Fizyka

"Wielkości fizyczne i ich jednostki. Pomiary wielkości fizycznych i ocena, jakości pomiarów.

Kinematyka (ruch postępowy i obrotowy).

Dynamika - zasady dynamiki Newtona, tarcie; praca, zasada zachowania energii; zasada zachowania pędu; prawo powszechnego ciążenia.

Ruch drgający (siła sprężystości, ruch harmoniczny, oscylator harmoniczny swobodny i tłumiony).

Ruch bryły sztywnej (środek masy układu; ruch obrotowy; moment bezwładności).

Fale w ośrodkach sprężystych; rodzaje fal; rozchodzenie się fal w przestrzeni; interferencja fal.

Statyka i dynamika płynów.

Termodynamika

Elektrostatyka i pole elektrostatyczne.

Pole magnetyczne opis i charakterystyka.

Fale elektromagnetyczne – charakterystyka, widmo, rozchodzenie się.

Własności magnetyczne materii.

Elementy optyki geometrycznej i falowej.

Elementy fizyki jądrowej.

W ramach ćwiczeń laboratoryjnych wykonywane są ćwiczenia o róznorodnej tematyce np. z dynamiki, rozchodzenia się fal, prąd elektryczny i opór elektryczny.

"

Wykłady 10 godz.

Tematyka zajęć Wiadomości wstępne (fizyka jako nauka przyrodnicza; wielkości fizyczne; jednostki; wektory; pomiary fizyczne i ich niepewności)

Kinematyka (ruch; układ odniesienia; rodzaje ruchu: jednostajny prostoliniowy i jednostajnie zmienny, rzut ukośny; ruch po okręgu)

Dynamika (zasady dynamiki Newtona; tarcie; praca (praca a energia); siły zachowawcze i niezachowawcze; energia potencjalna; zasada zachowania energii; środek masy układu; zasada zachowania pędu; prawo powszechnego ciążenia; prawa Keplera)

Ruch drgający (siła sprężystości (inaczej: harmoniczna); wielkości charakteryzujące ruch harmoniczny: okres, wychylenie, amplituda, prędkość, przyśpieszenie; ruch pod wpływem siły tłumiącej; drgania wymuszone oscylatora harmonicznego; składanie drgań: równoległe i prostopadłe; ruch bryły sztywnej (środek masy układu; ruch obrotowy; moment bezwładności; toczenie się ciał); fale w ośrodkach sprężystych; rodzaje fal; rozchodzenie się fal w przestrzeni; interferencja fal; fale stojąca; dudnienia; zjawisko Dopplera)

Statyka i dynamika płynów (płyny; ciśnienie i gęstość; ciśnienie wewnątrz nieruchomego płynu; prawo Pascala; prawo Archimedesa; rodzaje przepływów i ich charakterystyka; równanie ciągłości; równanie Bernoulliego; dynamiczna siła nośna)

Termodynamika (proces termodynamiczny klasycznie i statystycznie; ciśnienie gazu doskonałego; zerowa zasad termodynamiki – kinetyczna interpretacja temperatury; równanie stanu gazu doskonałego; pierwsza zasada termodynamiki – energia wewnętrzna; ciepło właściwe – przy stałej objętości i przy stałym ciśnieniu; rozprężanie izotermiczne i adiabatyczne; gaz rzeczywisty – średnia droga swobodna; rozkład Maxwella prędkości cząsteczek; równanie Van der Waalsa; procesy odwracalne i nieodwracalne; cykl Carnota; druga zasada termodynamiki – entropia; entropia a nieuporządkowanie)

Elektrostatyka (zasada zachowania ładunku; prawo Coulomba; natężenie pola elektrycznego; zasada superpozycji; strumień pola elektrycznego; prawo Gaussa; praca i energia w polu elektrycznym; potencjał elektryczny; pojemność elektryczna; kondensatory i dielektryki; łączenie kondensatorów; prąd elektryczny; prawo Ohma – dla różnych materiałów w zależności od temperatury; praca i moc prądu; siła elektromotoryczna; prawa Kirchhoffa i ich zastosowanie; łączenie oporników)

Pole magnetyczne (doświadczenie Oersteda; siła Lorentza, indukcja magnetyczna; linie pola magnetycznego; ruch naładowanych cząstek w polu magnetycznym – zastosowanie; działanie pola magnetycznego na przewodnik z prądem; magnetyczny moment dipolowy; pole magnetyczne wokół przewodnika z prądem; prawo Ampere’a; prawo Biota-Savarta; oddziaływanie równoległych przewodników z prądem; indukcja elektromagnetyczna – prawo indukcji Faradaya; działanie transformatora; indukcyjność własna; energia pola magnetycznego; fale elektromagnetyczne – charakterystyka, widmo, rozchodzenie się)

Właściwości magnetyczne materii (dipole magnetyczne; namagnesowanie – magnetyzacja, podatność magnetyczna; diamagnetyzm; paramagnetyzm; ferromagnetyzm – temperatura Curie; magnesowanie materiałów magnetycznych – pętla histerezy)

Optyka (optyka geometryczna: jak powstaje obraz w ludzkim oku – budowa oka; współczynnik załamania; droga optyczna; dyspersja światła; absorpcja; rozproszenie Rayleigha; prawo odbicia i załamania; całkowite wewnętrzne odbicie; soczewki – powstawanie obrazu w różnych przyrządach optycznych; optyka falowa – warunki stosowalności optyki geometrycznej; zasada Huygensa; interferencja – doświadczenie Younga; dyfrakcja – na pojedynczej szczelinie; siatka dyfrakcyjna; dyfrakcja promieni Roentgena – prawo Bragga; polaryzacja – sposoby polaryzacji; dwójłomność)

Ćwiczenia projektowe (ćwiczenie projektowe) 20 godz.

Tematyka zajęć Pomiary fizyczne i ich niepewności, opracowanie wyników pomiarów.

Fizyka doświadczalna z zakresu MECHANIKA np.: Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego przy pomocy wahadła rewersyjnego.

Fizyka doświadczalna z zakresu ELEKTRYCZNOŚĆ I MAGNETYZM np.: Wyznaczanie oporu elektrycznego różnymi metodami.

Fizyka doświadczalna z zakresu DRGANIA I FALE np.: Wyznaczanie prędkości rozchodzenia się dźwięku w powietrzu i w ciele stałym.

Fizyka doświadczalna z zakresu TERMODYNAMIKI np.: Wyznaczanie sprawności nagrzewania wsadów w różnych elektrycznych urządzeniach grzewczych.

Fizyka doświadczalna z zakresu OPTYKI np.: Wyznaczanie stałej siatki dyfrakcyjnej.

Podstawowa

1. Z. Kąkol, Fizyka dla inżynierów AGH Kraków 2000, http://www.ftj.agh.edu.pl/~kakol/efizyka/

2. R. Resnick, D. Halliday, Fizyka, T.1 - T.5, Warszawa, PWN 2009,

3. S.Przestalski, Elementy fizyki, biofizyki i agrofizyki, WUW, Wrocław 2009,

4. H. Szydłowski, Pracownia fizyczna wspomagana komputerem, Warszawa, PWN 2016

Uzupełniająca

1. I. Sawieliew, Wykłady z fizyki T.1 – T.3, Warszawa, PWN 2013

WIEDZA − absolwent zna i rozumie:

znaczenie fizyki i jej zastosowań w otaczającym świecie. LES1_W01 R

zna podstawowe definicje i pojęcia z zakresu fizyki. LES1_W01 R

posiada wiedzę o zjawiskach fizycznych, potrafi je wytłumaczyć. LES1_W01 R

UMIEJĘTNOŚCI − absolwent potrafi:

rozwiązywać proste zadania rachunkowe i praktyczne z zakresu fizyki. LES1_U01 R

wykonać podstawowe obliczenia wielkości fizycznych i zaprezentować je w postaci graficznej. LES1_U01 R

wykonać proste eksperymenty fizyczne dokonując pomiarów i interpretując wyniki. LES1_U01 R

KOMPETENCJE SPOŁECZNE − absolwent jest gotów do:

do pracy w grupie i kierowania małym zespołem LES1_K02 R

Sposoby weryfikacji oraz zasady i kryteria oceny

wykład.Test jednokrotnego wyboru i pisemna opisowa z rozwiązywaniem zadań (minimum 50% z każdej części, poprawnych odpowiedzi w celu uzyskania oceny 3.0); udział oceny z zaliczenia wykładów w ocenie końcowej wynosi 60%.

ćwiczenia.Kolokwium i sprawozdania z ćwiczeń (minimum 50% zaliczonych ćwiczeń w celu uzyskania oceny 3.0); udział oceny z zaliczenia ćwiczeń w ocenie końcowej wynosi 40%.