SYLABUS. Cele zajęć z przedmiotu

Transkrypt

1 Załącznik nr 1 do Zarządzenia Rektora UR Nr 4/2012 z dnia r. SYLABUS Nazwa przedmiotu Nazwa jednostki prowadzącej przedmiot Fizyka Wydział Matematyczno-Przyrodniczy, Instytut Techniki UR Kod przedmiotu Studia Kierunek studiów Poziom kształcenia Forma studiów Fizyka techniczna studia inżynierskie stacjonarne pierwszego stopnia Rodzaj przedmiotu podstawowy Rok i semestr studiów 1 rok, I semestr Imię i nazwisko koordynatora przedmiotu dr Krzysztof Kucab Imię i nazwisko osoby prowadzącej (osób dr Krzysztof Kucab (wykład, ćwiczenia) prowadzących) zajęcia z przedmiotu Cele zajęć z przedmiotu Opanowanie zagadnień poruszanych na zajęciach umożliwi studentowi zrozumienie podstawowych zjawisk rządzących przyrodą a także możliwość bardziej efektywnego przyswajania wiedzy z zakresu przedmiotów ścisłych w dalszym kursie studiów. Przedmiot obejmuje analizę zagadnień z fizyki na poziomie podstawowym. Główne cele przedmiotu to: zapoznanie studentów z podstawowymi pojęciami stosowanymi w fizyce, nauczenie studentów formułowania zagadnień i problemów fizycznych w języku matematyki oraz nabycie umiejętności praktycznego posługiwania się nimi w rozwiązywaniu prostych zagadnień fizycznych. Wymagania wstępne Efekty kształcenia Znajomość fizyki i matematyki na poziomie szkoły średniej. Wiedza: - ma wiedzę w zakresie matematyki obejmującą: elementy równań liniowych, granic funkcji, rachunku różniczkowego i całkowego K_W01; - ma wiedzę w zakresie fizyki, obejmującą mechanikę, optykę, termodynamikę, elektryczność i magnetyzm, akustykę, fizykę jądrową oraz fizykę ciała stałego, w tym wiedzę niezbędną do zrozumienia podstawowych zjawisk fizycznych występujących w materiałach oraz układach mechanicznych, elektrycznych i elektronicznych K_W02; Umiejętności: - potrafi wykorzystać wiedzę z zakresu matematyki, fizyki i chemii oraz poznane metody i modele matematyczne w razie potrzeby odpowiednio je modyfikując do analizy

2 i projektowania elementów, układów i systemów technicznych K_U07; - potrafi posłużyć się właściwie dobranymi metodami umożliwiającymi pomiar podstawowych wielkości fizycznych i mechanicznych K_U09; Kompetencje społeczne: - rozumie potrzebę uczenia się przez całe życie; potrafi inspirować i organizować proces uczenia się innych osób K_K01. wykład 30 godzin ćwiczenia 30 godzin Forma(y) zajęć, liczba realizowanych godzin Treści programowe Problematyka wykładu: Zajęcia organizacyjne omówienie zagadnień poruszanych w dalszej części kursu; podanie literatury; określenie sposobu i formy zaliczenia przedmiotu; układ SI; działania na wektorach; wektorowe i skalarne wielkości fizyczne 2 godz. Kinematyka punktu materialnego pojęcie punktu materialnego; ruch punktu materialnego; prędkość i przyspieszenie; ruch jednostajny prostoliniowy; ruch prostoliniowy jednostajnie zmienny 2 godz. Dynamika punktu materialnego zasady dynamiki Newtona; układ inercjalny i nieinercjalny rozkłady sił w obu układach; dynamika ruchu ciał (spadek swobodny, bloczek nieważki, równia pochyła); siła tarcia; dynamika ruchu po okręgu; zasada zachowania energii mechanicznej; praca i moc 4 godz. Pole grawitacyjne prawo grawitacji; prawa Keplera; ruch w polu siły ciężkości; rzut ukośny w polu grawitacyjnym; energia kinetyczna i potencjalna (grawitacyjna) 2 godz. Ruch falowy drgania harmoniczne pojęcia ogólne; przykłady ruchu harmonicznego: wahadło matematyczne i fizyczne; prędkość rozchodzenia się fal; równanie fali płaskiej; powstawanie i rozchodzenie się fal dźwiękowych; zjawisko Dopplera; drgania wymuszone 2 godz. Elektrostatyka ładunek elektryczny; zasada zachowania ładunku elektrycznego; prawo Coulomba; pole elektryczne; natężenie pola elektrycznego; prawo Gaussa; napięcie elektryczne; pojemność elektryczna; kondensatory; łączenie kondensatorów 3 godz.

3 Magnetyzm właściwości magnetyczne substancji; wektor indukcji magnetycznej; siła Lorentza; działanie pola magnetycznego na przewodnik z prądem; prawo Gaussa dla pola magnetycznego; siła elektrodynamiczna; pole magnetyczne przewodnika z prądem; prawo Ampère a; oddziaływanie przewodników z prądem (definicja ampera); ruch cząstek naładowanych w polu magnetycznym 3 godz. Optyka ogólne własności światła; współczynnik załamania i droga optyczna; zasada Fermata; prawo odbicia i załamania światła; równanie soczewki cienkiej; obrazy wytwarzane przez cienkie soczewki; proste przyrządy optyczne; rozszczepienie światła białego w pryzmacie; doświadczenie Younga; dyfrakcja i interferencja światła; polaryzacja światła 2 godz. Kinematyka i dynamika relatywistyczna czasoprzestrzeń; interwał czasoprzestrzenny; transformacje Galileusza i Lorentza; stożek świetlny; jednoczesność zdarzeń 2 godz. Elementy termodynamiki równanie stanu gazu doskonałego; pojęcie liczności materii; masa atomowa i molowa; zasady termodynamiki; przemiana izobaryczna, izochoryczna, izotermiczna i adiabatyczna 2 godz. Fizyka ciała stałego ładunek jądra; rozmiary i kształt jąder; wiązania jąder; defekt masy; siły jądrowe; sztuczne reakcje jądrowe; bilans energii; klasyfikacja cząstek elementarnych 2 godz. Promieniotwórczość naturalna i sztuczna podstawowe jednostki określające źródło oraz działanie promieniowania na otoczenie; rodzaje promieniowania jonizującego; prawo rozpadu promieniotwórczego; okres połowicznego rozpadu 2 godz. Elementy mechaniki kwantowej promieniowanie ciała doskonale czarnego; efekt fotoelektryczny; efekt Comptona; doświadczenie Sterna-Gerlacha; hipoteza de Broglie a; doświadczenie Davissona-Germera; dualizm korpuskularno-falowy; model Bohra atomu 2 godz. Suma godzin: 30 godz. Problematyka ćwiczeń: Na każde ćwiczenie przeznaczony jest czas dwóch godzin. Wykaz przykładowych ćwiczeń:

4 Mechanika: - Wyznaczanie gęstości ciał stałych o kształtach regularnych przy użyciu mierników długości i wag o różnej klasie dokładności. - Wyznaczanie współczynnika lepkości cieczy metodą Stokesa. - Wyznaczanie modułu sztywności metodą dynamiczną. - Sprawdzanie twierdzenia Steinera za pomocą wahadła fizycznego. Drgania i fale: - Rezonans akustyczny: wyznaczanie prędkości fali dźwiękowej w powietrzu za pomocą rury Quinckego, oraz w ciałach stałych (prętach) za pomocą rury Kundta. - Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego. Ciepło: -Wyznaczanie ciepła parowania wody. - Wyznaczanie stosunku C P /C V metodą Clement-Desormes. - Pomiar ciepła topnienia lodu. - Badanie zależności temperatury wrzenia wody od ciśnienia. Optyka geometryczna: - Soczewki: wyznaczanie odległości ogniskowych soczewek za pomocą ławy optycznej. - Mikroskop: wyznaczanie współczynnika załamania za pomocą mikroskopu. - Pomiar współczynnika załamania za pomocą refraktometru Abbego. - Sprawdzanie praw fotometrii. Fotometr Bunsena. Optyka falowa: - Pomiar długości fali świetlnej za pomocą siatki dyfrakcyjnej. - Pierścienie Newtona. - Badanie skręcenia płaszczyzny polaryzacji przez wodny roztwór cukru. Suma godzin: 30 godz. Łączna liczba godzin (wykład + ćwiczenia): 60 godz. Metody dydaktyczne wykład prezentacja multimedialna oraz wykład przy tablicy ćwiczenia zajęcia przy stołach laboratoryjnych Sposób(y) i forma(y) zaliczenia Sposób zaliczenia wykładu egzamin Sposób zaliczenia ćwiczeń zaliczenie z oceną; Forma zaliczenia wykładu egzamin pisemny oraz ustny

5 Metody i kryteria oceny Forma zaliczenia ćwiczeń ustalenie oceny zaliczeniowej na podstawie ocen cząstkowych ze sprawozdań oraz sprawdzianu końcowego. Wykład egzamin pisemny składa się z pięciu zadań podzielonych na część teoretyczną i obliczeniową. Każdemu zadaniu odpowiada punktacja 0 3pkt. Część pisemna egzaminu jest zaliczona po zdobyciu przez studenta minimum 8 punktów Liczba punktów Ocena W przypadku uzyskania przez studenta liczby punktów 0 7 (lub w przypadku wyrażenia przez studenta chęci poprawy oceny z egzaminu pisemnego) musi on zdać egzamin ustny. Na egzaminie ustnym student losuje trzy zadania. Każde z nich podzielone jest na część teoretyczną i obliczeniową. Każdemu zadaniu odpowiada punktacja 0 3pkt. Część ustna egzaminu jest zaliczona po zdobyciu przez studenta minimum czterech punktów. Student, który zaliczył część ustną egzaminu (ale z części pisemnej otrzymał ocenę niedostateczną) otrzymuje ocenę końcową dostateczną. Ćwiczenia ocena końcowa jest średnią arytmetyczną ocen ze sprawozdań do ćwiczeń wykonanych przez studenta. Brana jest także pod uwagę aktywność studenta na zajęciach a także ocena z tzw. sprawdzianu praktycznego. Całkowity nakład pracy studenta potrzebny do osiągnięcia założonych efektów w godzinach oraz punktach ECTS Język wykładowy Praktyki zawodowe w ramach przedmiotu Aktywność Liczba godzin/ nakład pracy studenta wykład 30 godz. ćwiczenia 30 godz. przygotowanie do ćwiczeń 45 godz. przygotowanie do egzaminu 10 godz. udział w egzaminie pisemnym 3 godz. udział w konsultacjach 2 godz. SUMA GODZIN 120 LICZBA PUNKTÓW ECTS 4 polski nie

6 Literatura Literatura podstawowa: 1. A.K Wróblewski, J.A. Zakrzewski, Wstęp do fizyki, PWN, Warszawa D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Podstawy fizyki, PWN, Warszawa J. Kalisz, M. Massalska, J.M. Massalski, Zbiór zadań z fizyki z rozwiązaniami, PWN, Warszawa J. Jędrzejewski, W. Kruczek, A. Kujawski, Zbiór zadań z fizyki, WNT, Warszawa H. Szydłowski, Pracownia fizyczna, PWN, Warszawa J. Smela, T. Zamorski, A. Puch, Pierwsza pracownia fizyczna - przewodnik, Wydawnictwo Oświatowe FOSZE, Rzeszów J.R. Taylor, Wstęp do analizy błędu pomiarowego, PWN, Warszawa T. Dryński, Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki, PWN, Warszawa Sz. Szczeniowski, Fizyka doświadczalna, PWN, Warszawa Literatura uzupełniająca: 1. M. Herman, A. Kalestyński, L. Widomski, Podstawy fizyki dla kandydatów na wyższe uczelnie, PWN, Warszawa R. Resnick, D. Halliday, Fizyka, PWN, Warszawa Podpis koordynatora przedmiotu Podpis kierownika jednostki