Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć

Transkrypt

1 Nazwa modułu: Fizyka współczesna Rok akademicki: 2014/2015 Kod: GBG RM-s Punkty ECTS: 2 Wydział: Górnictwa i Geoinżynierii Kierunek: Budownictwo Specjalność: Renowacja i modernizacja obiektów budowlanych Poziom studiów: Studia II stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne Język wykładowy: Polski Profil kształcenia: Ogólnoakademicki (A) Semestr: 1 Strona www: Osoba odpowiedzialna: prof. dr hab. Bożek Piotr (piotr.bozek@fis.agh.edu.pl) Osoby prowadzące: 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 wie, że fizyka współczesna ma szerokie zastosowanie w życiu codziennym. BG2A_W01 M_W002 Student zna podstawowe pojęcia mechaniki kwantowej i wie, że zrozumienie działania urządzeń, którymi się posługuje teraz i które będzie używał w niedalekiej przyszłości wymaga poznania mechaniki kwantowej na elementarnym poziomie. BG2A_W07 Umiejętności M_U001 Student potrafi znaleźć powiązanie fizyki współczesnej z używanymi w jego dziedzinie technikami doświadczalnymi i stosowaną technologią BG2A_U16 M_U002 Student potrafi znaleźć literaturę dotyczącą problemu fizycznego z zakresu jego specjalności, zrozumieć istotę problemu, oraz opracować prezentację wyjaśniającą ten problem słuchaczom BG2A_U05 Kompetencje społeczne 1 / 5

2 M_K001 Student rozumie potrzebę ciągłego aktualizowania i poszerzania wiedzy z zakresu fizyki współczesnej stosowanej w technikach i technologii w jego dziedzinie zawodowej BG2A_K01 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 terenowe warsztatowe Inne E-learning Wiedza M_W001 M_W002 Umiejętności M_U001 M_U002 Student wie, że fizyka współczesna ma szerokie zastosowanie w życiu codziennym. Student zna podstawowe pojęcia mechaniki kwantowej i wie, że zrozumienie działania urządzeń, którymi się posługuje teraz i które będzie używał w niedalekiej przyszłości wymaga poznania mechaniki kwantowej na elementarnym poziomie. Student potrafi znaleźć powiązanie fizyki współczesnej z używanymi w jego dziedzinie technikami doświadczalnymi i stosowaną technologią Student potrafi znaleźć literaturę dotyczącą problemu fizycznego z zakresu jego specjalności, zrozumieć istotę problemu, oraz opracować prezentację wyjaśniającą ten problem słuchaczom Kompetencje społeczne M_K001 Student rozumie potrzebę ciągłego aktualizowania i poszerzania wiedzy z zakresu fizyki współczesnej stosowanej w technikach i technologii w jego dziedzinie zawodowej Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć) 2 / 5

3 Wykład 1. Wstęp: Najważniejsze odkrycia fizyki współczesnej i ich zatosowania 2. Podstawy mechaniki kwantowej a.dyfrakcja elektronów, neutronów i fulerenów b.funkcja falowa i równanie Schroedingera c.zasada nieoznaczoności Heisenberga d.dwa rodzaje cząstek: fermiony i bozony e.stany elektronowe w: -studni potencjału -atomie wodoru -atomach wieloelektronowych -metalu f. Układ okresowy pierwiastków 3. Komputery kwantowe 4. Sposoby zapisu informacji a. Zapis bitowy b. Budowa twardego dysku (HD) c. Magnetyzm d. Zapis informacji na HD -prawo indukcji Faraday a -gigantyczny magnetoopór (GMR) e. Solid State Memory (Pen Drive) 5. Nadprzewodnictwo i jego wykorzystanie a. Dwa rodzaje cząstek; Kondensacja Bosego-Einsteina b. Skroplenie powietrza i odkrycie nadprzewodnictwa c. Skąd wynika opór metali d. Efekt Meissnera e. Nadprzewodniki I i II rodzaju f. Nadprzewodnictwo wysokotemperaturowe g. Zastosowanie nadprzewodnictwa 6. Alternatywne źródła energii: energia jądrowa 7. Alternatywne źródła energii: energia słoneczna i wodorowe ogniwa paliwowe a. Dlaczego potrzebujemy nowych źródeł energii: zmiany klimatu b. Energetyka jądrowa -Rozszczepienie jąder atomowych: reakcja jądrowa; reakcja w pręcie paliwowym -Synteza jąder atomowych -Energetyka jądrowa: zagrożenia -Wzmacniacze energii c. Energetyka słoneczna d. Energetyka wodorowa 8. Kosmologia i model standardowy a. Przesunięcie ku czerwieni b. Promieniowanie tla c. wielki wybuch d. Rozszerzanie przyspiesza: Nobel 2011 e. Założenia modelu standardowego -Leptony, kwarki, hadrony -Bozony pośredniczące Problem mas cząstek (bozon Higgsa ) f. Doświadczalne sprawdzanie Modelu Standardowego: -Obserwacje bozonu Higgsa z CERN -Problem mas neutrin 3 / 5

4 audytoryjne Każdy student opracowuje i następnie przedstawia do jeden z następujących tematów: Charakterystyka planet układu słonecznego Budowa i ewolucja gwiazd Ewolucja i budowa Wszechświata Odkrycie i interpretacja promieniowania reliktowego Promieniowanie jądrowe. Detektory promieniowania jądrowego Reaktory jądrowe Reaktory termojądrowe Wykorzystanie energii słonecznej i wodorowe ogniwa paliwowe Promieniowanie Roentgena Promieniowanie ciała doskonale czarnego (CDC) Efekt fotoelektryczny zewnętrzny i wewnętrzny Doświadczenie Michelsona i Morley a Transformacja Lorentza i jej konsekwencje Teoria Bohra atomu wodoru Dyfrakcja elektronów. Fale de Broglie a. Zjawisko Comptona Kryształy wiązania krystaliczne Izolatory i metale teoria pasmowa ciał stałych Półprzewodniki i urządzenia półprzewodnikowe Masery i lasery. Zasada działania i zastosowania Nadprzewodnictwo Akceleratory Efekt Halla i zastosowania Równanie Schrodingera i zasada nieoznaczoności Kwantowy opis atomu wodoru Zakaz Pauliego. Atomy wieloelektronowe Cząstki elementarne założenia modelu standardowego Metody wytwarzania i pomiaru próżni Metody pomiaru temperatury. Wytwarzanie i pomiary pola magnetycznego Współczesne metody badania fal sejsmicznych Fizyczne podstawy współczesnych technik medycznych Nanotechnologie Unikatowe właściwości grafenu Ogniwa paliwowe Elektronika spinowa (spintronika) na przykładzie GMR oraz TMR Tunelowanie i skaningowy mikroskop tunelowy Sposób obliczania oceny końcowej Ocena końcowa powstaje głównie z zaliczenia ćwiczeń, ale też zależy od aktywności na wykładzie i od obecności na wykładach. Wymagania wstępne i dodatkowe Nie podano wymagań wstępnych lub dodatkowych. Zalecana literatura i pomoce naukowe W. Wilczek. Lekkość bytu. Masa, eter i unifikacja sił, Prószyński Media, Prószyński i S-ka, Styczeń 2011 Richard P. Feynman QED osobliwa teoria swiatła i materii. Prószyński i S-ka, styczeń / 5

5 J. O Rear, Fizyka tom 1 i 2 Bibliografia do ćwiczeń: O. Olenberg, C. Rasmusen, Fizyka współczesna, PWN, Warszawa V. Acosta, C.L. Cowan, B.J. Graham, Podstawy fizyki współczesnej, PWN, Warszawa J. Norwood, Fizyka współczesna, PWN, Warszawa C.F. v. Weizsacker, J. Juilfs, Fizyka współczesna, PWN, Warszawa Rybka, Astronomia ogólna. M. Heller, Ewolucja kosmosu i kosmologii. Paul A. Tipler, Ralph A. Llewellyn, Fizyka współczesna, PWN 2012 C. Kittel, Wstęp do fizyki ciała stałego, PWN, Warszawa D. Holliday, R. Resnick, Fizyka, tom I i II. C. Kittel at al., Mechanika. R. Feyman at. al., Feymana wykłady z fizyki G.K. White, Technika doświadczalna w fizyce niskich temperatur, PWN, Warszawa Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu Nie podano dodatkowych publikacji Informacje dodatkowe Uzyskanie pozytywnej oceny z ćwiczeń jest warunkiem koniecznym zaleczenia wykładu i uzyskania oceny końcowej Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS) Forma aktywności studenta Samodzielne studiowanie tematyki zajęć Przygotowanie do zajęć Udział w ćwiczeniach audytoryjnych Udział w wykładach Sumaryczne obciążenie pracą studenta Punkty ECTS za moduł Obciążenie studenta 8 godz 53 godz 2 ECTS 5 / 5