Молекулярна фізика

Предметом молекулярної фізики є вивчення молекулярної форми руху, тобто руху великих сукупностей молекул. При цьому однаково суттєвими є дві сторони питання: 1) вивчення особливостей молекулярної форми руху самої по собі і 2) оволодіння методами вивчення систем багатьох частинок і відповідними поняттями
Мета дисципліни: Навчити студентів специфічному підходу до опису природних явищ. Пояснити що моделі матеріальної точки і абсолютно твердого тіла неможливо застосовувати для вивчення внутрішніх властивостей матеріальних тіл, коли істотні їх структура і рух частин тіла відносно один одного; Навчити студентів специфічного математичного апарату теорії випадкових величин і процесів; Навчити студентів основним рівнянням молекулярної фізиці та дослідженню властивостей їхніх розв’язків і фізичною інтерпретацією цих властивостей. 

Задачі дисципліни: 
1. Навчити студентів прослідкувати яким чином аналіз експериментальних фактів наводить до необхідності переходу від класичних уявлень до подання теорії подібності; домогтися усвідомлення студентами необхідності такого переходу, допомогти їм перебороти класичний стереотип в аналізі явищ, одночасно стимулюючи в такий спосіб допитливість і інтерес до предмета.
2. Навчити студентів розумінню того яким чином математичний апарат теорії узгоджується з її фізичним змістом і розвинути вміння робити на підставі математичного апарата фізичні висновки;
3. Навчити студентів вирішувати якомога більш широке коло задач, що розв’язуються молекулярної фізикою, розвинути в них здатність самостійно ставити і вирішувати ці задачі;*
 
Основні результати навчання

ПР03. Знати і розуміти експериментальні основи фізики: аналізувати, описувати, тлумачити та пояснювати основні експериментальні підтвердження існуючих фізичних теорій.
ПР04. Вміти застосовувати базові математичні знання, які використовуються у фізиці та астрономії: з аналітичної геометрії, лінійної алгебри, математичного аналізу, диференціальних та інтегральних рівнянь, теорії ймовірностей та математичної статистики, теорії груп, методів математичної фізики, теорії функцій комплексної змінної, математичного моделювання.
ПР07. Розуміти, аналізувати і пояснювати нові наукові результати, одержані у ході проведення фізичних та астрономічних досліджень відповідно до спеціалізації.
ПР08. Мати базові навички самостійного навчання: вміти відшуковувати потрібну інформацію в друкованих та електронних джерелах, аналізувати, систематизувати, розуміти, тлумачити та використовувати її для вирішення наукових і прикладних завдань.
ПР09. Мати базові навички проведення теоретичних та/або експериментальних наукових досліджень з окремих спеціальних розділів фізики або астрономії, що виконуються індивідуально (автономно) та/або у складі наукової групи.
ПР11. Вміти упорядковувати, тлумачити та узагальнювати одержані наукові та практичні результати, робити висновки.
ПР12. Вміти представляти одержані наукові результати, брати участь у дискусіях стосовно змісту і результатів власного наукового дослідження.
ПР16. Мати навички роботи із сучасною обчислювальною технікою, вміти використовувати стандартні пакети прикладних програм і програмувати на рівні, достатньому для реалізації чисельних методів розв’язування фізичних задач, комп’ютерного моделювання фізичних та астрономічних явищ і процесів, виконання обчислювальних експериментів.

Форми організації освітнього процесу та види навчальних занять

Л – лекційні заняття; ПЗ – практичні заняття; Лр – лабораторна робота; СРС – самостійна робота здобувача вищої освіти; РГР – розрахунково-графічна робота; Кз – самостійні контрольні завдання; МКР – модульна контрольна робота; К – консультації.

Тематика та види навчальних занять

1 тиждень
Л1. Математичний апарат (3 год)
ПЗ1. Рішення задач з визначення маси і розміру молекул
СРС. К.

2 тиждень
Л2. . Енергія системи. (3 год)
СРС. К.

3 тиждень
Л 3. Рівняння стану. (3 год)
ПЗ2.  Рішення задач з визначенням Роботи чиненим тілом при зміні обсягу і
Лр1. Визначення питомої теплоємності твердих тіл. (4 год)
СРС. К.

4 тиждень
Л 4. Внутрішня енергія. (3 год)
Кз1 Рішення задач з визначенням внутрішней енергіей і теплоємністю ідеального газу.
СРС. К.

5 тиждень
Л 5.  Робота ідеального газу (3 год)
Кз 2.  Робота ідеального газу при різних процесах.
СРС. К.

6 тиждень
Л 6. Середня енергія молекул.  (3 год)
ПЗ 3..  Рішення задач з визначенням числа ударів молекул об стінку та тиск газу
Лр2. Визначення відношення теплоємності газу при сталих тиску та об’ємі. (4 год)
СРС. К.

7 тиждень
Л 7. Середня енергія молекул. Розподіл Максвелла. (3 год)
СРС. К.

8 тиждень
Л 8. Основні закони термодинаміки (3 год)
ПЗ 4..  Рішення задач Основних законів термодинаміці
СРС. К.
МКР 1

9 тиждень
Л 9. Термодинамічні потенціали. (3 год)
Лр.3 Визначення динамічної в’язкості рідини за методом Стокса. (4 год)
СРС. К.

10 тиждень
Л10.  Цикл Карно. (3 год)
ПЗ 5. Рішення задач з Циклу Карно и.
СРС. К.

11 тиждень
Л 11. Класифікація кристалів. (3 год)
Кз 3.  Рішення задач для каналу заданої геометрії визначити перепади тисків.
СРС. К.

12 тиждень
Л 12.  Дефекти кристалів. (3 год)
Лр.4. Визначення теплопровідності твердих тіл. (4 год)
ПЗ 6. Рішення задач по визначенню теплоємності кристалів
СРС. К.

13 тиждень
Л 13.  Будова рідин  (3 год)
Кз4.  Розв’язок задачі по  використанню розподілу Больцмана..
СРС. К.

14 тиждень
Л 14. Фазові перетворення. (3 год) 
ПЗ 7. Розглянути задачу по рівновазі рідини і насиченого пара за заданими параметрами 
СРС. К.

15 тиждень
Л15.  Критичний стан. (2 год)
СРС. К.
МКР 2.

Індивідуальна робота**
 
Виконується РГР. 
Розрахунково-графічна робота спрямована на досягнення результатів навчання  ПР04, ПР07, ПР09, ПР12. Вона оцінюється в 10 балів (0.5 кредиту) і складається з двох частин. Перша частина виконується на протязі першого семестрового модуля, а друга - на протязі другого семестрового модуля. Кожна частина оцінюється в 5 балів. Перша частина захищається на 5 тижні. Друга – на 12 тижні. Розрахунково-графічна робота має на меті розвиток навичок самостійного розв’язку задач здобувачами. Вона полягає в тому що на кожен змістовий модуль здобувач повинен за своїм вибором підготувати по 5 задач і захистити їх розв’язок в виді усної співбесіди. 

Самостійна робота

Самостійна робота складає 135 годин. Розподіл самостійної роботи за видами навчальних робіт:
1) підготовка до лекційних занять – 60 годин; 2) підготовка до практичних занять та до виконання контрольних завдань – разом 30 годин. 3) підготовка до лабораторних занять - 30 годин. 4) підготовка до іспиту — 15 годин

Процедура оцінювання

Система оцінювання рівня навчальних досягнень ґрунтується на принципах ЄКТС та є накопичувальною. Для забезпечення оперативного контролю за успішністю та якістю рівня навчальних досягнень здобувачів вищої освіти дисципліна поділяється на два семестрові модулі. Здобувачі протягом семестру готуються до лекційних та практичних занять, виконують 4 контрольних завдання та 2 модульні контрольні роботи.
Модульні контрольні роботи №1, №2 виконуються у письмовій формі. Максимальна оцінка за їх бездоганне виконання становить 30 балів (у формі теоретичного питання, тестових запитань та практичного завдання). Правильна відповідь на теоретичне питання оцінюється в 5 балів. Кількість тестових запитань 10, кожна правильна відповідь оцінюється в 1 бал. Правильне виконання практичного завдання оцінюється в 15 балів.
Кожний модуль оцінюється у максимально можливі 50 балів.
Семестровий модуль № 1
Кз1. Оцінка за виконання – 10 балів. Термін надання – 4 тиждень.
Кз2. Оцінка за виконання – 10 балів. Термін надання – 5 тиждень.
МК1. Модульна контрольна робота – 30 балів (8 тиждень). Перескладання можливе протягом 9–11 тижнів за розкладом консультацій.
Семестровий модуль № 2
Кз3. Оцінка за виконання – 10 балів. Термін надання – 11 тиждень.
Кз4. Оцінка за виконання – 10 балів. Термін надання – 13 тиждень.
МК2. Модульна контрольна робота – 30 балів (15 тиждень).
Максимальна оцінка за повний обсяг виконаних навчальних елементів дисципліни – 100 балів.
Підсумковим контролем з дисципліни є іспит. 

Умови допуску до підсумкового контролю

До заліку допускаються здобувачі вищої освіти, які виконали всі види навчальних елементів навчальної дисципліни на не менш, ніж на 80 %. До підсумкового контролю допускаються здобувачі, які здали перший модуль не менше ніж на 30 балів
Складання/перескладання заліку організується за встановленим деканатом УНІ  розкладом.

Політика освітнього процесу
 
Здобувач зобов’язаний своєчасно та якісно виконувати всі отримані завдання; за необхідністю з метою з’ясування всіх не зрозумілих під час самостійної та індивідуальної роботи питань, відвідувати консультації викладача. Дотримуватись принципів академічної доброчесності.

Робота, яка виконана після встановлених викладачем термінів, не приймається.
 
Відсутність здобувача на екзамені або на контрольній роботі відповідає оцінці «0».
 
Складання/перескладання екзаменів – за встановленим деканатом розкладом.
 
Під час лекції здійснювати телефонні дзвінки забороняється.

Заборонено використання будь-яких підручників, посібників, конспектів лекцій, шпаргалок під час проходження модульних контролів та складання екзамену з дисципліни.