KARTA KURSU Nazwa Nazwa w j. ang. Fizyka Physics Kod Punktacja ECTS* 4 Koordynator Dr Dorota Wierzuchowska Zespół dydaktyczny Dr hab. prof. UP Czesław Kajtoch Opis kursu (cele kształcenia) Przypomnienie i poszerzenie wiadomości teoretycznych z wybranych działów fizyki. Doskonalenie umiejętności powiązania praw fizyki ze zjawiskami zachodzącymi w przyrodzie i życiu codziennym. Rozumienie zasad pracy w laboratorium i prowadzenia eksperymentów. Znajomość fizycznych podstaw prowadzonych doświadczeń, umiejętność opracowania danych pomiarowych. Doskonalenie umiejętności rachunkowych i wyciągania wniosków z wyników eksperymentów. Warunki wstępne Wiedza Znajomość podstawowych zagadnień z fizyki, matematyki, biologii i chemii w zakresie szkoły ponadgimnazjalnej. Podstawowa znajomość teoretyczna analizy danych eksperymentalnych. Umiejętności Kursy Zastosowanie w/w wiedzy do rozwiązywania prostych problemów z fizyki. Umiejętność przeprowadzania prostych pomiarów fizycznych, posługiwania się przyrządami pomiarowymi oraz prezentacji wyników pomiarów. Przedmioty prowadzone w szkole ponadgimnazjalnej. 1
Efekty kształcenia Wiedza W 01 Poszerzenie i utrwalenie wiedzy o prawach i zjawiskach fizycznych z wybranych działów fizyki: grawitacja, podstawy mechaniki klasycznej, hydromechanika, drgania i fale w ośrodkach sprężystych, akustyka, elektryczność i magnetyzm, fale elektromagnetyczne, elektryczne i magnetyczne właściwości materii, elementy fizyki ciała stałego, optyka geometryczna i falowa, elementy fizyki jądrowej, promieniotwórczość, elementy kosmologii. W 02 Znajomość metod pomiarów wybranych wielkości fizycznych: odległość, masa, czas, przyspieszenie ziemskie, gęstość ciał stałych i cieczy, moment bezwładności, moduły sztywności i Younga, lepkość, napięcie powierzchniowe, ciepło topnienia, współczynnik załamania światła, długość fali światła, napięcie i natężenie prądu, opór przewodnika. W 03 Znajomość praw i zjawisk fizycznych, na których oparte są te metody pomiaru. Umiejętności U 01 Student rozumie podstawowe prawa fizyki i ich powiązanie ze zjawiskami i procesami zachodzącymi w przyrodzie. U 02 Student potrafi wyjaśnić wykorzystanie praw fizyki w technice i życiu codziennym. U 03 Student posiada umiejętność posługiwania się prostymi przyrządami pomiarowymi i laboratoryjnymi: suwmiarka, śruba mikrometryczna, stoper, waga laboratoryjna i analityczna, mikroskop. U 04 Student potrafi zorganizować stanowisko pracy do doświadczeń i przeprowadzić proste pomiary fizyczne. U 05 Student posiada umiejętności analizy danych pomiarowych, prezentacji i interpretacji wyników oraz analizy niepewności pomiarowych. K_U13 K_U24 K_U02 K_W16, K_U17 K_W13, K_U02, K_U05, K_U06, K_U07 2
Kompetencje społeczne K01 Student potrafi krytycznie ocenić własną wiedzę i rozumie potrzebę samokształcenia, potrafi samodzielnie wyszukiwać, przetwarzać i analizować informacje z różnych źródeł, także w językach obcych. K02 Student potraf formułować problem i stosować wiedzę do praktycznego jego rozwiązania. K03 Student potrafi pracować zespołowo; rozumie konieczność systematycznej pracy i odpowiedzialności za podjęte działania. K04 Student rozumie i docenia znaczenie etyki i uczciwości intelektualnej oraz respektuje prawa innych ludzi i zasady równouprawnienia. K_K01, K_K03, K_K05 K_K07, K_K10, K_K11 K_K02, K_K07, K_K12 K_K13, K_K14 Organizacja Forma zajęć Wykład (W) Ćwiczenia w grupach A K L S P E Liczba godzin 15 30 Opis metod prowadzenia zajęć Wykłady są ściśle skorelowane z tematyką odbywających się zajęć laboratoryjnych. Prezentacje do wykładów dostępne są dla studentów w Internecie. Ilustracją do zagadnień omawianych na wykładach są również pokazy eksperymentów fizycznych. 3
E learning Gry dydaktyczne Ćwiczenia w szkole Zajęcia terenowe Praca laboratoryjna Projekt indywidualny Projekt grupowy Udział w dyskusji Referat Praca pisemna Egzamin ustny Egzamin pisemny Inne Formy sprawdzania efektów kształcenia W01 X X X X X W02 X X X X X W03 X X X X X U01 X X X X X U02 X X X X X U03 X X U04 X X U05 X X X X K01 X X X X K02 X X X X K03 X X X X K04 X X X Kryteria oceny Przed przystąpieniem do zajęć, w formie pisemnej lub ustnej, sprawdzane jest przygotowanie studentów i oceniane są odpowiedzi. Ćwiczenia wykonywane są w grupach, następnie indywidualnie opracowywane. Ocenie podlega przygotowanie teoretyczne, umiejętności praktyczne oraz opracowanie i interpretacja wyników pomiarów. Ocena końcowa jest średnią (ważoną) wszystkich ocen. Uwagi Prezentacje do wykładów http://ultra.ap.krakow.pl/~dowierzu/ oraz informacje dla studentów http://www.ap.krakow.pl/prac1/pr1.html dostępne są w Internecie. Treści merytoryczne (wykaz tematów) 1. Pomiary wielkości fizycznych, podstawowe jednostki układu SI, wielkości skalarne i wektorowe, siły działające w przyrodzie, oddziaływania fundamentalne. Prawo powszechnego ciążenia, prawo Coulomba. Wpływ oddziaływań różnego rodzaju na organizmy żywe. 2. Prawa i zasady fizyki. Zasady zachowania: energii, pędu, momentu pędu, ładunku. 3. Mechanika: statyka, kinematyka, dynamika. Wielkości opisujące ruch. Klasyfikacja ruchów. Zasady dynamiki Newtona. 4. Drgania i fale w ośrodkach sprężystych, drgania harmoniczne. Elementy akustyki. 5. Hydrostatyka: ciśnienie hydrostatyczne, prawo Pascala, równowaga cieczy w naczyniach połączonych, prawo Archimedesa. Napięcie powierzchniowe, metody pomiaru napięcia powierzchniowego. Znaczenie napięcia powierzchniowego w przyrodzie. 6. Hydrodynamika: rodzaje przepływu, prawo ciągłości strugi, prawo Bernoulliego. 7. Lepkość cieczy, prawo Newtona, prawo Stokesa, pomiar lepkości cieczy. 8. Prawo Coulomba, wielkości charakteryzujące pole elektryczne. 9. Prąd stały i zmienny. Opór elektryczny, prawo Ohma, prawa Kirchhoffa. 10. Pole magnetyczne, siła magnetyczna, indukcja magnetyczna. 4
11. Elektryczne i magnetyczne właściwości materii, metale, półprzewodniki, izolatory. 12. Fala elektromagnetyczna, światło widzialne, składanie i rozkładanie barw. 13. Optyka geometryczna: prawo odbicia i załamania, całkowite wewnętrzne odbicie. Przyrządy optyczne: zwierciadło płaskie i kuliste, lupa i mikroskop. 14. Pomiar współczynnika załamania światła. 15. Optyka falowa: zasada Hugensa, dyfrakcja i interferencja, polaryzacja światła. 16. Jadro atomowe: doświadczenie Rutherforda, budowa jadra atomowego, siły jądrowe, energia wiązania jądra atomowego. Reakcje jądrowe, rozpad alfa, beta i gamma. Prawo rozpadu promieniotwórczego. Energia jądrowa, rozpad i synteza jądrowa. 17. Promieniowanie jądrowe w środowisku. Promieniotwórczość naturalna i sztuczna. Oddziaływanie promieniowania jądrowego z materią. 18. Magnetyczny rezonans jądrowy. Wykaz literatury podstawowej PODSTAWOWA Holliday D., Resnick R., Walker J., Podstawy Fizyki, Wydawnictwo Naukowe PWN 2009 Sawieliew I.W., Wykłady z fizyki, Wydawnictwo Naukowe PWN 2003 I Pracownia Fizyczna. pod red. Cz. Kajtocha, Wydawnictwo Naukowe AP, Kraków 2007 Wykaz literatury uzupełniającej Dryński T., Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki. PWN Szydłowski H., Pracownia fizyczna, PWN Zawadzki A., Hofmokl H., Laboratorium fizyczne, PWN Bilans godzinowy zgodny z CNPS (Całkowity Nakład Pracy Studenta) Ilość godzin w kontakcie z prowadzącymi Wykład 15 Konwersatorium (ćwiczenia, laboratorium itd.) 30 Pozostałe godziny kontaktu studenta z prowadzącym Lektura w ramach przygotowania do zajęć 30 Ilość godzin pracy studenta bez kontaktu z prowadzącymi Przygotowanie krótkiej pracy pisemnej lub referatu po zapoznaniu się z niezbędną literaturą przedmiotu Przygotowanie projektu lub prezentacji na podany temat (praca w grupie) Przygotowanie do egzaminu 20 25 Ogółem bilans czasu pracy 120 Ilość punktów ECTS w zależności od przyjętego przelicznika 4 5