Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć

Transkrypt

1 Nazwa modułu: Fizyka II Rok akademicki: 2013/2014 Kod: NIP s Punkty ECTS: 6 Wydział: Metali Nieżelaznych Kierunek: Zarządzanie i Inżynieria Produkcji Specjalność: Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne Język wykładowy: Polski Profil kształcenia: Ogólnoakademicki (A) Semestr: 3 Strona www: Osoba odpowiedzialna: dr hab. inż. Węgrzynek Dariusz (wegrzynek@fis.agh.edu.pl) Osoby prowadzące: dr hab. inż. Węgrzynek Dariusz (wegrzynek@fis.agh.edu.pl) Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń) Wiedza M_W001 Student posiada podstawową wiedzę z zakresu fizyki klasycznej oraz fizyki współczesnej, zna i rozumie zasady opisu wielkości i zjawisk fizycznych. IP1A_W01 M_W002 Student zna podstawowe fizyczne metody opisu zjawisk elektromagnetycznych, związanych z przepływem stałego i zmiennego prądu elektrycznego, zagadnień optyki, budowy atomu, jądra atomowego oraz wybranych zgadnień fizyki współczesnej. IP1A_W01 Umiejętności M_U001 Student potrafi zastosować zdobytą wiedzę do opisu i analizy typowych zagadnień z zakresu fizyki klasycznej oraz wybranych problemów fizyki współczesnej IP1A_U02, IP1A_U01 M_U002 Student potrafi zaplanować eksperyment pomiarowy, wykonać pomiary wielkości fizycznych, oszacować niepewności wielkości pomiarowych oraz, na ich podstawie, oszacować niepewność wielkości końcowej. IP1A_U08, IP1A_U07 Sprawozdanie, Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych Kompetencje społeczne 1 / 5

2 M_K001 Student potrafi ocenić swój zasób wiedzy i swoje umiejętności i jest świadomy stałej potrzeby ich aktualizacji oraz poszerzania IP1A_K04, IP1A_K01 Udział w dyskusji Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć Wykład audytoryjne laboratoryjne projektowe Konwersatori um seminaryjne praktyczne Inne terenowe E-learning Wiedza M_W001 M_W002 Umiejętności M_U001 M_U002 Student posiada podstawową wiedzę z zakresu fizyki klasycznej oraz fizyki współczesnej, zna i rozumie zasady opisu wielkości i zjawisk fizycznych. Student zna podstawowe fizyczne metody opisu zjawisk elektromagnetycznych, związanych z przepływem stałego i zmiennego prądu elektrycznego, zagadnień optyki, budowy atomu, jądra atomowego oraz wybranych zgadnień fizyki współczesnej. Student potrafi zastosować zdobytą wiedzę do opisu i analizy typowych zagadnień z zakresu fizyki klasycznej oraz wybranych problemów fizyki współczesnej Student potrafi zaplanować eksperyment pomiarowy, wykonać pomiary wielkości fizycznych, oszacować niepewności wielkości pomiarowych oraz, na ich podstawie, oszacować niepewność wielkości końcowej Kompetencje społeczne M_K001 Student potrafi ocenić swój zasób wiedzy i swoje umiejętności i jest świadomy stałej potrzeby ich aktualizacji oraz poszerzania 2 / 5

3 Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć) Wykład 1. Ładunek elektryczny, prawo Coulomba, zasada zachowania ładunku, pole elektryczne, prawo Gaussa, strumień pola elektrycznego. Pole elektryczne generowane przez różne rozkłady ładunków, potencjał elektryczny, praca wykonana przez siłę zewnętrzną, powierzchnie ekwipotencjalne, obliczanie potencjału dla różnych rozkładów ładunków, natężenie pola a potencjał, energia potencjalna układu ładunków. 2. Pojemność elektryczna, obliczanie pojemności, kondensator płaski, cylindryczny, pojemność zastępcza połączenia kondensatorów, energia pola elektrycznego, kondensator z dielektrykiem, prąd elektryczny, gęstość prądu elektrycznego, opór elektryczny, opór elektryczny właściwy, prawo Ohma, mikroskopowy opis przepływu prądu elektrycznego, moc prądu elektrycznego. Obwody elektryczne, pompowanie ładunków, siła elektromotoryczna, prawa Kirchhoffa, oporność zastępcza, obwody prądu o wielu oczkach, amperomierz, woltomierz, obwody RC. 3. Pole magnetyczne, wektor indukcji magnetycznej, siła Lorenza, linie pola magnetycznego, skrzyżowane pola elektryczne i magnetyczne, zjawisko Halla, ruch cząstek naładowanych po okręgu, cyklotron, zorza polarna, przewodnik/ramka z pądem w polu magnetycznym, dipolowy moment magnetyczny. Prawo Biota-Savarta, pole magnetyczne wytwarzane przez przewodnik z prądem, prawo Ampera, pole magnetyczne solenoidu, cewki, zjawisko indukcji, strumień magnetyczny, prawo Faradaya. 4. Reguła Lenza, przekazywanie energii przez indukcję, indukowane pole elektryczne, indukcyjność cewki i solenoidu, samoindukcja, obwody RL, energia pola magnetycznego, indukcja wzajemna, drgania elektromagnetyczne, obwody LC, RLC, prąd zmienny, drgania wymuszone, szeregowy obwód RLC, zjawisko rezonansu, moc w obwodach prądu zmiennego, magnetyzm materii, materiały magnetyczne, diamagnetyzm, paramagnetyzm, ferromagnetyzm. 5. Równania Maxwella, rozchodzenie się fal elektromagnetycznych, przepływ energii, wektor Poyntinga, ciśnienie promieniowania, polaryzacja, odbicie i załamanie, optyka geometryczna, powstawanie obrazów, zwierciadła płaskie i sferyczne, sferyczne powierzchnie załamujące, cienkie soczewki, przyrządy optyczne: lupa, mikroskop, luneta astronomiczna. 6. Falowa natura światła, interferencja, zasada Huygensa, prawo załamania, doświadczenie Younga, natężenie światła w obrazie interferencyjnym, interferencja na cienkich warstwach, interferometr Michelsona, dyfrakcja na pojedynczej szczelinie, dyfrakcja n dwóch szczelinach, siatki dyfrakcyjne, spektrometr siatkowy, dyfrakcja promieniowania rentgenowskiego. 7. Korpuskularno-falowa natura światła, zjawisko fotoelektryczne, fotony, stała Plancka, zdolność emisyjna ciała doskonale czarnego, katastrofa w nadfiolecie, wzór Plancka, pęd fotonu, rozpraszanie Comptona, światło jako fala prawdopodobieństwa, fale materii, stacjonarne równanie Schroedingera, zasada nieoznaczoności Heisenberga, zjawisko tunelowe, elektron w pułapce potencjału, energia stanu podstawowego, poziomy energetyczne atomu wodoru, liczby kwantowe w atomie wodoru, spin elektronu, zakaz Pauliego, układ okresowy pierwiastków. 8. Przewodnictwo elektryczne ciał stałych, poziomy energetyczne ciał stałych, metale, izolatory, półprzewodniki, złącze p-n, tranzystor, podstawy fizyki jądrowej, właściwości jąder, rozpad promieniotwórczy, procesy rozszczepienia i syntezy jądrowej, reaktory jądrowe, podstawy fizyki współczesnej, cząstki elementarne, model kwarkowy, wprowadzenie do kosmologii, wielki wybuch, rozszerzanie się wszechświata. 3 / 5

4 audytoryjne 1. Zastosowanie prawa Coulomba, obliczanie natężenie pola elektrycznego. 2. Wyznaczanie potencjału pola elektrycznego od ładunków punktowych, ładunków rozmieszczonych na powierzchniach, przestrzennie. 3. Obliczanie pojemości elektrycznej kondensatorów i ich połączeń. 4. Wyznaczanie natężeń prądu, spadków napięć, oporu elektrycznego, sił elektromotorycznych w obwodach prądu stałego, zastosowanie praw Kirchhoffa, prawa Ohma. 5. Obliczanie indukcji magnetycznej wokół przewodników z prądem elektrycznym, pole magnetyczne cewki i solenoidu. 6. Obwody RLC, obwody prądu zmiennego, obliczanie reaktancji. 7. Zastosowanie praw optyki geometrycznej, interferencja, dyfrakcja światła. 8. Wyznaczanie struktury elektronowej atomów, fale materii, zjawisko tunelowe, rozpady promieniotwórcze, zastosowanie rozpadu promienitwórczego do datowania. laboratoryjne Samodzielne wykonanie pomiarów fizycznych i opracowanie wyników wraz z oszacowaniem niepewności: 1. Szacowanie niepewności w pomiarach laboratoryjnych 2. Wahadło fizyczne 3. Mostek Wheatstone a 4. Współczynnik załamania światła dla ciał stałych 5. Dozymetria promieniowania gamma Sposób obliczania oceny końcowej Średnia ocena z egzaminu, ćwiczeń audytoryjnych oraz laboratoryjnych. Wymagania wstępne i dodatkowe Znajomość analizy matematycznej z włączeniem rachunku całkowego i różniczkowego, znajomość zagadnienień zawartych w programie modułu FIZYKA I. Zalecana literatura i pomoce naukowe 1. D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Podstawy Fizyki, tom 3-5, PWN, Warszwa. 2. J. O Rear, Fizyka, tom 1 i 2, PWN, Warszawa. 3. I. W. Sawieliew, Wykłady z Fizyki, tom 3, PWN, Warszawa. 4. J. Wolny (red.) Zeszyt A1 do ćwiczeń laboratoryjnych z fizyki, 5. Materiały pracowni fizycznej Wydz. Fizyki i Informatyki Stosowanej: Opisy ćwiczeń, Pomoce dydaktyczne, Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu Nie podano dodatkowych publikacji Informacje dodatkowe Podstawowym terminem uzyskania zaliczenia z ćwiczeń audytoryjnych jest koniec zajęć w danym semestrze. Student może dwukrotnie przystąpić do poprawkowego zaliczenia ćwiczeń audytorynych. Student, który bez usprawiedliwienia opuścił 20% i więcej ćwiczeń audytoryjnych, może zostać pozbawiony możliwości uzyskania zaliczenia. Nieobecność na 20% i więcej ćwiczeń audytoryjnych wymaga od studenta samodzielnego opanowania materiału i zaliczenia go w formie pisemnej w terminie wyznaczonym przez prowadzącego zajęcia. Regulamin odbywania zajęć na ćwiczeniach laboratoryjnych, zasady zaliczania oraz sposób i tryb 4 / 5

5 wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta dostępny jest na stronie WWW: Uzyskanie pozytywnej oceny końcowej wymaga uzyskania pozytywnej oceny ze wszystkich form zajęć. Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS) Forma aktywności studenta Udział w wykładach Udział w ćwiczeniach audytoryjnych Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych Przygotowanie do zajęć Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. Samodzielne studiowanie tematyki zajęć Sumaryczne obciążenie pracą studenta Punkty ECTS za moduł Obciążenie studenta 30 godz 40 godz 60 godz 175 godz 6 ECTS 5 / 5