Podstawowe informacje o module. Pozostałe osoby prowadzące moduł. Cel kształcenia i wykaz literatury. Wykaz literatury, wymaganej do zaliczenia modułu

Transkrypt

1 Podstawowe informacje o module Strona: 1 Nazwa jednostki prowadzącej studia: Wydział Matematyki i Fizyki Stosowanej (fiz) Nazwa kierunku studiów: Fizyka techniczna Obszar kształcenia: nauki techniczne Profil kształcenia: ogólnoakademicki Poziom kształcenia: pierwszego stopnia Specjalności na kierunku: Ekologiczne przemiany energii, Informatyczne systemy diagnostyczne Tytuł otrzymywany po ukończeniu studiów: inżynier Nazwa jednostki prowadzącej moduł: Katedra Fizyki Nazwa modułu: Kriogenika Kod modułu: 546 Status modułu: obowiązkowy dla specjalności Informatyczne systemy diagnostyczne Układ modułu w planie studiów: sem: / W30 L15 / 4 ECTS Język wykładowy: polski Imię i nazwisko koordynatora: dr Andrzej Bąk Dane kontaktowe koordynatora: budynek K, pokój 3, tel., sowa@prz.edu.pl Terminy konsultacji koordynatora: wtorek, godz. Pozostałe osoby prowadzące moduł semestr : dr Jan Domin, termin konsultacji Cel kształcenia i wykaz literatury Strona: 2 Główny cel kształcenia: Celem przedmiotu jest przedstawienie studentom metod otrzymywania temperatur kriogenicznych, zapoznanie ich z metodami skraplania i niskotemperaturowego rozdzielania gazów oraz sposobami przechowywanie i transportu skroplonych gazów. Na zajęciach studenci zostaną zapoznani z zjawiskami nadprzewodnictwa i nadciekłości. Omówione zostaną techniczne aspekty zastosowań cieczy kriogenicznych, własności materiałów w niskich temperaturach oraz omówione zostaną niskotemperaturowe techniki pomiarowe. Ogólne informacje o module kształcenia: W trakcie kursu studenci uzyskują podstawową wiedzę dotyczącą metod obniżania temperatury, skraplania i transportu gazów. Studenci także poznają techniki uzyskiwania bardzo niskich temperatur (poniżej 1K), oraz poznają problemy związane z pomiarem temperatur. Wykaz literatury, wymaganej do zaliczenia modułu 1/5

2 Literatura wykorzystywana podczas zajęć wykładowych 1. Maciej Chorowski Kriogenika, podstawy i zastosowania IPPU MASTA Gdańsk., Zbigniew Królicki Termodynamiczne podstawy obniżania temperatury Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław., K. Mendelson Fizyka niskich temperatur PWN, Warszawa., R.B. Scott Technika niskich temperatur WNT, Warszawa., 1963 Literatura do samodzielnego studiowania 1. J. Stankowski, B. Czyżak Nadprzewodnictwo WNT, Warszawa., 1994 Literatura uzupełniająca 1. B. Stefanowski Technika bardzo niskich temperatur w zastosowaniu do skraplania gazów PWN Warszawa., M.W. Zemansky Temperatury bardzo niskie i bardzo wysokie PWN, Warszawa., G.K. White Technika doświadczalna w fizyce niskich temperatur PWN, Warszawa., 1965 Wymagania wstępne w kategorii wiedzy/umiejętności/kompetencji społecznych Strona: 3 Wymagania formalne: Zaliczenie z przedmiotów: Termodynamika, Elektromagnetyzm, Mechanika Kwantowa Wymagania wstępne w kategorii Wiedzy: Studenci powinni posiadać wiadomości na temat przemian termodynamicznych gazów doskonałych oraz rzeczywistych, Wymagania wstępne w kategorii Umiejętności: Studenci musza posiadać podstawowe umiejętności dotyczące łączenia obwodów elektrycznych Wymagania wstępne w kategorii Kompetencji społecznych: umiejętność pracy w małym zespole Strona: 4 Efekty kształcenia dla modułu MEK Student, który zaliczył moduł Wskazuje obszary zainteresowań kriogeniki i dziedziny jej wykorzystania. Potrafi podać metody osiągania temperatur kriogenicznych, oraz wyjaśnić zasadę działanie urządzeń kriogenicznych i skraplarek gazów. Formy zajęć/metody dydaktyczne prowadzące do osiągnięcia danego efektu kształcenia wykład wykład Sposoby weryfikacji każdego z wymienionych efektów kształcenia Związki z KEK Związki z OEK K_W003+ K_W012+ T1A_U01+ K_U016+ T1A_U02+ K_K003+ K_W001+ T1A_U01+ T1A_U02+ K_U015+ T1A_U0+ 2/5

3 03. Zna pojęcia nadciekłości i nadprzewodnictwa wykład K_W001+ T1A_U01+ K_U016+ T1A_U Zna ciecze kriogeniczne. Potrafi opisać techniki pomiaru i regulacji temperatury. Potrafi wymienić materiały odporne na niskie temperatury. Potrafi podać sposoby izolowania i przechowywania zbiorników z cieczami kriogenicznymi. wykład, laboratorium wykład, laboratorium K_W003+ K_K005+ K_K003+ K_K005+ Treści kształcenia dla modułu Strona: 5 Sem. TK Treści kształcenia Realizowane na MEK Uzyskiwanie niskich temperatur - droga do zera bezwzględnego - rys historyczny. Techniczne zastosowania temperatur TK01 W01 MEK01 Metody otrzymywania niskich temperatur. Termodynamiczny obieg chłodniczy. Efekt Joule'a-Thomsona. Skraplanie gazów. TK02 Rozmagnesowanie adiabatyczne. Rozmagnesowanie jądrowe. W02-W04, L MEK02 TK03 Nadpłynność: - Lepkość ciekłego helu II - Teoria Landaua - fonony, rotony - Wiry kwantowe w helu II - Model Feynmana helu II. W05-W06 MEK02 MEK03 Nadprzewodnictwo: - Efekt Meissnera - Zależność oporu od temperatury - Nadprzewodniki I i II rodzaju, teorie MEK02 TK04 W0-W08 nadprzewodnictwa - Efekt Josephsona - Nadprzewodzące interferometry kwantowe (SQUID.) MEK03 TK05 Układy spinowe. Otrzymywanie ujemnych temperatur bezwzględnych. W09 MEK02 TK06 Własności cieczy kriogenicznych: Własności 4He, 3He, N, CO2. W10-W11 MEK04 TK0 Wykorzystanie technologii próżniowych w kriogenice - Wytwarzanie próżni - Pomiary próżniowe. W11,L MEK02 Pomiar temperatury ze szczególnym uwzględnieniem temperatur kriogenicznych: Termometry gazowe, Termometry ciśnieniowe, TK08 Termometry oporowe, Termometry magnetyczne, Termopary.(W) Zasada działania regulatorów temperatury (L). Wyznaczanie W012-W13 MEK04 charakterystyki termometru (L) Własności materiałów konstrukcyjnych w niskich temperaturach: - Własności mechaniczne - Własności cieplne - Własności TK09 elektryczne. W14 MEK05 TK10 Ciecze kriogeniczne:przechowywanie, transport i zasady BHP. Praktyczne wykorzystanie niskich temperatur. W15 MEK05 Nakład pracy studenta Strona: 6 Forma zajęć Praca przed zajęciami Udział w zajęciach Praca po zajęciach Wykład (sem. ) Godziny kontaktowe: godz./sem. Uzupełnienie/studiowanie notatek: godz./sem. Studiowanie zalecanej literatury: godz./sem. 3/5

4 Laboratorium (sem. ) Przygotowanie do laboratorium: godz./sem. Godziny kontaktowe: godz./sem. Dokończenia/wykonanie sprawozdania: godz./sem. Konsultacje (sem. ) Egzamin (sem. ) Przygotowanie do konsultacji: 1.00 godz./sem. Przygotowanie do egzaminu: godz./sem. Udział w konsultacjach: 2.00 godz./sem. Egzamin pisemny: 2.00 godz./sem. Warunki zaliczenia modułu Student, który zaliczył moduł Strona: na ocenę 3 na ocenę 4 na ocenę 5 ocenę 3, ale również potrafi szczegółowo omówić przynajmniej jeden z obszarów zainteresowań kriogeniki Wskazuje obszary zainteresowań kriogeniki i dziedziny jej wykorzystania. Potrafi podać metody osiągania temperatur kriogenicznych, oraz wyjaśnić zasadę działanie urządzeń kriogenicznych i skraplarek gazów. Zna pojęcia nadciekłości i nadprzewodnictwa Zna ciecze kriogeniczne. Potrafi opisać techniki pomiaru i regulacji temperatury. Potrafi wymienić materiały odporne na niskie temperatury. Potrafi podać sposoby izolowania i przechowywania zbiorników z cieczami kriogenicznymi. ocenę 3, ale również potrafi szczegółowo omówić przynajmniej jedną z metod osiągania temperatur kriogenicznych, potrafi omówić budowę i zasadę działania przynajmniej dwu urządzeń na ocenę 4, ale również potrafi szczegółowo omówić przynajmniej kilka z obszarów zainteresowań kriogeniki na ocenę 4, ale również potrafi szczegółowo omówić kilka z metod osiągania temperatur kriogenicznych, potrafi omówić budowę i zasadę działania wielu urządzeń ocenę 3, ale również Potrafi omówić nadciekłość na przykładzie na ocenę 4, ale również Wyjaśnia zjawiska nadciekłości i 4He i 3He. Potrafi dokonać podziału nadprzwodników ze względu nadprzewodnictwa w oparciu o najnowsze teorie na różne kryteria. ocenę 3, ale również Potrafi omówic własności cieczy na ocenę 4, ale również Wyjaśnia szczegółowo zasadę kriogenicznych i zaprojektować prosty układ regulacji temperatury działania różnego rodzaju regulatorów temperatury ocenę 3, ale również Potrafi omówić własności materiałów, które są powszechnie stosowane w niskich temperaturach na ocenę 4, ale również Potrafi dobrać odpowiedni materiał w zależności od wymaganego obszaru zastosowań i wymaganego zakresu temperatur Student, który osiągnął zakładany poziom wiedzy, posiadł wymagane umiejętności, cechuje się określonymi kompetencjami społecznymi,które są zdefiniowane w efektach kształcenia dla modułu, zalicza moduł kształcenia Student, który nie osiągnął zakładanych efektów kształcenia, nie zalicza modułu kształcenia Sposób wystawiania ocen składowych modułu i oceny końcowej Forma zajęć Wykład Laboratorium Ocena końcowa Sposób wystawiania oceny podsumowującej Ocena będzie wystawiona na podstawie egzaminu pisenego Student musi zaliczyć teorię oraz napisać samodzielnie sprawozdanie z laboratorium. ocena średnia z ocen wykładu i ćwiczeń Strona: 8 4/5

5 Przykładowe zadania Wymagane podczas egzaminu/zaliczenia Realizowane podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/projektowych Inne Czy podczas egzaminu/zaliczenia student ma możliwość korzystania z materiałów pomocniczych: nie 5/5