Санкт-Петербург

1 9 9 8

Кафедра высшей математики

Составитель

доцент кафедры высшей математики СПбГУП, кандидат физико-математических наук

Рецензенты:

доцент кафедры звукотехники Санкт-Петербургского института кино и телевидения, кандидат технических наук Н. И. Дворко

“Основы физики и электроники” относятся к числу общеобразовательных учебных дисциплин, изучаемых студентами I курса факультета искусств по специальности “Звукорежиссура”. Необходимой базой данной дисциплины является курс “Прикладная математика”. Знания, полученные студентами, должны быть использованы при изучении таких дисциплин, как “Цифровая обработка сигналов”, “Музыкальная акустика”, “Акустические основы звукорежиссуры”, “Технология звукозаписи”.

Цель преподавания — ознакомить студентов с физическими процессами, протекающими в различных компонентах трактов регистрации, обработки и воспроизведения звука.

Учебными задачами дисциплины являются:

— приобретение студентами знаний по общим научным положениям о строении окружающего мира и процессах, в нем происходящих;

— ознакомление с методами, используемыми при описании колебательных и электрических процессов;

— подробное рассмотрение вопросов, связанных с предметной областью звукорежиссера — “звук”, “электричество”.

По окончании изучения дисциплины студенты должны знать:

— причины возникновения и сущность электромагнитных явлений;

— процессы, происходящие в простых электрических схемах, и правила их расчета;

— процессы излучения и распространения звука, его характеристики;

— физические принципы строения окружающего мира.

Материал дисциплины усваивается студентами на лекциях, практических занятиях, а также самостоятельно. На практических занятиях студенты знакомятся с методами расчета звуковых и электрических процессов. Самостоятельная учебная работа позволяет приобрести студентам навыки в применении компьютерной техники для решения практических задач из области физики колебаний.

Промежуточной формой контроля знаний студентов является контрольная работа. По окончании изучения дисциплины сдается зачет в 1-м семестре.

Колебательное движение, уравнение и типы колебаний. Характеристики колебательного движения. Волна как распространение механических колебаний. Групповая (фазовая) скорость. Понятие спектра колебаний и волн. Интерференция, дифракция, дисперсия. Стоячие волны.

Закон Кулона, работа поля по перемещению заряда, постоянный ток. Закон Ампера. Законы Ома, Джоуля-Ленца. Правила Кирхгофа. Понятие сторонних сил.

Вывод формул последовательного и параллельного соединения элементов для случая постоянного тока. Диэлектрик, проводник, полупроводник. Зона проводимости. Полупроводниковые приборы: диод, транзистор.

Понятия переменного тока, электромагнитных волн. Емкость и индуктивность, их сопротивление переменному току. Расчет простейших цепей переменного тока.

Занятие 1. Общие положения и законы физики.

Решение задач на понятие полной энергии.

Указание: обратить внимание на понятие потенциальной энергии и сохранение полной.

Занятие 2. Электричество. Постоянный ток.

1) Решение задач на потенциал.

2) Решение задач на законы постоянного тока.

Указание: обратить внимание на смысл используемых физических величин.

Занятие 3. Переменный ток, электромагнитные волны.

Решение задач на пропускание переменного тока цепью с реактивным сопротивлением (фильтром).

Указание: обратить внимание на вносимые таким фильтром искажения в сигнал.

Занятия 1—2. Механические колебания и волны. Звук.

Изучение электронного мультимедийного гипертекстового учебного пособия по волновым процессам Sound.MCD в формате пакета MathCad, находящегося на сетевом сервере в папке DSP. Выполнение заданий этого пособия и составление отчета для представления преподавателю.

Указание: СУРС проводится в специализированном компьютерном классе.

1. Понятие материи и ее движения. Виды движений. Механические физические величины.

2. Энергия, ее виды.

3. Сила. Типы сил.

4. Законы движения: I—III законы Ньютона.

5. Законы движения: законы сохранения энергии и импульса.

6. Колебательное движение, уравнение и типы колебаний.

7. Характеристики колебательного движения.

8. Волна как распространение механических колебаний. Групповая (фазовая) скорость.

9. Понятие спектра колебаний и волн.

10. Интерференция, дифракция, дисперсия.

11. Стоячие волны.

12. Закон Кулона, работа поля по перемещению заряда, постоянный ток. Закон Ампера.

13. Законы Ома, Джоуля-Ленца.

14. Правила Кирхгофа. Понятие сторонних сил.

15. Вывод формул последовательного и параллельного соединений элементов для случая постоянного тока.

16. Диэлектрик, проводник, полупроводник. Зона проводимости.

17. Полупроводниковые приборы: диод, транзистор.

18. Понятия переменного тока, электромагнитных волн.

19. Емкость и индуктивность, их сопротивление переменному току.

20. Расчет простейших цепей переменного тока.

Андронов А. А., Витт А. А., Хайкин С. Э. Теория колебаний. — М., 1981.

Грибов Л. А., Прокофьев Н. И. Основы физики: Учеб. пособ. — М.: Наука, 1995.

Жданов Л. С., Жданов Г. Л. Физика: Учеб. пособ. — М.: Наука, 1984.

Крауфорд Ф. Волны. — М., 1974.

Ландау А. Д., Лифшиц Е. М. Гидроаэродинамика. — М.: Наука, 1988.

Ландау А. Д., Лифшиц Е. М. Теория поля. — М.: Наука, 1988.

Мандельштамм Л. И. Лекции по теории колебаний. — М., 1972.

Орир Дж. Физика: Учеб. пособ.: В 2 т. — М.: Мир, 1981.

Пейн Г. Физика колебаний и волн. — М., 1978.

Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике: В 7 т. — М., 1977.

Физический энциклопедический словарь / Под ред. А. М. Прохорова. — М.: Советская энциклопедия, 1983.

Яворский Б. М., Детлаф А. А. Справочник по физике. — М.: Наука, 1980.