Rok akademicki: 2030/2031 Kod: CCE s Punkty ECTS: 9. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: -

Transkrypt

1 Nazwa modułu: Fizyka Rok akademicki: 2030/2031 Kod: CCE s Punkty ECTS: 9 Wydział: Inżynierii Materiałowej i Ceramiki Kierunek: Ceramika Specjalność: - Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: - Język wykładowy: Polski Profil kształcenia: Ogólnoakademicki (A) Semestr: 2 Strona www: Osoba odpowiedzialna: prof. dr hab. Sikora Wiesława (sikora@fis.agh.edu.pl) Osoby prowadzące: prof. dr hab. Sikora Wiesława (sikora@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 uporządkowaną wiedzę obejmującą: mechanikę klasyczną, fale w ośrodkach sprężystych elektromagnetyzm, optykę, elementy fizyki kwantowej, fizyki materii skondensowanej i fizyki jądrowej. CE1A_W05 Egzamin, Kolokwium, Udział w dyskusji, Wypracowania pisane na zajęciach, Sprawozdanie, Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych M_W002 Student ma wiedzę na temat zasad przeprowadzania i opracowania pomiarów fizycznych, rodzajów niepewności pomiarowych i sposobów ich wyznaczania CE1A_W05 Sprawozdanie, Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych, Zaliczenie laboratorium, Kolokwium Umiejętności 1 / 6

2 M_U001 Student potrafi wykorzystać poznane zasady i metody fizyki oraz odpowiednie narzędzia matematyczne do opisu zjawisk fizycznych i rozwiązywania typowych zadań dotyczących: mechaniki klasycznej, ruchu falowego, elektromagnetyzmu, optyki elementów fizyki kwantowej, fizyki materii skondensowanej i fizyki jądrowej. CE1A_U05 Egzamin, Kolokwium, Wykonanie ćwiczeń, Aktywność na zajęciach, Praca dyplomowa M_U002 Student potrafi przeprowadzić podstawowe pomiary fizyczne oraz opracować i przedstawić ich wyniki, w szczególności potrafi: potrafi zestawić prosty układ pomiarowy zgodnie z zadanym schematem, wyznaczyć wyniki i niepewności pomiarów oraz dokonać interpretacji wyników w kontekście posiadanej wiedzy fizycznej. CE1A_U05 Sprawozdanie, Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych, Zaliczenie laboratorium Kompetencje społeczne M_K001 Student rozumie potrzebę ciągłego aktualizowania i poszerzania wiedzy z zakresu fizyki. Student potrafi kreatywnie współpracować w zespole wykonującym pomiary laboratoryjne. CE1A_K01, CE1A_K03 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych, Aktywność na zajęciach Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć Wykład Ćwiczenia audytoryjne Ćwiczenia laboratoryjne Ćwiczenia projektowe Konwersatori um seminaryjne praktyczne Inne terenowe E-learning Wiedza M_W001 Student posiada uporządkowaną wiedzę obejmującą: mechanikę klasyczną, fale w ośrodkach sprężystych elektromagnetyzm, optykę, elementy fizyki kwantowej, fizyki materii skondensowanej i fizyki jądrowej / 6

3 M_W002 Umiejętności M_U001 M_U002 Student ma wiedzę na temat zasad przeprowadzania i opracowania pomiarów fizycznych, rodzajów niepewności pomiarowych i sposobów ich wyznaczania Student potrafi wykorzystać poznane zasady i metody fizyki oraz odpowiednie narzędzia matematyczne do opisu zjawisk fizycznych i rozwiązywania typowych zadań dotyczących: mechaniki klasycznej, ruchu falowego, elektromagnetyzmu, optyki elementów fizyki kwantowej, fizyki materii skondensowanej i fizyki jądrowej. Student potrafi przeprowadzić podstawowe pomiary fizyczne oraz opracować i przedstawić ich wyniki, w szczególności potrafi: potrafi zestawić prosty układ pomiarowy zgodnie z zadanym schematem, wyznaczyć wyniki i niepewności pomiarów oraz dokonać interpretacji wyników w kontekście posiadanej wiedzy fizycznej Kompetencje społeczne M_K001 Student rozumie potrzebę ciągłego aktualizowania i poszerzania wiedzy z zakresu fizyki. Student potrafi kreatywnie współpracować w zespole wykonującym pomiary laboratoryjne Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć) Wykład Wykłady z fizyki 1 Pola grawitacyjne i elektrostatyczne (prawo grawitacji Newtona i prawo Coulomba, natężenie i potencjał dla każdego z pól, prawa Gaussa). 2. Poruszający się ładunek elektryczny (definicja natężenia i gęstości prądu elektrycznego, oporu przewodników, prawa Kirhoffa i prawo Ohma), przepływ prądu przez elektrolity i gazy (prawa elektrolizy Faradaya). 3. Pole magnetyczne (siła Lorenza, prawo Gaussa i prawo Ampera, zastosowania). 4. Zmienne pola elektryczne i magnetyczne, prawo indukcji Faradaya zastosowania. 3 / 6

4 Energia pola elektrycznego i pola magnetycznego. Równania Maxwella. Drgania obwodu RLC- rezonans 5. Ruch falowy (wielkości charakteryzujące fale), pojęcie spójności fal, zjawiska dyfrakcji, interferencji i polaryzacji fal, efekt Dopplera. 6. Fale mechaniczne akustyka (zasady zmysłu słuchu, gry na instrumentach muzycznych, fale stojące, dudnienia), zjawisko rezonansu ; 7. Fale elektromagnetyczne światło; widmo fal elektromagnetycznych (fale radiowe, mikrofale, promieniowanie podczerwone, promieniowanie widzialne, promieniowanie ultrafioletowe, promieniowanie Roentgena (X), promieniowanie γ). 8. Optyka geometryczna, przyrządy optyczne; zasady zmysłu wzroku, akomodacja oka, zasady barwnego widzenia. 9. Elementy mechaniki kwantowej efekt fotoelektryczny, model atomu Bohra, dwoista natura światła i materii, 10. Stan układu kwantowego, (stan elektronu w atomie 4 liczby kwantowe: n, l, m, s); fermiony i bozony, budowa atomów wielo-elektronowych.; struktura pasmowa energii w kryształach, izolatory, przewodniki, półprzewodniki. 11. Atom jako źródło promieniowania. Promieniowanie spontaniczne i wymuszone, lasery i ich zastosowania. 12.Ciekłe kryształy; telewizory LCD, LED (ciekłokrystaliczne), PDP (plazmowe) i CRT (tradycyjne) 13. Własności magnetyczne materiałów ( diamagnetyki, paramagnetyki, struktury magnetyczne uporządkowane ferromagnetyki, antyferromagnetyki, struktury modulowane i helikoidalne) 14. Budowa jądra, izotopy, promieniotwórczośc naturalna, prawo rozpadu reakcje jądrowe. 15. Zastosowania fizyki jądrowej: oddziaływania promieniowania z materią, zasady datowania węglem C14, reakcje rozszczepienia i syntezy, masa krytyczna, reakcja łańcuchowa, reaktor jądrowy i elektrownie jądrowe. Ćwiczenia audytoryjne Ćwiczenia rachunkowe z fizyki Analiza i dyskusja problemów z dostarczonej listy zadań w tym: Mechanika klasyczna powtórzenie. Opis pól elektrostatycznych i grawitacyjnych i zachowanie się cząstek obdarzonych masą i ładunkiem w tych polach. Analiza problemów związanych z przepływem prądu elektrycznego; związek z polem magnetycznym. Dyskusja ruchu falowego równanie fali, interferencja i polaryzacja fal, podobieństwa i różnice fal mechanicznych i elektromagnetycznych. Zastosowanie praw optyki geometrycznej przyrządy optyczne. Elementy mechaniki kwantowej rozwiązanie problemu cząstki w jednowymiarowej studni potencjału Ćwiczenia laboratoryjne Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki Prowadzący wybiera 10 ćwiczeń laboratoryjnych spośród poniższych: - Szacowanie niepewności w pomiarach laboratoryjnych obowiązkowe - Swobodne spadanie - Lepkość - Wahadło fizyczne - Moduł Younga - Interferencja fal akustycznych - Mostek Wheatstone a 4 / 6

5 - Kondensatory - Elektroliza - Busola stycznych - Współczynnik załamania światła dla ciał stałych - Soczewki - Polarymetr - Dioda półprzewodnikowa - Efekt fotoelektryczny - Termometr oporowy i termopara - Dozymetria Sposób obliczania oceny końcowej Ocena końcowa (OK) obliczana jest według algorytmu: 1)w przypadku zdania I terminu egzaminu: OK = (3 E+C+L)/5 2)w przypadku zdania II terminu egzaminu (niezdania I terminu): OK = (2+2 E+C+L)/5 3)w przypadku zdania III terminu egzaminu (niezdania I i II terminu): OK = (2+2+E+C+L)/5 gdzie E ocena pozytywna z egzaminu, C ocena z ćwiczeń rachunkowych, L ocena z laboratorium Wymagania wstępne i dodatkowe - zaliczenie ćwiczeń Fizyka I oraz opanowanie materiału wykładu z fizyki z semestru pierwszego, - znajomość fizyki ze szkoły średniej na poziomie podstawowym, - znajomość elementów matematyki wyższej, niezbędnych do rozumienia wykładu z fizyki na poziomie akademickim (rachunek wektorowy, różniczkowy i całkowy). Zalecana literatura i pomoce naukowe 1. D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Podstawy Fizyki, tomy 1-3, PWN, Warszawa, 2003; 2. R. Feynman, Feynmana wykłady z fizyki T1, cz.1,2; V wydanie PWN Warszawa, J. Wolny, Podstawy Fizyki, Wydawnictwo JAK, 2011; 4. Z. Kąkol, Fizyka Wykłady z fizyki; 5. Z. Kąkol, J. Żukrowski: e-fizyka internetowy kurs fizyki, 6. Z. Kąkol, J. Żukrowski symulacje komputerowe ilustrujące wybrane zagadnienia z fizyki. Pozycje 4-6 dostępne ze stron: Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu Nie podano dodatkowych publikacji Informacje dodatkowe Brak 5 / 6

6 Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS) Forma aktywności studenta Udział w wykładach Samodzielne studiowanie tematyki zajęć Przygotowanie do zajęć Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. Udział w ćwiczeniach audytoryjnych Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe Sumaryczne obciążenie pracą studenta Punkty ECTS za moduł Obciążenie studenta 62 godz 50 godz 2 godz 234 godz 9 ECTS 6 / 6