F I Z Y K A

Dr Joanna Kłobukowska

Granice zainteresowań fizyki wyznaczają
dziedziny

leżące na pograniczu fizyki i innych nauk:

matematyki - fizyka matematyczna

biologii - biofizyka

chemii - chemia fizyczna

geologii - geofizyka

astronomii - astrofizyka

Podstawy kinematyki

Zasady dynamiki punktu materialnego

Zasady dynamiki dla bryły sztywnej

Zasady zachowania w mechanice

Grawitacja

Elementy szczególnej teorii względności

Drgania

Fale

Elektrostatyka

Prąd elektryczny stały

Magnetostatyka

Indukcja elektromagnetyczna

Drgania i fale elektromagnetyczne

Elementy optyki geometrycznej

Elementy optyki falowej

Wybrane zagadnienia fizyki ciała stałego

Podstawy mechaniki kwantowej

Elementy fizyki jądrowej

Cząstki elementarne i elementy kosmologii

a) Literatura główna:

1.J. Orear, Fizyka, t 1 i 2, WNT, Warszawa, 2005

2. M. A .Herman, A. Kalestyński, L. Widomski, Podstawy fizyki
dla kandydatów na wyższe uczelnie i studentów, PWN, Warszawa,

2004

3. W. Bogusz, J. Grabarczyk, F. Krok, Podstawy fizyki,
Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2005

4. D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Podstawy fizyki, t. 1-5, PWN,
Warszawa, 2003

b) Literatura zalecana:

1. J. Massalski, M. Massalska, Fizyka dla inżynierów. Część I.
Fizyka klasyczna, WNT, Warszawa, 1980

2. J. Massalski, Fizyka dla inżynierów. Część II.
Fizyka współczesna, WNT, Warszawa, 1977

3. A. Bujko, Zadania z fizyki z rozwiązaniami i komentarzami,
WNT, Warszawa, 2006

Długość,

pole powierzchni, objętość są zdefiniowane

w geometrii Euklidesowej.

Definicje 1 metra (historycznie):

część (1/107) odległości od bieguna do równika,

odległość między rysami na sztabie platynowej
(Międzynarodowe Biuro Miar i Wag w Sevres, Francja),

w oparciu o długość fal pewnej linii widmowej kryptonu 86Kr.

droga, którą w próżni przebywa światło w czasie 1/299792458 sekundy.

Czas

- jest pojęciem fizycznym, jego definicja jest związana

z pewnymi prawami fizyki. Np. prawa fizyki mówią, że:

(a) okres obrotu Ziemi musi być z dużą dokładnością stały;

(b) okres drgań oscylatora krystalicznego (zegarek, zegar komputera)
jest stały przy stałych warunkach zewnętrznych, takich jak np.
temperatura.

Obecnie najdokładniejsze zegary zliczają drgania promieniowania
emitowanego przez atomy izotopu cezu 133Cs.

Sekundę definiuje się

jako czas trwania 919263177109 drgań promieniowania

emitowanego przez 133Cs.

Modele matematyczne w fizyce

W fizyce wyniki badań podaje się w postaci liczb i praw

wyrażonych matematycznie. Matematyka jest, więc,

językiem fizyki; bez użycia matematyki nie można

opisać zjawisk fizycznych ani z teoretycznego ani

z doświadczalnego punktu widzenia (opis jakościowy,

opis ilościowy).

Stykając się z określoną sytuacją fizyczną fizyk stara się

dokonywać jej

idealizacji matematycznej

czy, jak mówimy,

symulacji

, sporządzając wyidealizowany model

matematyczny

tej sytuacji.

Idealizacja

polega na przyjęciu założeń upraszczających,

np. dla wahadła złożonego z kulki zawieszonej na nici:

przyjmujemy, że wahadło waha się w jednej płaszczyźnie,

pomijamy opór powietrza,

zaniedbujemy tarcie w punkcie zawieszenia,

zaniedbujemy masę nici,

zakładamy, że nić jest nierozciągliwa,

zakładamy, że cała masa kulki jest skupiona w jednym
punkcie
w jej środku masy.

Rozkładanie wektorów na składowe

  W działaniach na wektorach operuje się składowymi tych wektorów wyznaczonymi
w wybranym układzie odniesienia.
Składowe wektora wyznaczamy umieszczając początek wektora w początku
układu współrzędnych i rzutując koniec wektora na poszczególne osie wybranego
układu współrzędnych.

Rys. Wektor r i jego składowe r

x

, r

y

, r

z

w układzie współrzędnych

Iloczyn wektorowy

Iloczyn wektorowy dwóch wektorów a x b jest nowym
wektorem c, którego długość (wartość bezwzględna) jest
równa iloczynowi długości tych wektorów i sinusa kąta
pomiędzy nimi

Wektor c jest prostopadły do płaszczyzny wyznaczonej przez
wektory a i b. Zwrot jego jest określony regułą śruby
prawoskrętnej lub regułą prawej ręki. Jeżeli palce prawej ręki
zginają się w kierunku obrotu wektora a do wektora b (po
mniejszym łuku) to kciuk wskazuje kierunek wektora
c = a x b.

              

 

Rys. 1.3. Iloczyn wektorowy