SYLABUS Nazwa przedmiotu Optyka atmosfery Nazwa jednostki prowadzącej przedmiot Wydział Matematyczno Przyrodniczy UR Kod przedmiotu Studia Kierunek studiów Poziom kształcenia Forma studiów Fizyka Techniczna studia pierwszego studia stacjonarne stopnia Rodzaj przedmiotu przedmiot specjalnościowy Odnawialne źródła energii Rok i semestr studiów III rok, semestr V Imię i nazwisko koordynatora przedmiotu dr hab. Piotr Gronkowski, prof. UR Imię i nazwisko osoby prowadzącej ( osób prowadzących) zajęcia z przedmiotu dr hab. Piotr Gronkowski, prof. UR, wykład i ćwiczenia laboratoryjne Cele zajęć z przedmiotu Celem przedmiotu jest: zapoznanie studentów z zagadnieniami dotyczącymi fizyki i chemii atmosfery i zachodzących w niej zjawisk optycznych. Omówiony zostanie skład chemiczny atmosfery oraz reakcje chemiczne i fotochemiczne w różnych jej warstwach. W oparciu o prawa optyki oraz fotometrii wyjaśnione będą i opisane zarówno jakościowo jak i ilościowo m.in. takie zjawiska jak: miraże, gloria, wieniec, iryzacja, słupy świetlne, kręgi przysłoneczne, łuki zenitalne, tęcza, zorza. Na części wykładu przedstawione będzie krótkie omówienie metod badawczych związanych z atmosferą oraz bilans energetyczny Ziemi. Wymagania wstępne - Znajomość podstaw fizyki ze szczególnym uwzględnieniem: podstaw optyki, fotometrii, interferometrii oraz budowy i zasady działania podstawowych przyrządów optycznych; - Znajomość zjawisk związanych z powstawaniem i rozchodzeniem się fal elektromagnetycznych oraz prawami promieniowania ciała doskonale czarnego. Wiedza: Efekty kształcenia ma wiedzę w zakresie matematyki obejmującą matematykę elementarną, algebrę liniową z geometrią, analizę oraz elementy matematyki dyskretnej, w tym metody matematyczne fizyki oraz metody numeryczne niezbędną do opisu oraz modelowania zjawisk fizycznych, prostych obiektów technicznych, zwłaszcza z wykorzystaniem techniki cyfrowej FT_W01 zna podstawowe prawa optyki geometrycznej i falowej, akustyki, fotometrii, elektryczności i magnetyzmu, termodynamiki, fizyki molekularnej; potrafi opisać zjawiska i procesy na gruncie termodynamiki i fizyki statystycznej FT_W0
ma podstawową wiedzę o powiązaniach fizyki z chemią, przydatną do formułowania i rozwiązywania zagadnień inżynierskich FT_W04 ma wiedzę w zakresie elektrodynamiki, mechaniki kwantowej oraz fizyki atomu i cząsteczki FT_W07 ma podstawową wiedzę w zakresie; inżynierii oprogramowania przydatnej do sporządzania dokumentacji naukowej, ochrony własności przemysłowej i prawa autorskiego, potrafi korzystać z zasobów informacji patentowej FT_W10 Umiejętności: posiada umiejętność analizy, opisu, modelowania i przystępnego przedstawiania zjawisk fizycznych z zakresu podstawowych działów fizyki, potrafi dokonać analizy sygnałów i prostych systemów przetwarzania sygnałów, stosując techniki analogowe i cyfrowe oraz odpowiednie narzędzia sprzętowe FT_U01 posiada umiejętności wykonywania pomiarów podstawowych wielkości elektrycznych i nieelektrycznych; potrafi opracować wyniki eksperymentów pomiarowych w tym szacować niepewności wyników pomiarów, ma świadomość stosowania przybliżeń w opisie wielkości FT_U0 posiada umiejętność stosowania metod numerycznych do rozwiązywania wybranych problemów fizycznych i technicznych potrafi wykorzystywać do formułowania i rozwiązywania problemów także metody analityczne, symulacyjne, eksperymentalne FT_U04 Kompetencje społeczne: rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się (studia drugiego i trzeciego stopnia, studia podyplomowe, kursy) podnoszenia kompetencji zawodowych, osobistych i społecznych FT_K01 Forma(y) zajęć, liczba realizowanych godzin wykład 15 godz. ćw. audytoryjne 30 godz.
Treści programowe Lp. A. Problematyka wykładu Liczba godzin 1. Wstęp. Ziemia jako ciało kosmiczne. Budowa fizyczna i ogólna charakterystyka atmosfery Ziemi.. Przyrządy optyczne służące do pomiarów wielkości optycznych w atmosferze. 3. Bilans energetyczny. Powstawanie chmur i opadów, dynamika atmosfery, powstawanie wiatrów. 4. Wybrane elementy optyki geometrycznej i falowej. Rozpraszanie i absorpcja światła przez małe cząstki, albedo, rodzaje rozpraszania na cząstkach. Parametry opisujące rozpraszanie. 5. Wpływ atmosfery na promieniowanie elektromagnetyczne. Oddziaływanie Słońca na Ziemię. Stała słoneczna, cykl aktywności Słońca i jego wpływ na klimat. 6. Chemia atmosfery, skład, krążenie wody, krążenie głównych pierwiastków (związki siarki, azotu i węgla), zanieczyszczenia atmosfery. Pomiar wybranych wielkości fizycznych w atmosferze. Badania satelitarne atmosfery zagadnienie skażenia atmosfery, efekt cieplarniany, lidar. 7. Fizyka wybranych zjawisk optycznych w atmosferze np. tęcza, halo, zorza polarna, miraże, ognie św. Elma. 8. Atmosfery innych ciał niebieskich problem 1 stabilności atmosfery, ucieczka atmosfery. Oddziaływanie wiatru słonecznego na atmosfery komet. SUMA GODZIN 15 Lp. B. Problematyka ćwiczeń laboratoryjnych Liczba godzin 1. Ćwiczenie wprowadzające identyfikacja 4 obiektów astronomicznych.. Podstawowe optyczne przyrządy obserwacyjne. 4 3. Badanie atmosfery Słońca. Opracowanie fotografii Słońca wielkość protuberancji. 4 4. Stała słoneczna 4 5. Badanie rozproszenia światła. 4 6. Wpływ atmosfery na jakość obserwacji zjawisko refrakcji atmosferycznej 4 7. Atmosfery wokół innych planet 4
8. Sprawdzian praktyczny. 9. Ćwiczenie rezerwowe: Identyfikacja chmur. 10. Ćwiczenie rezerwowe: Zasada działania optycznych przyrządów obserwacyjnych 11. Ćwiczenie rezerwowe: Właściwości optyczne atmosfery 1. Ćwiczenie rezerwowe: Fizyka tęczy, halo i zorzy polarnej 30 Metody dydaktyczne Sposób(y) i forma(y) zaliczenia Metody i kryteria oceny Wykład z prezentacją multimedialną, wykonywanie ćwiczeń laboratoryjnych, obserwacje astronomiczne ściśle związane z tematyką wykładów. Wykład: Forma zaliczenia: egzamin 1. Do egzaminu można przystąpić po uzyskaniu zaliczenia z laboratorium. Egzamin jest egzaminem pisemnym: testowy, testy wielokrotnego wyboru oraz pytania otwarte. Egzamin poprawkowy jest egzaminem ustnym, w którym zdający losuje zestaw trzech pytań z zagadnieniami podanymi w programie wykładu. Zaliczenie przedmiotu potwierdzi stopień osiągnięcia przez studenta zakładanych efektów kształcenia. Weryfikacja osiąganych efektów kształcenia kontrolowana jest na bieżąco w trakcie realizacji zajęć. Ocena uzyskana z zaliczenia przedmiotu pozwoli ocenić stopień osiągniętych efektów. Wykład: Sprawdzane będą treści przedstawione na wykładzie z uwzględnieniem przewidywanych dla przedmiotu efektów kształcenia. Laboratorium: Forma zaliczenia: zaliczenie z oceną Warunkiem zaliczenia jest: uzyskanie oceny z wiedzy i przygotowania merytorycznego do ćwiczeń, zaliczenie sprawozdań z ćwiczeń oraz zaliczenie sprawdzianu praktycznego polegającego na wykonaniu i omówieniu pomiarów z wylosowanego zestawu ćwiczeń. Ocena końcowa jest średnią z ocen cząstkowych.
Całkowity nakład pracy studenta potrzebny do osiągnięcia założonych efektów w godzinach oraz punktach ECTS Język wykładowy Praktyki zawodowe w ramach przedmiotu Literatura Podpis koordynatora przedmiotu Podpis kierownika jednostki Skala ocen: dst 51 60 % punktów +dst 61 70 % punktów db 71 80 % punktów +db 81 90 % punktów bdb 91 100 % punktów wykład laboratorium przygotowanie do laboratorium udział w konsultacjach przygotowanie do egzaminu udział w egzaminie Liczba pkt. ECTS w ramach zajęć wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli i studentów 15 godz. 30 godz. 15 godz. 8 godz. 30 godz. godz. 55 godz. ECTS SUMA GODZIN 100 LICZBA PUNKTÓW ECTS 4 polski brak Literatura podstawowa: 1. Iribarne J. V., Cho H. R., 1988, Fizyka atmosfery, PWN, Warszawa.. Boeker E,, Grondelle van E., 00, Fizyka środowiska, WN PWN, Warszawa. 3. Urszula Kossowska Cezak, Danuta Martyn, Krzysztof Olszewski, Maria Kopacz Lembowicz, Metrologia i klimatologia, pomiary, obserwacje, opracowania, PWN, 000. 4. Siemiński, Fizyka zagrożeń środowiska 5. A. Branicki, 011, Obserwacje i pomiary astronomiczne, Wyd.UW