из двух минут на одно задание. Примеры контрольных
тестов по каждому модулю приведен ниже.
1.Расщепление спектральных линий и уровней энергии атомов, молекул и кристаллов в
магнитном поле называется эффект:
1. Зеемана
2. Джозефсона
3. Керра
2.Физические величины в системах находящихся в статическом равновесии могут
испытывать:
Колебания (флуктуации) вблизи своих средних значений.
Линейное изменение от времени наблюдения.
3.Существование флуктуаций физических величин вблизи своих равновесных значений
обусловлено:
Атомным строение вещества
Неточностью проводимых измерений.
4.Возможность количественного описания флуктуаций физических величин обусловлена:
Хаотическим (беспорядочным) характером движения частиц вещества.
Следствием закона сохранения момента количества движения.
5.Может ли такая физическая величина как полная энергия для замкнутой классической
системы испытывать флуктуацию?
Да. Нет.
Может ли такая физическая величина как число частиц идеального газа, в замкнутой
системы испытывать флуктуацию?
Да. Нет.
6.В статических условиях за меру среднего отклонения физической величины от её среднего
значения используется:
Квадратичная флуктуация физической величины.
Среднее значение физической величины.
7.Относительная флуктуация является:
Мерой среднего отклонения физической величины от своего среднего значения.
Характеристикой дисперсии физической величины.
8.Относительная флуктуация средней энергии одноатомного идеального газа зависит от:
Температуры.
Числа частиц одноатомного идеального газа.
9.Относительная флуктуация средней энергии одноатомного идеального газа определяется
формулой:
=(CVkT2)1/2 /.
=(2/3)1/2 /(1/N)1/2.
10.Могут ли флуктуации принципиально ограничивать точность измерения?
Да. Нет.
11.Физические величины остающиеся практически неизменными при медленном
(адиабатическом), но не обязательно малом изменении внешних условий, в которых
находится система называются:
Адиабатическими инвариантами.
Статистически независимыми.
12.Физические величины остающиеся практически неизменными при медленном
(адиабатическом) характеристик системы, но не обязательно малом изменении, называются:
Адиабатическими инвариантами.
Линейно независимыми.
13.Физические величины остающиеся практически неизменными при медленном
(адиабатическом) внутренних состояний системы, но не обязательно малом изменении,
называются:
Адиабатическими инвариантами.
Независимыми.
14.Разность энергии между «зеемановскими »подуровнями пропорциональна:
Напряженности магнитного поля.
Напряженности постоянного электрического поля.
Силе тяжести.
15.Тесламетр – это прибор для измерения:
Напряженности магнитного поля.
Напряженности интенсивности света.
16.Как называется прибор принцип действия, которого основан на определении частоты
квантового перехода парамагнитной частицы между «зеемановскими» подуровнями:
Квантовый магнетометр.
Фотоэлектронный умножитель.
17.Работа протонного квантового магнетометра основана на:
Процессии протонов в магнитном поле.
Разделении атомов водорода в электромагнитном поле.
18.Как определяется частота перехода 0 в наиболее распространенных схемах квантовых
магнетрометров?
По резонансному поглощению электромагнитного излучения.
По интенсивности излучения перехода 0.
19.Как осуществляется поляризация вещества в квантовых магнетрометрах с оптической
накачкой?
Поляризация вещества достигается воздействием на парамагнитные атомы светового
излучения определенной частоты.
Поляризация вещества достигается воздействием на парамагнитные атомы переменного
магнитного поля определенной частоты.
20. Существует ли как самостоятельный раздел знаний «Квантовая метрология»?
Да. Нет.
21.С помощью чего в современных национальных эталонах времени воспроизводится
единица времени секунда?
Воспроизводится с помощью квантового эталона частоты.
Воспроизводится с помощью прецизионного хронометра.
22.Как определяется единица времени секунда?
Секунда определяется интервалом, в котором укладывается 91926381770 периодов
колебаний излучения, соответствующего квантовому переходу между уровнями сверхтонкой
структуры атома 133Cs с квантовыми числами F=4 и F=3.
Секунда определяется как 1/(24.60.60)=1.1574.10-5 часть земных суток.
23. С помощью чего в настоящее время поддерживается единица длины метр?
Единица длины поддерживается с помощью метода основанного на соотношении длины
волны с частотой излучения =c. и канонизированным значением скорости света в вакууме
c=299792458 м/с.
Единица длины поддерживается с помощью квантового эффекта, основного на измерении
длины волны излучения 86Kr.
24.Что используют для реализации эталона длины метр?
Используют He-Ne лазер, частота которого измеряется с помощью квантового эталона
секунды.
Используют излучение 86Kr.
25.Как воспроизводится единица силы тока ампер в современных эталонах?
Воспроизводится измерением магнитной индукции методом ЯМР на протонах или легких
ядрах, например, 4He.
Воспроизводится измерением силы тока в цепи постоянного тока.
26.Как воспроизводится единица электрического сопротивления (ом) в современном
эталоне?
В эталоне электрического сопротивления используется квантовый эффект Холла.
В эталоне электрического сопротивления используется квантовый эффект основанный на
эффекте Джозефсона.
27. Как воспроизводится единица ЭДС (вольт) в современном эталоне?
Единица ЭДС (вольт) воспроизводится с использованием квантового эффекта, основанного
на эффекте Джозефсона.
Единица ЭДС (вольт) воспроизводится с использованием квантового эффекта, основанного
на эффекте Холла.
28.С какой точностью позволяют измерять силу тока пикоамперметры?
С точностью до 10-15А
С точностью до 10-10А
29. С какой точностью позволяют измерять напряжение пиковольтметры?
С точностью до 10-14 В.
С точностью до 10-9 В.
30.Что называют эффектом Джоэефсона?
Протекание сверхпроводящего тока через изолирующую прослойку между двумя
сверхпроводниками.
Изменение силы тока в сверхпроводнике при возникновении магнитного поля.
31.Как называется квантовомеханический эффект, характеризующий влияние внешнего
электрического поля, сосредоточенного в области, недоступной для заряженной частицы, на
ее квантовое состояние?
Эффект Ааронова-Бома.
Эффект Холла.
Эффект Джозефсона.
Эффект Зеемана.
32.Как называется эффект возникновения разности потенциалов в проводнике, помещенного
в магнитное поле, которое направлено перпендикулярно направлению тока?
Эффект Холла.
Эффект Ааронова-Бома.
Эффект Джозефсона.
Эффект Зеемана.
33. Как называют эффект расщепления спектральных линий и уровней энергии атомов,
молекул и кристаллов в магнитном поле?
Эффект Зеемана.
Эффект Холла.
Эффект Ааронова-Бома.
Эффект Джозефсона.
34.Сколько линейных поляризованных компонент проявляется при наблюдении в
направлении перпендикулярно магнитному полю в случае нормального эффекта Зеемана?
Три компоненты.
Две компоненты.
35. Сколько компонент с круговой поляризацией проявляется при наблюдении вдоль
магнитного поля в случае нормального эффекта Зеемана?
Две компоненты.
Три компоненты.
36. Чем обусловлена многозначность числового значения динамической переменной в
квантовой механике?
Обусловлена физическими свойствами этой переменной.
Обусловлена ошибками, неизбежно присутствующими во всяком измерении.
37.Что характеризует соотношение «неопределенности» в квантовой механике?
Характеризует соотношения динамических переменных между собой.
Характеризует динамическую переменную.
38.Какие формы познания различают?
Различают две формы познания чувственное и логическое.
Различают две формы познания измерение и формулирование суждений.
39.Что является объектом измерения?
Избранная характеристика предмета или явления, составляющего фрагмент
действительности.
Отношения между явлениями и объектами действительности.(оба)
40.Что создается в сфере абстракции при измерении?
Множество наименований объектов; множество величин, отражающих различные
характеристики; множество значений величин.
Множество объектов; множество состояний, в которых может находится каждая из
характеристик.
41.Что является образом состояния избранной характеристики состояния объекта?
Символ, отражающий состояние характеристики в области сформулированных образов.
Множество характеристик свойств объекта реальности.
42.Может ли множество положительных действительных чисел являться множеством
значений образа характеристики объекта действительности?
Да. Нет.
43.Какие отношения справедливы для множества состояний характеристик объекта
реальности?
Только отношения эквивалентности.
Только отношения строгого упорядочения.
Только отношения эквивалентности и строгого упорядочения интервалов.
Только отношения эквивалентности и строгого упорядочения частных.
*Все перечисленные отношения.
44.При помощи, каких физических величин осуществляется формулирование образов
действительности?
Метрических величин и величин, измеряемые посредством эмпирических шкал.
Величин, единицы которых входят в состав системы СИ.
45.Что является количественной характеристикой присущего всем объектам Вселенной
взаимодействия – тяготения?
Гравитационная постоянная.
Скорость света.
Ускорение свободного падения.
46.Что характеризует максимально возможную скорость распространения взаимодействий в
природе?
Скорость света.
Постоянная Планка.
47.Что определяет минимальное изменение физической величины?
Постоянная Планка.
Скорость распространения света.
Заряд электрона.
48.Что является характеристикой инерционных свойств стабильной легчайшей заряженной
элементарной частицы?
Масса покоя электрона.
Постоянная Планка.
Заряд электрона.
49.Что определяет минимально возможное значение электрического заряда, существующего
в природе в свободном состоянии?
Значение элементарного заряда.
Масса покоя электрона.
50.Что является количественной характеристикой фундаментального электро-магнитного
взаимодействия?
Постоянная тонкой структуры.
Константа гравитационного взаимодействия.
51. Что является количественной характеристикой фундаментального гравитационного
взаимодействия?
Константа гравитационного взаимодействия.
Постоянная тонкой структуры.
52Что определяет величина h2/(me.e)? (где h-постоянная Планка, me-масса покоя электрона, езаряд электрона).
Определяет размер пространственной области для атомных явлений.
Характерные энергии для атомных явлений.
53. Что определяет величина me.e4/ h2? (где h-постоянная Планка, me-масса покоя электрона,
е-заряд электрона).
Характерные энергии для атомных явлений.
Определяет размер пространственной области для атомных явлений.
54. Что определяет величина h.c/e ? (где h-постоянная Планка, c-скорость света, е-заряд
электрона).
Квант для крупномасштабного магнитного потока.
Характерные энергии для атомных явлений.
Определяет размер пространственной области для атомных явлений.
55.Что характеризует константа сильного взаимодействия?
Количественно характеризует взаимные превращения барионов с участием мезонов.
Определяет интенсивность превращений элементарных частиц в процессах с участием
нейтрино и антинейтрино.
56.Что характеризует константа слабого взаимодействия?
Определяет интенсивность превращений элементарных частиц в процессах с участием
нейтрино и антинейтрино.
Количественно характеризует взаимные превращения барионов с участием мезонов.
57.Чему равно значение константы сильного взаимодействия?
1
1/137
1.10-5
1.10-39
58.Чему равно значение константы электромагнитного взаимодействия?
1/137
1
1.10-5
1.10-39
59.Чему равно значение константы слабого взаимодействия?
1.10-5
1
1/137
1.10-39
60.Чему равно значение константы гравитационного взаимодействия?
1.10-39
1
1/137
1.10-5
61.Что определяет относительную силу фундаментальных взаимодействий?
Числовые значения фундаментальных постоянных взаимодействия.
Постоянная Планка, скорость света и заряд электрона.
Итоговый экзамен по дисциплине проводится в две ступени:
- тестовый экзамен (32 закрытых задания, каждое задание оценивается в 1 балл), на
котором студент должен набрать не менее 26 баллов – оценка «удовлетворительно»;
- письменный экзамен, который проводится по вопросам, приводимым ниже.
Экзаменационный билет включает шесть вопросов из приводимого ниже перечня. Ответ на
каждый вопрос оценивается из 3 баллов. Студент на письменном экзамене может набрать до
18 баллов.
Результат экзамена (максимум 50 баллов) определяется как сумма тестовой и
письменной частей.
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ по дисциплине
ФИЗИЧЕСКАЯ ОСНОВЫ ИЗМЕРЕНИЙ И ЭТАЛОНЫ
1.Материя, основные формы существования материи.
2.Макро- и микро мир – две специфические области объективной реальности.
3.Физические величины и их единицы.
4.Международная система единиц физических величин (система СИ).
5.Основные принципы теории измерения физических величин.
6.Принцип неопределенности Гейзенберга, принцип неопределенности Найквиста.
7.Константы макромира.
8.Константы микромира.
9.Высокостабильные квантовые эффекты для воспроизведения единиц физических величин.
Государственные первичные эталоны единиц времени и частоты.
10.Квантовый эффект Джозефсона. Эталоны единиц электрического напряжения –вольт.
11.Квантовый эффект Холла. Эталоны единиц электрического сопротивления.
12.Воспроизведение единиц физических величин на основе явления сверхпроводимости.
13.Измерение скорости подвижных объектов с использованием эффекта Доплера.
14.Измерение магнитной индукции постоянных и медленно изменяющихся магнитных полей
методом ядерного магнитного резонанса.
15.Измерение механических колебаний методом ядерного гамма-резонанса.
16.Измерение малых скоростей и расходов жидких веществ с использованием эффекта
Мессбауэра.
17.Измерение температуры методом ядерного квадрупольного резонанса.
18.Фундаментальные физические законы, используемые в измерительной технике.
19.Использование в измерительной технике классических физических законов.
20.Термоэлектрические эффект Зеебека. Термоэлектрические термометры.
21.Пирометрические методы измерения температуры. Закон Планка.
22.Радиационные пирометры, цветовые пирометры.
23.Измерение концентрации парамагнитных ионов методом электронного парамагнитного
резонанса (ЭПР).
24.Измерение индукции магнитного поля индукционным методом.
25.Измерение индукции магнитного поля с использованием эффекта Фарадея.
Формально-логические принципы создания образов действительности.
Измерение, измеряемая величина, средства измерения.
Эмпирические шкалы.
Флуктуации энергии системы, находящейся в статическом равновесии.
Основные положения модели де-Ситтера-Фридмана.
Классические измерительные системы.
Фундаментальные мировые постоянные.
Погрешность измерения и соотношение неопределенности.
Безразмерные фундаментальные констангы(постоянные тонкой структуры, константа
электромагнитного взаимодействия, размерность пространства).
Флуктуации как естественный предел чувствительности приборов (на примере пружинных
весов).
Антропогенный космологический принцип.
Размерностей физических величин.
Адиабатические инварианты.
Трехмерные цветовая шкала.
Фазовая траектория системы, изменение энергии и импульса вдоль фазовой траектории.
Эмпирические шкалы.
Движение квантовых объектов.
Классификация измерений по общим признакам.
Основные компоненты процесса измерения.
Образы объектов реального мира.
Погрешность измерения и соотношение неопределенности.
Две группы физических величин (метрические величины и величины,
измеряемые посредством эмпирических шкап).
Понятие «материальная точка» в классической и квантовой механике.
Флуктуации энергии абсолютно черного излучателя в спектральном
интервале частот.
Статистический ансамбль частиц.
Отношения между образами действительности (эквивалентности, строгого упорядочения и
т.д.).
Адиабатический инвариант одномерного осцнлятора
Пределы точности измерения как проявление флуктуации.
Канонические переменные для замкнутой системы
Эффект Зеемана.
Средние
значения
термодинамических
величин,
флуктуации
термодинамических величин.
Создание современных эталонов с использованием явлений
сверхпроводимости (эффект Джозефсона).
Точность сохранения адиабатических инвариантов.
Оцените на сколько измениться предельная чувствительность пружинных весов при
изменении температуры окружающей среды на 10 °С при измерении массы равной 1 мг, если
циклическая частота колебания весов составляет о>=10 с"1.
Обьектнвнбый характер соотношения неопределенности.
Явления сверхпроводимости в создании современной эталонной базы.
Третий постулат квантовой механики (редукция состояния).
Создание современных эталонов с использованием явлений
сверхпроводимости (эффект Холла).
Измерение квантовых объектов.
Проявление флуктуации (молекулярное рассеяние света, броуновское движение).
Особенности построения моделей квантовых объектов (трансляция).
Флуктуации одноатомного идеального газа.
Флуктуации физических величин.
Создание современных эталонов с использованием явлений
сверхпроводимости (эффект Холла).
Уравнение движения в канонических переменных для гармонического осциллятора
Фундаментальные источник погрешностей измерений - самодвижение материи
(необратимость, инерция, тепловые флуктуации).
Основное допущение при создании образов действительности
физических законов.
Флуктуации кинетической энергии идеального газа.
и представлении
Создание современных эталонов с использованием явлений
сверхпроводимости (эффект Ааронова-Бома).
Интерферометр Маха-Зендера.
11. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
а) основная литература:
1. Румер Ю.Б., РЫБКИН М.Ш. Термодинамика, статистическая физика и
кинетика. - М: Наука, 1977. - 552 с.
2. Матвеев А.Н. Молекулярная физика: Учебное пособие для вузов. - М.:
Высшая школа, 1981. - 400 с.
3. Матвеев А.Н. Атомная физика: Учебное пособие для студентов вузов. - М.:
Высшая школа, 1989. - 439 с.
4. Алабужев П.М., Геронимус В.Б., Минкевич Л.М., Шеховцов Б.А. Теория
подобия и размерностей. Моделирование. - М.: Высшая школа, 1968. - 208 с.
5. Савельев И.В. Курс общей физики в 3-х т. –М: Наука, 1989.
б) дополнительная литература:
1.Боднер В.А. Физические основы измерений. – М.: Машиностроение, 1995.
2.Измерение электрических и неэлектрических величин. Уч. пособие для вузов/Под общ. ред.Н.Н.Евтихеева.М.:Энергоатомиздат, 1990.
3.Измерение в промышленности: Справ. издан.В 3-х кн./Под ред. П.Профоса. – М.: Металургия, 1990.
в) программное обеспечение
- СИСТЕМНЫЕ ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА: Microsoft Windows XP;
- ПРИКЛАДНЫЕ ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА: Microsoft Office 2007 , National
Instruments LABVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench), Mathcad;
- СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ: СДО Super Test,
SunRAV BookOffice Pro, SunRAV TestOfficePro.
- 12.
-
Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля)
Лекции по дисциплине проводятся в аудитории, оснащенной видеопроектором. Практические занятия проводятся в дисплейном
Pentium).
При проведении лабораторного практикума используется дисплейный класс кафедры (10
ПЭВМ типа Pentium), а так же лаборатория (48 кв.м.) оснащенная стендами и
установками для измерений физических величин:
- вязкости, поверхностного натяжения жидкости
- оптической плотности растворов
- электрохимических свойств растворов электролитов
- временных интервалов импульсных сигналов
- температуры
- плотности веществ, линейных размеров объектов
- электрофизических величин (напряжения, силы тока, удельного электрического
сопротивления
- диэлектрической постоянной и тангенса диэлектрических потерь
классе кафедры (10 ПЭВМ типа
-
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и
ПрООП ВПО по направлению и профилю подготовки .
Автор ________________________
(Тростин А.Н.)
Заведующий кафедрой___________ (Гриневич В.И.)
Рецензент (ы) __________________
(подпись, ФИО)
Программа одобрена на заседании научно-методического совета факультета неорганической
химии и технологии ИГХТУ от «_____» ________ 201__ года, протокол № ____.
Председатель НМС
_______________ (ФИО)
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа