Fizyka I (B+C) Mechanika dr hab. Aleksander Filip Å»arnecki ZakÅ‚ad CzÄ…stek i OddziaÅ‚ywaÅ„ Fundamentalnych Instytut Fizyki DoÅ›wiadczalnej WykÅ‚ad I: " Informacje ogólne " Wprowadzenie Ò! Co to jest fizyka ? Ò! Czym zajmuje siÄ™ fizyka ? Ò! Ogólna klasyfikacja zjawisk Mechanika Program wykÅ‚adu AÄ…cznie 27 wykÅ‚adów " Wprowadzenie, pomiary fizyczne " Opis ruchu: kinematyka + 2 kolokwia " Kinematyka relatywistyczna " 15 listopada 2004 " Prawa ruchu: dynamika " 10 stycznia 2005 " Dynamika relatywistyczna poniedziaÅ‚ki; 1315 1700 (?) " Zasady zachowania " Ruch w polu siÅ‚ " OddziaÅ‚ywanie dwóch ciaÅ‚ " Mechanika bryÅ‚y sztywnej A.F.Å»arnecki WykÅ‚ad I 1 Zasady zaliczania Uzyskanie pozytywnej oceny koÅ„cowej z wykÅ‚adu możliwe jest po pozytywnym zaliczeniu części rachunkowej i zdaniu egzaminu teoretycznego. Część rachunkowa Zaliczenie części rachunkowej odbywa siÄ™ na podstawie: " obecnoÅ›ci na ćwiczeniach, Obecność na ćwiczeniach jest obowiÄ…zkowa. Bez usprawiedliwienia student może opuÅ›cić co najwyżej 2 ćwiczenia. Zwolnienie możliwe jest jedynie w wyjÄ…tkowych przypadkach. " wyników dwóch kolokwiów, Z kolokwiów i egzaminu można uzyskać maksymalnie po 20 punktów. Dodatkowo do 5 punktów można uzyskać za aktywne uczestniczenie w ćwiczeniach. " części rachunkowej egzaminu pisemnego Do zaliczenia konieczne jest uzyskanie Å‚Ä…cznie przynajmniej 30 punktów. Dopuszczenie do egzaminu pisemnego: przynajmniej 10 punktów z kolokwiów i ćwiczeÅ„. A.F.Å»arnecki WykÅ‚ad I 2 Zasady zaliczania Zadania domowe NieobowiÄ…zkowe. BÄ™dÄ… sprawdzane przez asystentów jeÅ›li zostanÄ… oddane w terminie. MogÄ… mieć wpÅ‚yw na ocenÄ™ asystenta. Część zadaÅ„ kolokwialnych i egzaminacyjnych wzorowana na zadaniach domowych! Część teoretyczna Egzamin teoretyczny skÅ‚ada siÄ™ z: " testu pisemnego (w poÅ‚Ä…czeniu z egzaminem rachunkowym) " egzaminu ustnego pod warunkiem zaliczenie części rachunkowej i testu pisemnego W przypadku gdy wyniki części rachunkowej i testu pisemnego pozwolÄ… na zaproponowanie oceny koÅ„cowej student może zrezygnować z egzaminu ustnego. A.F.Å»arnecki WykÅ‚ad I 3 Literatura PodrÄ™czniki " A.K. Wróblewski, J.A. Zakrzewski, WstÄ™p do Fizyki t.1 " C. Kittel, W.D. Knight, M.A. Ruderman, Mechanika (kurs berkeleyowski, t.1) " A. Hennel, W. Krzyżanowski, W. Szuszkiewicz, K. Wódkiewicz, Zadania i problemy z fizyki Internet Slajdy z wykÅ‚adów bÄ™dÄ… sukcesywnie umieszczane na stronie: http://info.fuw.edu.pl/<"zarnecki/fizyka1/ Obecnie dostÄ™pne sÄ… wykÅ‚ady z poprzedniego roku... A.F.Å»arnecki WykÅ‚ad I 4 Co to jest fizyka ? FIZYKA Nauka przyrodnicza zajmujÄ…ca siÄ™ badaniem wÅ‚asnoÅ›ci materii i praw niÄ… rzÄ…dzÄ…cych. Fizyka zajmuje siÄ™ poznawaniem podstawowych praw rzÄ…dzÄ…cych przyrodÄ…. Umożliwia ich wykorzystanie dla dobra czÅ‚owieka. Przyroda kl. IV A.F.Å»arnecki WykÅ‚ad I 5 Co to jest fizyka ? Nasza wiedza o Å›wiecie fizycznym dzieli siÄ™ na dwie kategorie: prawa przyrody i warunki poczÄ…tkowe. Fizyka w pewnym sensie nie interesuje siÄ™ warunkami poczÄ…tkowymi, pozostawiajÄ…c je badaniom astronomów, geologów, geografów, i tak dalej. Eugene Wigner Staramy siÄ™ znalezć prawidÅ‚owoÅ›ci niezależne od warunków poczÄ…tkowych ... Te same prawa pozwalajÄ… czasami wyjaÅ›nić zupeÅ‚nie różne zjawiska... A.F.Å»arnecki WykÅ‚ad I 6 Co to jest fizyka ? Fizyka zajmuje siÄ™ badaniem najbardziej fundamentalnych i uniwersalnych wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci materii i zjawisk w otaczajÄ…cym nas Å›wiecie. Podstawowe zaÅ‚ożenia: Ò! Prawa fizyki sÄ… wszÄ™dzie takie same. Nawet w najdalszych zakÄ…tkach wszechÅ›wiata... Ò! Prawa fizyki nie zmieniajÄ… siÄ™ w czasie. SÄ… niezmienne od chwili narodzin wszechÅ›wiata... A.F.Å»arnecki WykÅ‚ad I 7 Co to jest fizyka ? PrzykÅ‚ad: Linie wÄ™gla w widmie kwazara PKS 1232+0815: PrzesuniÄ™cie lini widmowych (efekt Dopplera): H" 3.34ć% 5 Ò! prÄ™dkość oddalania v <" c H" 250 000km/s 6 Ò! odlegÅ‚ość od Ziemi (z prawa Hubbla) r <" 1026 m Ò! Å›wiatÅ‚o wysÅ‚ane ok. 12 miliardów lat temu (wszechÅ›wiat <" 14 mld. lat) A.F.Å»arnecki WykÅ‚ad I 8 A.F.Å»arnecki WykÅ‚ad I 9 A.F.Å»arnecki WykÅ‚ad I 10 Czym zajmuje siÄ™ fizyka ? 1030 Staramy siÄ™ zrozumieć Wszechswiat zjawiska zachodzÄ…ce na naj- Galaktyka 1020 mniejszych i najwiÄ™kszych odlegÅ‚oÅ›ciach... 1010 Slonce Ziemia Szukamy praw opisujÄ…cych Czlowiek 1 zachowanie najmniejszych pierwotniaki wirusy czÄ…stek elementarnych oraz 10-10 atomy ewolucjÄ™ wszechÅ›wiata... proton “! elektron 10-20 10-30 10-20 10-10 1 1010 1020 1030 1040 1050 1060 masa [kg] A.F.Å»arnecki WykÅ‚ad I 11 rozmiar [ m ] Czym zajmuje siÄ™ fizyka ? Budowa materii kwark proton jÄ…dro atom czÄ…steczka krysztaÅ‚ elektron neutron atomowe A.F.Å»arnecki WykÅ‚ad I 12 Czym zajmuje siÄ™ fizyka ? Budowa materii Å›wiat codzienny zbudowany jest z 3 cegieÅ‚ek (elektron oraz kwarki u i d) Fizyka czÄ…stek znalazÅ‚a już jednak 12 fundamentalnych cegieÅ‚ek materii, fermionów (czÄ…stek o spinie 1/2) leptony kwarki pokolenie 1 e ½e d u elektron neutrino el. down up pokolenie 2 µ ½µ s c mion neutrino mionowe strange charm pokolenie 3 Ä ½Ä b t taon neutrino taonowe beauty top (bottom) (truth) Å‚adunek [e] -1 0 -1/3 +2/3 + anty-fermiony (kolejnych 12) A.F.Å»arnecki WykÅ‚ad I 13 Budowa materii Trzy pokolenia fermionów A.F.Å»arnecki WykÅ‚ad I 14 Czym zajmuje siÄ™ fizyka ? OddziaÅ‚ywania CegieÅ‚ki materii oddziaÅ‚ujÄ… ze sobÄ… poprzez wymianÄ™ noÅ›ników oddziaÅ‚ywaÅ„ NoÅ›nik przekazuje część energii i/lub pÄ™du jednej czÄ…stki drugiej czÄ…stce oddziaÅ‚ywanie zródÅ‚o noÅ›nik moc grawitacyjne masa grawiton G 10-39 elektromagnetyczne Å‚adunek foton Å‚ 10-2 silne kolor gluony g 1 Ä… sÅ‚abe Å‚adunek sÅ‚aby bozony W , Zć% 10-7 poÅ›redniczÄ…ce moc - przykÅ‚adowe porównanie wielkoÅ›ci oddziaÅ‚ywaÅ„ dla dwóch sÄ…siadujÄ…cych protonów A.F.Å»arnecki WykÅ‚ad I 15 A.F.Å»arnecki WykÅ‚ad I 16 Å‚ g elektromagnetyczne silne W+ Z0 W- G slabe grawitacyjne A.F.Å»arnecki WykÅ‚ad I 17 Czym zajmuje siÄ™ fizyka ?... Model Standardowy A.F.Å»arnecki WykÅ‚ad I 18 Czym zajmuje siÄ™ fizyka ?... Historia wszechÅ›wiata... A.F.Å»arnecki WykÅ‚ad I 19 Ogólna klasyfikacja zjawisk Fizyka nierelatywistyczna ( klasyczna ) Opisuje zachowanie obiektów makroskopowych poruszajÄ…cych siÄ™ z umiarkowanymi prÄ™dkoÅ›ciami. Fizyka dnia codziennego Fizyka relatywistyczna Wkracza wtedy, gdy prÄ™dkoÅ›ci wzglÄ™dne stajÄ… siÄ™ porównywalne z prÄ™dkoÅ›ciÄ… Å›wiatÅ‚a c a" 299 792 458 m/s H" 300 000 km/s. Fizyka współczesna bardzo czÄ™sto wymaga stosowania podejÅ›cia relatywistycznego. Ò! równolegle wprowadzana bÄ™dzie machanika nierelatywistyczna i relatywistyczna A.F.Å»arnecki WykÅ‚ad I 20 Ogólna klasyfikacja zjawisk OdejÅ›cie od zasad fizyki klasycznej nastÄ™puje też w przypadku obiektów mikroskopowych Fizyka kwantowa Wkracza gdy üÅ‚ ôÅ‚ ×
żł × <" h = 6.626 · 10-34 J · s
ôÅ‚ þÅ‚
Stała Plancka jest niesłychanie mała. Fizyka kwantowa potrzebna dopiero do opisu zachowania atomów, cząstek itp. Dla wszelkich obiektów makroskopowych stosujemy fizykę klasyczną A.F.Żarnecki Wykład I 21 Podsumowanie X X X - ten wykład A.F.Żarnecki Wykład I 22