Fizyka II

Elementy optyki falowej: interferencja, dyfrakcja i polaryzacja. Elementy fizyki geometrycznej i zastosowanie w różnych przyrządach . Elementy fizyki wspólczesnej zasada dzialania lasera. Fotometria. Promieniowanie jonizujące i jego oddziaływanie z materią.

Cele przedmiotu:

1.Wskazanie studentom i uzupełnienie braków w zakresie elementarnego wykształcenia z fizyki.Obserwowane braki uniemożliwiają studentom pełne zrozumienie pozostałych tresci programowych.

2. Przekazanie przyszłemu absolwentowi geodezji fundamentalnych wiadomości z przyrodoznawstwa i geofizyki. Obejmują one fizyczne własnosci globu ziemskiego oraz procesy zachodzące w litosferze i atmosferze, a także danie podbudowy do takich dziedzin jak astronomia geodezyjna czy geodezja satelitarna.

3. Danie fizycznych podstaw do działania przyrządów i stosowanych w geodezji metod pomiarowych odległości i kątów, zarówno elektronicznych, optycznych jak i elektrooptycznych.

1. Fale elektromagnetyczne. Zastosowanie fal elektromagnetycznych do pomiaru odległości i kątów. Elementy

fizyki wspólczesnej. Effekt Dopplera dla fal elektromagnetycznych. (3h)

2. Model atomu Bohra. Elementy optyki atomowej-hipoteza de Broglie'a. Fizyczne podstawy analizy widmowej. Emisja wymuszona. Lasery. Optyka nieliniowa. elementy fizyki współczesnej. Zjawisko fotoelektryczne, zjawisko Comptona. (3h)

3. Charakterystyki falowe światła. Interferencja światła, ogólne warunki powstawania obrazów interferencyjnych. Filtry interferencyjne. (3h)

4. Dyfrakcja fali kulistej i płaskiej. Siatka dyfrakcyjna. Zdolność rozdzielcza układu. Polaryzacja światła,elementy polaryzujące. (3h )

5. Optyka geometryczna .Promień świetlny. Zasada Fermata Współczynnik załamania. Prawa odbicia i załamania. Dyspersja współczynnika załamania. Całkowite wewnętrzne odbicie, światłowody. Zwierciadła płaskie i ich układy. Zwierciadła sferyczne asferyczne. Płytka płaskorównoległa. Pryzmaty załamujące i odbijające.(3h )

6. Elementarny układ załamujący{EUZ}, niezmienniki Abbego i Lagrange'a. Przeliczenie promienia przyosiowego oraz brzeżnego przez EUZ. (3 h )

7. Soczewka jako elementarny układ załamujący. Soczewka gruba punkty kardynalne. Graficzna konstrukcja obrazu. Przybliżenie soczewki cienkiej. Konstrukcje obrazów . Układ soczewek. Budowa oka. Wady wzroku.( 3h ).

8. Przyrządy optyczne. Pole widzenia,powiększenie i zdolność rozdzielcza lupy,mikroskopu,lunety Galileusza i Keplera. Idea działania dalmierzy optycznych.Teleskopy. Podstawy fotometrii. (3h )

9. Elementy fizyki jądra atomowego. Prawo rozpadu promieniotwórczego. Promieniowanie jądrowe i jego zagrożenie dla życia na Ziemi. (1 h)

Razem 25 h.

Szczegółowa tematyka ćwiczeń:

1. Prawa przepływu pradu elektrycznego - rozwiązywanie obwodów elektrycznych. Półprzewodniki. Wyznaczanie charakterystyk diód półprzewodnikowych. ( 3 h).

2. Przygotowanie do ćwiczeń z elektrostatyki. Kondensatory i ich układy. Generator drgań relaksacyjnych. Wyznaczanie stałej RC obwodu i pojemności kondensatora.( 3h)

3. Prawa optyki geometrycznej. Soczewka cienka jako lementarny układ załamujący. Soczewka gruba. Układ soczewek. Pomiar ogniskowych soczewek. Ława optyczna.( 3h)

4. Zjawiska falowe. Interferencja i dyfrakcja światła. Warunki wzmocnienia i wygaszenia. Wyznaczanie długości fali swietlnej. Zasada dzialania lasera. ( 3h)

5. Zjawisko polaryzacji światła i zastosowanie. Skręcenie płaszczyzny polaryzacji. Wyznaczanie stężenia roztworów. Polarymetr.(3 h)

6. Model atomu wodoru Bohra. Fizyczne podstawy analizy spektroskopowejj. Wyznaczanie długości fal świetlnych. (3h)

7. Podstawy fotometrii. Wielkości fotometryczne. Sprawdzanie prawa Lamberta i prawa absorbcji.( 2h)

Razem 20h

1. J. Orear, „ Fizyka,” tom 1-2, WNT, Warszawa, 2004.

2. D. Halliday, R. ResnickJ. Walker, "Podstawy fizyki" tom 1-5, PWN, Warszawa , 2003.

3. R.P. Feynman, "Feynmana wykłady z fizyki", PWN, Warszawa, 1974.

4. J. R. Meyer-Arendt "Wstęp do optyki", PWN, Warszawa , 1979.

5. Sz. Szczeniowski , "Fizyka doświadczalna" cz. IV, PWN, Warszawa ,1983.

6. A. Sojecki "Optyka", WSZiP, Warszawa 1980.

7. T. Dryński, "Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki", PWN, Warszawa ,1986

8. Materiały pomocnicze do ćwiczeń laboratoryjnych z fizyki (umieszczone w internecie na stronie Katedry Chemii i Fizyki - Fizyka.

Po ukończeniu kursu fizyki (wykłady plus ćwiczenia laboratoryjme) student powinien:

1. Dostrzegać w otaczającym świecie i opisywać zjawiska fizyczne i własności fizyczne materii, które umożliwiły rozwój życia na Ziemii.

2. Znać podstawowe prawa fizyki opisujace zjawiska zachodzące w świecie mikro- i makroskopowym , umieć je interpretować, powiązać i odnieść do sytuacji z życia codziennego oraz świata przyrody.

3. Posiadać podstawowe wiadomości z przyrodoznawstwa i geofizyki obejmujące fizyczne własności globu ziemskiego oraz procesy zachodzące w litosferze i atmosferze, stanowiące podbudowę do takich dziedzin jak astronomia geodezyjna czy geodezja satelitarna.

4. Potrafić posługiwać się podstawową aparaturą oraz posługiwać się przyrządami laboratoryjnymi (mierniki prądu analogowe i cyfrowe, suwmiarka, śruba mikrometryczna, mikroskop, spektrometr, polaryzator, oscyloskop, refraktometr iitd.) uzyskując w ten sposób podbudowę do posługiwania się aparaturą stosowaną w geodezji.

5. Umieć dokonać analizy otrzymanych wyników,dokonać obliczeń, oszacować błąd pomiaru bezpośredniego i pośredniego metodą różniczki zupełnej oraz metodą pochodnej logarytmiczneja a także błąd średni kwadratowy pomiarów pośrednich.

6. Umieć przedstawić wyniki doświadczenia w formie poprawnego wykresu oraz dokonać jego analizy graficznej i numerycznej.

7. Rozpoznawać rzeczywiste zagrożenia dla życia i zdrowia płynące ze zjawisk fizycznych zachodzących we Wrzechświecie (fale elektromagnetyczne, promieniowanie jonizujące, hałas, ultradźwięki).

Kryteria oceniania:

Efekty uczenia (wykład) oceniane będą w formie egzaminu ustnego lub pisemnego, (termin I, II i III) z materiału objętego wykładem.

Efekty uczenia (ćwiczenia) oceniane będą każdorazowo na ćwiczeniach laboratoryjnych w formie:

1. Kolokwium ustnego z zagadnień dotyczących przeprowadzanego doświadczenia.

2. Sprawozdania z:

a) opisem doświadczenia, wynikami pomiarów,

b) opracowaniem wyników,sporządzonym wykresem i analizą uzyskanych rezultatów,

c) oszacowaniem błędów wielkości mierzonych (pomiarów bezpośrednich) i błędów wielkości wyznaczanych( pomiarów pośrednich),

d) porównaniem z wartościami tablicowymi i wnioskami.