LLU 1. kursa studentu zināšanas fizikā

1. LLU 1. kursa studentu zināšanas fizikā Ilze Pelēce, Jānis Kļaviņš Latvijas Lauksaimniecības Universitāte Fizikas katedra

2. Ievadpriekšmets “Fizikas pamati” = Vidusskolas kursa atkārtojums

3. 1. Mēģinājumā sekmīgi nokārtojušo studentu īpatsvars, %

4. Fizikas pamatzināšanu programma • Mehānika • Šķidrumi un gāzes • Molekulārā fizika, siltuma parādības • Elektrodinamikas pamati • Svārstības un viļņi • Optika • Atomfizika un kodolfizika

5. Mehānika • Materiāls punkts. Atskaites sistēma. Trajektorija. Ceļš un pārvietojums. Vienmērīga taisnvirziena kustība. • Ātrums. Ātruma vienības. Kustības grafiskā attēlošana (grafiks, kas parāda ķermeņa koordinātas atkarībā no laika, un ātruma grafiks). Kustības relativitāte. Ātrumu saskaitīšana. Vienmērīgi paātrināta kustība. Momentānais ātrums. • Paātrinājums. Paātrinājuma vienība. Ātruma grafiks vienmērīgi paātrinātai kustībai ar sākuma ātrumu. Ķermeņa brīvā krišana. Brīvās krišanas paātrinājums. • Vienmērīga kustība pa riņķa līniju. Lineārais ātrums un leņķiskais ātrums. Sakarība starp šiem ātrumiem. Leņķiskā ātruma vienība. Paātrinājums vienmērīgā kustībā pa riņķa līniju (centrtieces paātrinājums). • Pirmais Ņūtona likums. Masa. Masas vienība. Blīvums. Blīvuma vienība. • Spēks. Otrais Ņūtona likums. Spēka vienības • Trešais Ņūtona likums. • Vispasaules gravitācijas likums. Gravitācijas konstante. Smaguma spēks. • Elastības spēki. Huka likums. • Berzes spēks. Berzes koeficients. • Impulss (kustības daudzums). Impulsa (kustības daudzuma) nezūdamības likums. • Mehāniskais darbs. Jauda. Enerģija. Kinētiskā un potenciālā enerģija. Enerģijas nezūdamības likums mehānikā. Darba, jaudas un enerģijas vienības. • Spēku saskaitīšana. Spēka moments. Ķermeņa līdzsvara nosacījumi, ja rotācijas ass ir nekustīga.

6. Šķidrumi un gāzes • Spiediens. Spiediena vienība. Paskāla likums šķidrumiem un gāzēm. • Šķidruma spiediens uz trauka dibenu un sienām, ja uz šķidrumu darbojas smaguma spēks. • Atmosfēras spiediens. Toričelli eksperiments. Normālais atmosfēras spiediens. Dzīvsudraba barometrs un metāla barometrs (aneroīds). • Arhimēda spēks šķidrumos un gāzēs.

7. Molekulārā fizika, siltuma parādības • Molekulāri kinētiskās teorijas pamat atzinumi, tās eksperimentālie pamatojumi. Brauna kustība. Difūzija gāzēs, šķidrumos un cietos ķermeņos. Gāzu, šķidrumu un cietu ķermeņu molekulu kustība. Molekulu mijiedarbība. • Boila - Mariota, Gei - Lisaka un Šarla likumi. Šo likumu grafiki. Jēdziens par absolūtās nulles temperatūru. Absolūtās temperatūras skala. Ideālās gāzes stāvokļa vienādojums. • Siltuma daudzums, tā vienība. Vielas īpatnējā siltumietilpība. Formula ķermeņa sasildīšanai nepieciešamā siltuma daudzuma aprēķināšanai. Iekšējā enerģija. Enerģijas nezūdamības likums siltuma procesos (pirmais termodinamikas likums). • Siltuma dzinēji. To darbības fizikālie pamati. Siltuma dzinēja lietderības koeficients un tā maksimālā vērtība. • Kušana. īpatnējais kušanas siltums. Iztvaikošana. Īpatnējais iztvaikošanas siltums. Vārīšanās. Vārīšanās temperatūras atkarība no spiediena. • Absolūtais un relatīvais gaisa mitrums.

8. Elektrodinamikas pamati • Divu veidu elektriskie lādiņi. Lādiņa vienības. Elektrisko lādiņu mijiedarbība. Kulona likums. Vielas dielektriskā caurlaidība. • Elektriskais lauks. Elektriskā lauka intensitāte. Punktveida lādiņa lauka intensitāte. Elektriskā lauka spēka līnijas (intensitātes līnijas). Homogēns lauks. • Lādiņa pārvietošanas darbs elektriskajā laukā. Jēdziens par potenciālu. Potenciāla vienība. Potenciālu starpība. Sakarība starp potenciālu starpību un lauka intensitāti, ja lauks ir homogēns. Elektriskā kapacitāte. Kapacitātes vienība. Kondensatori. • Elektriskā strāva. Strāvas stiprums. Strāvas stipruma vienība. Elektriskās strāvas rašanās nosacījumi. • Oma likums ķēdes posmam, kas nesatur EDS. Vadītāju pretestība. Pretestības vienība. Īpatnējā pretestība. Īpatnējās pretestības atkarība no temperatūras. Reostati. Vadītāju virknes un paralēlais slēgums. Elektriskās enerģijas avoti. Elektrodzinējspēks. Oma likums noslēgtai ķēdei. • Līdzstrāvas darbs un jauda. Elektriskās strāvas enerģija un tās pārvēršanās citos enerģijas veidos. Džoula - Lenca likums. Strāvas darba un enerģijas ārpussistēmu vienība – kilovatstunda. • Elektrolīze. Faradeja elektrolīzes likumi. • Termoektronu emisija. Elektriskā strāva vakuumā .Elektronu lampas - diode un triode. Elektronu staru lampa. • Strāvu magnētiskā mijiedarbība. Magnētiskais lauks. Spēks, kas magnētiskajā laukā darbojas uz vadītāju, pa kuru plūst strāva. Magnētiskā lauka indukcija. Lorenca spēks. • Elektromagnētiskā indukcija. Magnētiskās indukcijas plūsma. Indukcijas elektrodzinējspēks. Lenca likums. Pašindukcijas parādība. Induktivitāte. Induktivitātes vienība.

9. Svārstības un viļņi • Harmoniska svārstība. Svārstības periods un frekvence. Frekvences vienība. Matemātiskā svārsta svārstību periods (bez izrisinājuma). Rezonanse. • Elektriskās svārstības. Svārstību kontūrs. Enerģijas pārvēršanās svārstību kontūrā. Kontūrā notiekošo svārstību perioda atkarība no induktivitātes un kapacitātes (bez matemātiskā izrisinājuma). • Maiņstrāva. Maiņstrāvas periods un frekvence. • Šķērsviļņi un garenviļņi. Viļņa ātrums. Viļņa garums. Sakarība starp viļņa garumu, izplatīšanās ātrumu un frekvenci (vai periodu). • Skaņas viļņi skaņas ātrums. Skaļums. Toņa augstums. Ultraskaņa (īpašības un izmantošana). • Elektromagnētisko viļņu īpašības.

10. Optika • Gaismas taisnvirziena izplatīšanās. Gaismas ātrums un tā eksperimentālā noteikšana. • Gaismas atstarošanās likumi. • Gaismas laušanas likumi. Laušanas koeficients. Pilnīgā atstarošanās. Pilnīgās atstarošanās robežleņķis. Staru gaita prizmā. • Savācējlēcas un izkliedētājlēcas; lēcas formula. Attēlu konstruēšana lēcās. • Gaismas dispersija. Spektrs. Spektroskops. Spektra infrasarkanā un ultravioletā daļa. Emisijas spektri Absorbcijas spektri. Jēdziens par spektrālo analīzi. • Fotoelektriskais efekts. A.Stoļetava veiktie fotoelektriskā efekta pētījumi . Fotoefekta likumi. Einšteina vienādojums. Fotoelementi un to lietošana. • Uzskati par gaismas dabu, to attīstība. Gaisma - elektromagnētiskie viļņi. Jēdziens par gaismas viļņu un kvantu īpašībām. Elektromagnētisko viļņu skala.

11. Atomfizika un kodolfizika • Parādības, kas liecina par atoma sarežģīto uzbūvi. Rezerforda eksperimenti par alfa daļiņu izkliedi. Atoma uzbūve - kodols un elektroni. • Atoma kodola sastāvdaļas - protoni un neitroni. Atomu kodolu saites enerģija. Ķēdes reakcija. Enerģijas izdalīšanās daloties smagajiem kodoliem.

12. Piemērs: Elektriskā strāva, tās stiprums • Gaidām atbildi:Elektriskā strāva ir orientēta lādiņu kustība. Strāvas stiprums ir vienāds ar lādiņu, kas laika vienībā izplūst caur vadītāja šķērsgriezumu. • Studenta variants: Elektriskā strāva ir fizikāls lielums, kas pārvietojas pa vadītāja elektroniem I – strāvas stiprums, A: q – lādiņš, C; t – laiks, s

13. Atmosfēras spiediens • Ķermeņi krīt uz leju, nevis uz augšu, jo uz tiem darbojas atmosfēras spiediens, kas rada gravitāti • Atmosfēras spiediens ir spiediens, kurš atrodas atmosfērā un piepilda visu atmosfēru, palīdzot tai būt pilnvērtīgi sadalītai

14. III Ņūtona likums • Ķermenis, kuru nospiež spēks darbojas un uz viņu iedarbojas darbības un pretdarbības lielumi, kuri paātrina ķermeņa pretošanos un tas dubulto savu darbību ar visiem elementiem.

15. Paātrinājums ir ātrums, kas sekundes kvadrātā liek ķermenim kustēties ātrāk • Siltuma daudzums: fiziskais lielums, kas raksturo termisko apjomu noteiktam priekšmetam • Iztvaikošana: tāda fizikāla parādība, kad ūdens ir pārvārījies un sāk izdalīt tvaikus • Vārīšanās: ūdens sāk vārīties pie 180 grādiem un izdala siltumu

16. Secinājumi • Fizikas zināšanu līmenis ir katastrofāli zems • Trūkst loģiskās domāšanas • Studenti neprot mācīties • Protams, tas neattiecas uz visiem! Ir arī zinoši un domājoši studenti.

17. Vienotā elektroniskā uzņemšana LU, LLU un RTU

18. Paldies par uzmanību!