SYLABUS MODUŁU (PRZEDMIOTU)

Kod modułu				Nazwa modułu	FIZYKA II
Osoba odpowiedzialna za moduł					Prof. dr hab. inż. Marek Lankosz
Osoby prowadzące zajęcia					Prof. dr hab. inż. Marek Lankosz
Wydział		Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska
Kierunek		Górnictwo i Geologia
Specjalność
Profil kształcenia		ogólnoakademicki
Strona internetowa			brak
Poziom kształcenia (studiów)			1 stopień
Forma i tryb prowadzenia studiów			stacjonarne			Semestr	2
Język prowadzenia zajęć			polski

Opis efektów kształcenia dla modułu (przedmiotu)

numer efektu kształcenia

Student, który zaliczył moduł (przedmiot) wie/umie/potrafi:

SYMBOL (odniesienie do) EKK

Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń)

W1

Student ma uporządkowaną wiedzę z elektryczności, magnetyzmu, optyki, teorii falowej i fotonowej promieniowania elektromagnetycznego, mechaniki kwantowej.

K1A_W02

Egzamin, kolokwium, wykonanie ćwiczeń, aktywność na zajęciach

W2

Student ma podstawową wiedzę w zakresie fizyki materii skondensowanej, zastosowania nowych materiałów w technice, fizyki jądrowej, oddziaływania promieniowania jonizującego z materią.

K1A_W02

Egzamin, kolokwium, wykonanie ćwiczeń, aktywność na zajęciach

U1

Student potrafi wykorzystać poznane zasady i metody fizyki oraz odpowiednie narzędzia matematyczne do rozwiązywania typowych zadań z elektryczności, magnetyzmu, optyki geometrycznej i falowej, fizyki atomowej i jądrowej.

K1A_U01, K_U02, K1A_U09

Egzamin, kolokwium, wykonanie ćwiczeń, aktywność na zajęciach

K1

Student rozumie potrzebę ciągłego aktualizowania i poszerzania wiedzy z zakresu fizyki współczesnej

K1A_K03

Udział w dyskusji

Macierz efektów kształcenia dla modułu (przedmiotu) w odniesieniu do form zajęć

numer efektu kształcenia

Student, który zaliczył moduł (przedmiot) wie/umie/potrafi:

Forma zajęć dydaktycznych

Wykład

Ćw. audyt.

Ćw. laborat.

Ćw. projektowe

Konwersatorium

Zajęcia seminaryjne

Zajęcia praktyczne

inne ...

W1

Student ma uporządkowaną wiedzę z elektryczności, magnetyzmu, optyki, teorii falowej i fotonowej promieniowania elektromagnetycznego, mechaniki kwantowej.

X

X

W2

Student ma podstawową wiedzę w zakresie fizyki materii skondensowanej, zastosowania nowych materiałów w technice, fizyki jądrowej, oddziaływania promieniowania jonizującego z materią.

X

X

U1

Student potrafi wykorzystać poznane zasady i metody fizyki oraz odpowiednie narzędzia matematyczne do rozwiązywania typowych zadań z elektryczności, magnetyzmu, optyki geometrycznej i falowej, fizyki atomowej i jądrowej.

X

X

K1

Student rozumie potrzebę ciągłego aktualizowania i poszerzania wiedzy z zakresu fizyki współczesnej

x

X

Treść modułu (przedmiotu) kształcenia (program wykładów i pozostałych zajęć)

WYKŁAD Elektrostatyka. Pole elektryczne . Zasada zachowania ładunku. Prawo Coulomba. Natężenie pola elektrycznego. Dipol. Strumień indukcji. Prawo Gaussa. Praca sił pola elektrycznego, napięcie, potencjał pola ładunku punktowego, powierzchnie ekwipotencjalne. Pojemność elektryczna, kondensator płaski, łączenie kondensatorów.-2h Prąd elektryczny, Natężenie i gęstość prądu. Opór elektryczny. Prawo Ohma. Opór właściwy i przewodnictwo właściwe. Siła elektromotoryczna. Prawo Ohma dla obwodu zamkniętego. Łączenie oporów. Praca i moc prądu. Prawa Kirchhoffa.-2h Pole magnetyczne. Indukcja magnetyczna. Wzór Lorentza. Działanie pola magnetycznego na przewodnik z prądem. Dipolowy moment magnetyczny. Pole magnetyczne przewodnika z prądem. Wektor natężenia pola magnetycznego. Prawo Amper'a . Solenoid. Prawo Gaussa dla pola magnetycznego. Oddziaływanie przewodników z prądem. Prawo indukcji Faraday'a . Reguła Lentza. Indukcja wzajemna i własna.- 3h Fale elektromagnetyczne. Energia elektryczna naładowanego kondensatora. Energia pola magnetycznego cewki. Różniczkowe równanie drgań w obwodzie LC. Drgania wymuszone i rezonans. Drgania tłumione. Wirowe pole elektryczne. Równania Maxwella w postaci całkowej. Postać różniczkowa równań Maxwella. Emisja fal elektromagnetycznych. Prędkość fali elektromagnetycznej. -2h Optyka. Widmo fal elektromagnetycznych Obraz fali elektromagnetycznej. Promieniowanie świetlne. Względna czułość oka człowieka. Współczynnik załamania światła. Odbicie i załamanie światła. Całkowite wewnętrzne odbicie. Elementy optyki geometrycznej. Soczewki sferyczne. Równanie soczewki cienkiej. Zdolność skupiająca soczewki. Obrazy wytwarzane w soczewkach. Powiększenie. Dyspersja światła. Pryzmat. Aberracja układów optycznych. Astygmatyzm. Dystorsja. -2h Optyka falowa. Interferencja światła. Doświadczenie Younga. Interferencja światła w cienkich warstwach. Interferometr Michelsona. Zastosowanie zjawiska interferencji światła w metrologii. Dyfrakcja światła. Dyfrakcja Fresnela. Dyfrakcja Fraunhofera. Siatka dyfrakcyjna szczelinowa. Podstawowe własności siatki dyfrakcyjnej. Polaryzacja światła. Prawo Malusa. Polaryzacja światła przez odbicie. Dwójłomność. Dichroizm. Zjawisko skręcenia płaszczyzny polaryzacji. Dwójłomność wymuszona. Holografia. Spójność fal świetlnych. Rozpraszanie światła. Zjawisko Dopplera w optyce.-4h Promieniowanie cieplne. Założenia Plancka.. Prawo Stefana-Boltzmana. Prawo przesunięć Wienna.. Wzór Plancka. . Doświadczalne dowody kwantowej natury światła. Efekt fotoelektryczny. Równanie Einsteina. Dualizm światła. Energia fotonu. Masa fotonu. Pęd fotonu, -2h Korpuskularno-falowa struktura materii. Fale de Broglie'a. Doświadczenie Davissona-Germera, dyfrakcja elektronów. Zasada nieoznaczoności Heisenberga- 1h Elementy mechaniki kwantowej. Funkcja falowa. Cząstka swobodna.. Cząstka w jamie potencjału. Efekt tunelowy.-1h Budowa atomu. Model atomu Bohra. Model kwantowy. Liczby kwantowe. Orbitalny moment pędu. Własny moment pędu-spin. Interpretacja magnetycznej liczby kwantowej. Zasada Pauliego. Układ okresowy pierwiastków. Konfiguracja elektronów w atomach. Promieniowanie rentgenowskie . Lampy rentgenowskie. Prawo absorpcji promieniowania X. Widmo promieniowania rentgenowskiego. Prawo Moseleya. -3h Optyka kwantowa. Zjawisko fluorescencji. Emisja spontaniczna i wymuszona. Emisja spontaniczna i wymuszona. Budowa, działanie i zastosowania lasera. - 1h Elementy fizyki ciała stałego. Wiązania atomów w kryształach. Budowa krystalograficzna. Komórka elementarna. Sieci krystaliczne. Badania kryształów. Pasmowy model poziomów elektronów w ciele stałym. Poziomy energetyczne w metalach, izolatorach, półprzewodnikach. Półprzewodniki samoistne. Półprzewodniki domieszkowe. Dioda półprzewodnikowa. Tranzystor. 3h Fizyka jądrowa. Podstawowe własności nuklidów i ich systematyka. Defekt masy. Systematyka nuklidów. Przemiany jądrowe. Rozpad alfa, beta gamma. Prawo rozpadu promieniotwórczego. Rozpad sukcesywny, szeregi promieniotwórcze. Datowanie skał, wody i materii organicznej. Oddziaływanie promieniowania z materią. Detekcja promieniowania jądrowego. Energetyka jądrowa. Zastosowania w diagnostyce medycznej i terapii -4h ĆWICZENIA 1. Podstawy elektrostatyki efekty kształcenia: - student potrafi wyznaczyć siłę oddziaływania między ładunkami punktowymi i nie punktowymi, - student potrafi wyznaczyć rozkład pola elektrostatycznego wokół zadanego układu ładunków z zastosowaniem prawa Gaussa i Coulomb, - student potrafi wyznaczyć pracę związaną z transportem ładunku elektrycznego w zadanym polu elektrycznym - student potrafi wyznaczyć rozkład potencjału wokół zadanego układu ładunków - student potrafi obliczyć pojemność kondensatora płaskiego i cylindrycznego, pojemność zastępczą 2. Prąd elektryczny efekty kształcenia: -student potrafi wyznaczać rezystancję przewodnika, obliczyć oporność zastępczą, -student potrafi wyznaczać natężenia prądów elektrycznych i rozkład napięcia w prostych obwodach elektrycznych. -student potrafi obliczyć pracę wykonaną przez prąd elektryczny oraz moc odbiorników 3. Pole magnetyczne efekty kształcenia: -student potrafi obliczyć siłę działającą na ładunek elektryczny poruszający się w polu magnetycznym, wyznaczyć trajektorię jego toru --student potrafi wykorzystać znajomość parawa Ampera i Biota-Savarta aby obliczyć natężenie pola magnetycznego wokół przewodnika z prądem elektrycznym. -student potrafi obliczyć siłę oddziaływania pomiędzy przewodnikami z prądem elektrycznym. -student potrafi zastosować prawo Farady'a do obliczenia indukowanej siły elektromotorycznej -student potrafi rozwiązać zadania z zakresu indukcji własnej i wzajemnej 4. Fale elektromagnetyczne efekty kształcenia: - student potrafi wyznaczyć energię zgromadzoną w kondensatorze i cewce indukcyjnej, - student potrafi obliczyć częstotliwość drgań elektrycznych w obwodach RLC. -student potrafi obliczyć prędkość rozchodzenia się fal elektromagnetycznych w różnych ośrodkach 6. Optyka geometryczna i falowa efekty kształcenia: -student potrafi obliczyć współczynnik załamania światła, zastosować prawo załamania światła do rozwiązywania zadań - student potrafi obliczyć ogniskową soczewki, układu soczewek, narysować bieg promienia świetlnego w układach optycznych, obliczyć powiększenie obrazu - student potrafi zastosować prawa optyki falowej do rozwiązywania zadań. 7. Fizyka atomowa efekty kształcenia: - student potrafi wyznaczyć energię fotoelektronu, obliczyć pęd, energię i masę relatywistyczną fotonu. - student potrafi wyznaczyć energie wiązania elektronu w atomie, orbitalny moment pędu, obliczyć energię fotonu emitowanego przez wzbudzone atomy 8. Fizyka jądrowa: efekty kształcenia: - student potrafi wyznaczyć energię wiązania nukleonów w jądrze, gęstość materii jądrowej, energię uwolnioną w reakcjach rozszczepienia i syntezy -student potrafi zastosować prawo rozpadu promieniotwórczego do obliczenia aktywności izotopu. -student potrafi zastosować prawa rozpadu promieniotwórczego do obliczania wieku obiektów geologicznych -student potrafi zastosować prawa absorpcji promieniowania jądrowego.

Sposób obliczania oceny końcowej

Oceny z ćwiczeń audytoryjnych (C) oraz z egzaminu (E) obliczane są następująco: procent uzyskanych punktów przeliczany jest na ocenę zgodnie z Regulaminem Studiów AGH. Ocena końcowa (OK) obliczana jest jako średnia ważona ocen z egzaminu (E) i z ćwiczeń audytoryjnych (C): OK = 0.5 x E + 0.5 x C

Wymagania wstępne i dodatkowe

znajomość podstaw analizy matematycznej

Zalecana literatura i pomoce naukowe

A. Bobrowski, „Fizyka- Krótki kurs” WNT Warszawa R. Resnick, D. Halliday, "Fizyka", tom 1 i 2, WNT Warszawa

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)

Forma nakładu pracy studenta (udział w zajęciach, aktywność, przygotowanie sprawozdania, itp.)

Obciążenie studenta [h]

udział w wykładach

30

udział w ćwiczeniach audytoryjnych

30

egzamin

2

samodzielne przygotowanie do ćwiczeń

38

samodzielne studiowanie wykładów

30

samodzielne przygotowanie do egzaminu

40

Konsultacje z wykładowcą

10

Sumaryczne obciążenie pracą studenta

180

Punkty ECTS za moduł

6

Uwagi

pola zacienione wypełnia osoba upoważniona przez dziekana, odpowiedzialna w skali wydziału za umieszczenie poprawnych informacji dotyczących modułu

pola białe wypełnia nauczyciel akademicki odpowiedzialny za opis modułu

Załącznik nr 3 do Zarządzenia Rektora AGH Nr 35/2011 z dnia 21 grudnia 2011 r.

Strona 2 z 4

---