Opis poszczególnych przedmiotów (Sylabus) Nazwa Przedmiotu: Fizyka Kod przedmiotu: Typ przedmiotu: obowiązkowy Poziom przedmiotu: podstawowy Rok studiów, semestr: rok pierwszy, semestr VII (studia II stopnia) Liczba punktów ECTS: Metody nauczania: 15 godz. wykład, 15 godz. ćwiczeń Język wykładowy: polski Imię i nazwisko wykładowcy: dr Krzysztof Kucab Wymagania wstępne: znajomość rachunku wektorowego oraz różniczkowocałkowego Cele przedmiotu (efekty kształcenia i kompetencji): Zapoznanie studenta z podstawowymi prawami elektromagnetyzmu, a w szczególności otrzymanie równań pola Maxwella. Po zakończeniu kursu student posiada wiadomości dotyczące elektrostatyki (pól ładunków elektrycznych będących w spoczynku), pól pochodzących od prądów stałych a także pól wolnozmiennych w czasie. LP. Treści merytoryczne przedmiotu LICZBA GODZIN Wykład 1. Wiadomości wstępne. Przypomnienie podstawowych wiadomości odnośnie fizyki klasycznej. 2. Pola ładunków w spoczynku. - pole elektrostatyczne w próżni (prawo Coulomba); - prawo Gaussa; - potencjał skalarny pola; - pojemność przewodników; - energia pola elektrycznego; - pole elektryczne w materii (wektor polaryzacji i indukcji); - metody wytwarzania wysokich potencjałów.
. Pola prądów stałych. - podstawowe prawa rządzące przepływem prądu elektrycznego (prawo Ohma, Joule a-lenza, prawa Kirchhoffa); - klasyczna teoria przewodnictwa elektrycznego metali; - metale, półprzewodniki i izolatory; - prądy w cieczach (dysocjacja elektrolityczna, prawa elektrolizy); - siły w polu magnetycznym w próżni (siła Lorentza, klasyczny efekt Halla); - pole magnetyczne wokół przewodników z prądem (prawo Biota-Savarta, prawo Gaussa, prawo Ampère a); - potencjał wektorowy pola magnetycznego. 4. Pola wolnozmienne w czasie. - indukcja elektromagnetyczna; - prawo Faradaya; - samoindukcja i indukcja wzajemna; - reguła Lenza; - energia pola magnetycznego. 5. Pole magnetyczne w materii - diamagnetyzm; - paramagnetyzm; - ferromagnetyzm; - obwody magnetyczne (wzory Hopkinsona, siła nośna elektromagnesu). Razem Ćwiczenia 1. Przypomnienie wiadomości: - operator nabla, operator Laplace a; - gradient, dywergencja, rotacja (podstawowe tożsamości); - twierdzenie Gaussa-Ostrogradskiego; - twierdzenie Stokesa; - notacja wskaźnikowa i konwencja sumacyjna Einsteina. 2. Pola ładunków w spoczynku: - zastosowanie prawa Gaussa (pole równomiernie naładowanej kuli, pole nieskończenie długiego walca, pole nieskończonej płaszczyzny przewodzącej oraz układu dwóch płaszczyzn); - przykłady obliczania potencjału elektrycznego (potencjał ładunku punktowego, dwie powierzchnie sferyczne, nieskończenie długi walec, dwie nieskończone płaszczyzny, metoda obrazów); - wyznaczanie pojemności układu kondensatorów płaskich.. Pola prądów stałych: - kolokwium z działu Pola ładunków w spoczynku (45 min); - wyznaczanie oporu zastępczego układu oporników; - stosowanie praw Kirchhoffa do układów elektrycznych; - łączenie szeregowe i równoległe n ogniw; - zastosowanie prawa Biota-Savarta, Gaussa i Ampère a do prostych zagadnień; - wyznaczanie potencjału wektorowego pola. 15h
4. Pola wolnozmienne w czasie: - kolokwium z działu Pola prądów stałych (45 min); - obliczanie współczynnika samoindukcji dla obwodów o prostych własnościach geometrycznych; - obliczanie samoindukcyjnych prądów włączania i wyłączania; - obliczanie współczynnika indukcji wzajemnej; - przekształcanie równań Maxwella. 5. Pole magnetyczne w materii: - obliczanie częstości cyklotronowej i Larmora; - równanie na wektor namagnesowania diamagnetyków i paramagnetyków; - obliczanie podatności magnetycznej; - obliczanie obwodów magnetycznych. Razem 15h Metody oceny: Ćwiczenia: Zaliczone dwa kolokwia, pozytywne odpowiedzi przy tablicy. Egzamin: Do egzaminu można przystąpić po zaliczeniu ćwiczeń rachunkowych. Egzamin będzie się składał z części pisemnej (2h) i ustnej. Spis zalecanych lektur: 1. A.K. Wróblewski, J.A. Zakrzewski, Wstęp do fizyki, tom 2, cz. 2, PWN, Warszawa 1991. 2. J.D. Jackson, Elektrodynamika klasyczna, PWN, Warszawa 1982.. R.S. Ingarden, A. Jamiołkowski, Elektrodynamika klasyczna, PWN, Warszawa 1981. 4. M. Suffczyński, Elektrodynamika, PWN, Warszawa 1980. 5. Dowolny podręcznik z elektrodynamiki na poziomie uniwersyteckim. /podpis prowadzącego/ /podpis Kierownika Zakładu/
II. (B) Opis poszczególnych przedmiotów Podstawowy, średnio-zaawansowany, zaawansowany. II.B.4 II.B.7 Poziom przedmiotu (level of course) Metody nauczania (teaching methods) Poziom można zdefiniować przy pomocy takich czynników jak: * Warunki wstępne (dopuszczające) * Efekty kształcenia (learning outcomes) * Informacje bibliograficzne Szczegółowe informacje na temat form zajęć/metod nauczania, w tym liczba godzin tygodniowo oraz całkowita liczba tygodni obejmujących: * wykłady * konsultacje (zarówno regularne, jak też organizowane w indywidualnych przypadkach) * seminaria i warsztaty grupowe * praca w laboratorium * projekty i prace terenowe * inne ćwiczenia/zajęcia praktyczne * formy kształcenia na odległość (jeśli są stosowane) * inne metody/formy II.B.10 Wymagania wstępne (prereguisites) Zakres wiadomości/ umiejętności/ kompetencji, jakie powinien już posiadać student przed rozpoczęciem nauki przedmiotu, a także specyfikacja innych przedmiotów lub programów, które należy zaliczyć wcześniej. II.B.11 II.B.12 II.B.1 Cele przedmiotu (wskazane jest określenie celów jako efektów kształcenia i kompetencji) (objectives of the course, preferably expressed in terms of learning outcomes and competences) Treści merytoryczne przedmiotu (course contents) Metody oceny (assessment methods) Opis zakładanych kompetencji i umiejętności jakie student nabywa w wyniku zaliczenia przedmiotu. Jasny i zwięzły opis treści przedmiotu pozwalający określić jego zakres tematyczny. Powinien się tu znaleźć dokładny opis metod oceny pracy studenta, w ramach danego przedmiotu, z uwzględnieniem takich elementów jak forma, czas trwania, kalendarz (okres, częstotliwość), a także terminy zapisów na egzaminy i sesji egzaminacyjnych (także terminy odbiegające od regulaminowych). Do najbardziej popularnych form pomiaru/oceny pracy studenta należą: * egzaminy ustne lub pisemne * eseje/ wypracowania * dysertacje * prace semestralne/ roczne/ dyplomowe * projekty i ćwiczenia praktyczne * praktyki * ocenianie ciągłe
II.B.14 Spis zalecanych lektur (recommended reading) Wykaz lektur i innych materiałów zalecanych studentom podejmującym naukę przedmiotu.