1

Zagadnienia do egzaminu do kursu Fizyki 2

Zagadnienia zredagowane kursywom są przeznaczone do samodzielnego

przestudiowania/przypomnienia przez studentów

.

1.

Elektrostatyka ‒ kwantyzacja ład. elektrycznego, zasada zachowania ład. elektrycznego,
pojęcie pola elektrostatycznego, linie pola, prawa: Gaussa (postać całkowa) i Coulomba,
natężenie i potencjał pola elektrostatycznego ładunku punktowego, zasada superpozycji,
zachowawczy charakter pola, potencjalna energia elektrostatyczna, potencjał elektrostatyczny,
wyznaczanie natężenia pola wybranych rozkładów ciągłych wysoce symetrycznych
z wykorzystaniem całkowego prawa Gaussa: pole jednorodnie naładowanej sfery/kuli i
nieskończonej płaszczyzny; dipol elektryczny, dipol w polu elektrostatycznym (energia
potencjalna, moment siły), przewodnik w zewnętrznym polu elektrycznym (ekranowanie);
wybrane zastosowania elektrostatyki: zasada działania kserokopiarki, filtru elektro-
statycznego)

;

pojemność elektryczna: kondensator płaski, łączenie kondensatorów, energia

i gęstość energii pola elektrostatycznego na przykładzie kondensatora płaskiego, dielektryk w
polu elektrycznym, kondensator z dielektrykiem; rozdziały 22-26 tomu 3. podręcznika
HRW, D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, PODSTAWY FIZYKI, Wydawnictwo Naukowe
PWN, Warszawa 2003.

2.

Prąd stały ‒ natężenie i wektor gęstość prądu elektrycznego, opór elektryczny i opór
właściwy, przewodnictwo elektryczne metali, prawa Ohma i Kirchhoffa, praca i moc, obwody
elektryczne; rozdziały 27 i 28 tomu 3. oraz 42. rozdział tomu 5. podręcznika HRW.

3.

Magnetostatyka ‒ pojęcie pola magnetostatycznego, pole magnetyczne: Ziemi, magnesów
sztabkowych, elektromagnesów; wektory natężenie i indukcji, siła Lorentza, ruch ładunków
elektrycznych w polu elektromagnetycznym (cyklotron, spektrometr mas, wyznaczanie e/m,
selektory prędkości), klasyczny efekt Halla, przewodnik i ramka z prądem w polu
magnetycznym, dipolowy moment magnetyczny, dipol magnetyczny w zewnętrznym polu
magnetycznym (energia potencjalna, moment siły), źródła pola, prawa Biota-Savarta
i Ampere’a, wyznaczanie pól magnetostatycznych wybranych źródeł (prostoliniowy i kołowy
przewodnik z prądem, cewka), oddziaływanie dwóch równoległych przewodników z prądem,
definicja jednostki natężenia prądu elektrycznego; rozdziały 29 i 30 tomu 3. podręcznika
HRW.

4.

Indukcja elektromagnetyczna ‒ pojęcie strumienia pola magnetycznego, prawo
Faradaya, reguła Lenza, prądy wirowe, indukcyjność cewki, samoindukcja, energia i gęstość
energii pola magnetycznego, obwód RLC, rozdziały 31 i 33 tomu 3. podręcznika HRW.

5.

Równania Maxwella ‒ prąd przesunięcia, układ równań Maxwella (postać całkowa
i różniczkowa)

i

równania

materiałowe,

materiały

magnetyczne

(paramagnetyki,

diamagnetyki, ferromagnetyki); rozdział 32 tomu 3. podręcznika HRW.

6.

Fale elektromagnetyczne ‒ widmo i prędkość fal elektrom., fale płaskie sinusoidalne,
równanie fali, energia, pęd i ciśnienie fali elektromagnetycznej, wektor Poyntinga,
polaryzacja światła, prawo Malusa, współczynnik załamania (związek z względnymi
przenikalnościami ośrodków);

prawa optyki geometrycznej (prawo załamania, odbicia,

całkowite wewnętrzne odbicie, polaryzacja przy odbiciu, kąt Brewstera)

,

dyspersja,

metamateriały elektromagnetyczne (osłony niewidki),

obrazowanie za pomocą zwierciadeł i

cienkich soczewek

; rozdziały 34, 35 i 36 tomu 4. podręcznika HRW.

2

7.

Elementy optyki falowej ‒ interferencja i dyfrakcja światła, doświadczenie Younga,
interferencja w cienkich warstwach, pierścienie Newtona, dyfrakcja na otworach kołowych,
zdolność rozdzielcza układów optycznych, kryterium Rayleigha, aberracje, dyfrakcja
promieni X na kryształach (

tomografia komputerowa, fizjologiczne efekty działania

promieniowania elektromagnetycznego)

; rozdziały 36 i 37 tomu 4. podręcznika HRW.

8.

Szczególna teoria względności ‒ postulaty Einsteina, transformacje Lorentza; skrócenie
długości, dylatacja czasu, paradoks bliźniąt, transformacja prędkości, elementy dynamiki
relatywistycznej, równoważność masy i energii; rozdział 38 tomu 4. podręcznika HRW.

9.

Elementy mechaniki kwantowej

−

prawa promieniowania ciała doskonale czarnego

,

foton

−

kwant światła i zjawisko fotoelektryczne, pęd fotonu i zjawisko Comptona, fale materii
i dualizm korpuskularno-falowy, zasada nieoznaczoności Heisenberga, trój- i jednowy-
miarowe równania Schrödingera (czasowe i bezczasowe), funkcja falowa i jej interpretacja,
tunelowanie kwantowe (skaningowy mikroskop tunelowy), elektron w nieskończenie
głębokiej studni potencjalnej, kwantowanie energii,

model Bohra atomu wodoru

,

doświadczenie Francka–Hertza, spin i spinowy moment magnetyczny elektronów,
doświadczenie Sterna-Gerlacha, zakaz Pauliego, liczby kwantowe i budowa układu
okresowego pierwiastków, oddziaływania światła z materią: emisja i absorpcja światła, fizyka
działania lasera; rozdziały 39-41 tomu 4. podręcznika HRW.

10.

Elementy fizyki ciała stałego ‒ budowa i model pasmowy ciał stałych, półprzewodniki
samoistne i domieszkowane, fizyka wybranych urządzeń półprzewodnikowych (złącze p-n,
dioda, LED, MOSFET); rozdział 42. tomu 5. podręcznika HRW.

11.

Podstawy fizyki jądra atomowego ‒ wielkości charakteryzujące jądro, spin jądra, siły
jądrowe, energia wiązania i stabilność jądra, promieniotwórczość naturalna i sztuczna, prawo
i rozpady promieniotwórcze, datowanie radioizotopowe, reakcje jądrowe, rozszczepianie
i synteza jąder,

reaktory i elektrownie jądrowe (katastrofa w Czarnobylu, projekt ITER),

biologiczne efekty napromieniowania, obrazowanie za pomocą rezonansu magnetycznego

;

rozdziały 43. i 44. tomu 5. podręcznika HRW..

12.

Elementy fizyki cząstek elementarnych i astrofizyki ‒ oddziaływania fundamentalne;
fermiony i bozony, standardowy model cząstek elementarnych (leptony, kwarki, cząstki
pośredniczące), LHC i bozon Higgsa, unifikacja oddziaływań, budowa Wszechświata
(promieniowanie reliktowe, skład), standardowy model rozszerzającego się Wszechświata
(Wielki Wybuch, prawo Hubble’a), jednostki Plancka, przyszłość Wszechświata; rozdział 45.
tomu 5. podręcznika HRW.

W. Salejda