Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Fizyka współczesna
Tok studiów:
2012/2013
Kod:
RBM-2-205-SW-n
Wydział:
Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
Inżynieria systemów wytwarzania
Kierunek:
Mechanika i Budowa Maszyn
Semestr:
2
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Niestacjonarne
Strona www:
 
Osoba odpowiedzialna:
Osoby prowadzące:
Jankowski Henryk (jankowsk@agh.edu.pl)
Krótka charakterystyka modułu

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń)
Wiedza
M_W001 Student ma podstawową wiedzę w zakresie współczesnej fizyki i jej rozwoju oraz elementów fizyki klasycznej na temat ogólnych zasad fizyki, oddziaływań fundamentalnych i wielkości fizycznych. BM2A_W14, BM2A_W01, BM2A_W09 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Odpowiedź ustna,
Udział w dyskusji
M_W002 Student ma uporządkowaną wiedzę z podstaw teorii atomowej budowy materii, teorii falowej i fotonowej promieniowania elektromagnetycznego, elementów mechaniki kwantowej w ujęciu Schroedingera, podstaw fizyki ciała stałego i podstaw fizyki jądrowej BM2A_W14, BM2A_W01, BM2A_W09 Kolokwium,
Odpowiedź ustna,
Wykonanie ćwiczeń
Umiejętności
M_U001 Student potrafi wykorzystać poznane zasady i metody fizyczne do rozwiązywania typowych zagadnień dotyczących cech substancji dla współczesnych zastosowań i oddziaływania promieniowania jonizującego z materią. BM2A_U01, BM2A_U05 Kolokwium,
Odpowiedź ustna,
Wykonanie ćwiczeń
M_U002 Student poznając istotę działania urządzeń wykorzystujących osiągnięcia fizyki współczesnej potrafi oceniać i rozwiązywać współczesne zagadnienia inżynierskie w obszarach technologii laserowych, odnawialnych źródeł energii, jądrowych i metod diagnostycznych. BM2A_U01, BM2A_U05 Kolokwium,
Odpowiedź ustna,
Wykonanie ćwiczeń
Kompetencje społeczne
M_K001 Student rozumie wagę udziału dokonań fizyki współczesnej w istotnych realizacjach technicznych. Lasery. Energetyka jądrowa i odnawialne źródła energii. Mikroelektronika. Technika sensorowa. Fotonika. BM2A_K01, BM2A_K07, BM2A_K02 Kolokwium,
Odpowiedź ustna,
Referat,
Wykonanie ćwiczeń
M_K002 Student rozumie potrzebę ciągłego aktualizowania i poszerzenia wiedzy z zakresu fizyki współczesnej mając na uwadze rozwój cywilizacyjny polegający na ścisłym powiązaniu nauk podstawowych z techniką. BM2A_K01, BM2A_K07, BM2A_K02 Kolokwium,
Odpowiedź ustna,
Referat,
Wykonanie ćwiczeń
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć
Wykład
Ćwicz. audyt.
Ćwicz. lab.
Ćwicz. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt.
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Inne
E-learning
Wiedza
M_W001 Student ma podstawową wiedzę w zakresie współczesnej fizyki i jej rozwoju oraz elementów fizyki klasycznej na temat ogólnych zasad fizyki, oddziaływań fundamentalnych i wielkości fizycznych. + + - - - - - - - - -
M_W002 Student ma uporządkowaną wiedzę z podstaw teorii atomowej budowy materii, teorii falowej i fotonowej promieniowania elektromagnetycznego, elementów mechaniki kwantowej w ujęciu Schroedingera, podstaw fizyki ciała stałego i podstaw fizyki jądrowej + + - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student potrafi wykorzystać poznane zasady i metody fizyczne do rozwiązywania typowych zagadnień dotyczących cech substancji dla współczesnych zastosowań i oddziaływania promieniowania jonizującego z materią. + + - - - - - - - - -
M_U002 Student poznając istotę działania urządzeń wykorzystujących osiągnięcia fizyki współczesnej potrafi oceniać i rozwiązywać współczesne zagadnienia inżynierskie w obszarach technologii laserowych, odnawialnych źródeł energii, jądrowych i metod diagnostycznych. + + - - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student rozumie wagę udziału dokonań fizyki współczesnej w istotnych realizacjach technicznych. Lasery. Energetyka jądrowa i odnawialne źródła energii. Mikroelektronika. Technika sensorowa. Fotonika. + + - - - - - - - - -
M_K002 Student rozumie potrzebę ciągłego aktualizowania i poszerzenia wiedzy z zakresu fizyki współczesnej mając na uwadze rozwój cywilizacyjny polegający na ścisłym powiązaniu nauk podstawowych z techniką. + + - - - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:
Treść wykładów

Cel przedmiotu:
Zaznajomienie z podstawowymi ideami i prawami fizyki współczesnej, ich zasadniczym zastosowaniami w praktyce oraz metodami rozwiązywania prostych zadań.

Course objectives:
To acquaint students with fundamental ideas and laws of modern physics, their dewelopment in practice as well as methods of solving simple problems.

W01
Względność: Oddziaływania fundamentalne. Kinematyka. Układy inercjalne i nieinercjalne. Transformacja Galileusza. Transformacja Lorentza i jej konsekwencje. Nowe spojrzenie na energię.
Relativity: Fundamental interactions, kinematics, internal and non-internal frames. Galileo,s rule of relativity. The Lorentz trasformation. Some consequences of Lorentz Equations. A new look at energy.

W02
Zjawiska falowe. Oscylator harmoniczny. Ruch falowy. Fale elektromagnetyczne. Podstawy optyki fizycznej. Spektrum fal elektromagnetycznych. Promieniownie termiczne. Stała Plancka.
Wave phenomenona. Harmonic oscillations. Waves motion. Electromagneic waves. The basic of physical optics. Electromagnetic wave spectrum. The intensity of E-M radiation. Planck,s constant.

W03
Świat kwantowy. Efekt fotoelektryczny. Równanie Einsteina. Pęd fotonu. Eksperyment Comptona. Elektron i fale materii. Funkcja falowa.
Quantum world. Photoelectric effect. Einstein,s eqation. Momentum of photons. Compton experiment. Electron and matter waves. Wave function and probability density.

W04
Elementy fizyki atomowej: Model Bohra atomu wodoru. Widma optyczne atomów. Procesy absorpcji i emisji światła. Podstawy działania laserów.
Basics of atomic physics. The Bohr model of the hydrogen atom.Atomic spectra. Processes of absorption and emission of light. Basics of laser construction.

W05
Elementy fizyki jądrowej: Rozpad promieniotwórczy. Energia wiązania. Modele jądrowe. Rozszczepienie jądra. Synteza termojądrowa. Reaktory jądrowe.
Basic of nuclear physics. Radioactive decay. Nuclear binding energies. Nuclear model. Nuclear fission and fussion. Nuclear reactors.

W06
Elementy fizyki ciała stałego: Właściwości elektryczne ciał stałych. Przewodnictwo elektryczne w metalach. Struktura pasmowa. Półprzewodniki. Fotoprzewodnictwo.
Basics of solid state physics: Conduction of electricity in Solids. Energy levels in crystalline solids. Semiconductors. Photoconductivity.

W07
Współczesna fizyka w życiu codziennym i technice: Istotne zastosowania. Energetyka jądrowa i odnawialne źródła energii. Mikroelektronika. Sensory. Fotonika. MEMS. Robotyka. Medycyna.
Modern physics in life and important applications. Nuclear energy and renewable energy sources. Microelectronics. Sensor technology. Photonics. MEMS. Robotics. Medicine.

Słowa kluczowe:
Fizyka współczesna, Relatywistyka. Fale eletomagnetyczne. Promieniowanie termiczne. Fotony Fale materii. Model Bohra. Emisja światła. Lasery. Rozpad promienitwórczy. Jądro atomu. Cialo stałe i poziomy energetyczne. Przewodnictwo elektryczne ciał stałych.

Keywords:
Modern physics. Relativity. Electromagnetic waves, Electromagnetic radiation intensity. Photon and matter waves. Bohr,s model. Light emission. Lasers. Radioactive decay and nuclear models. Energy levels and electrical conduction in solids. Semiconductors.

Ćwiczenia audytoryjne:
Treść ćwiczeń

C01. Pojęcie względności;
Układy odniesienia inercjalne i nieinercjalne.Transformacja Galileusza. Doświadczenie Michelsona-Morleya. Transformacja Lorentza i jej konsekwencje. Masa relatywistyczna. Nowe spojrzenie na energię.Wzór Einsteina.
Conception of relativity; Inertial and non-inertial frames, Galileo,s rule of relativity. Michelson-Morley experiment. The Lorentz tranformations. Some consequences of the Lorentz equations. Realativity of mass. A new look at energy. Einstein,s formula.

C02.Zjawiska falowe;
Oscylator harmoniczny. Ruch falowy. Fale elektromagnetyczne. Podstawy optyki fizycznej. Interferencja. Spektrun fal elektromagnetycznych. Promieniowanie termiczne. Stała Plancka.
The waves: Harmonic oscillations. Wave motion.The basic of physical optics. Electromagnetic wave spectrum. The intensity of E-M radiation. Planck,s constant.

C03.Kwanty;
Efekt fotoelektryczny. Równanie Einsteina. Pęd fotonu. Eksperyment Comptona. Elektron i fale materii. Długość fali de Broglia. Funkcja falowa.
The Quanta; Photoelectric effect. Einstein,s equation. Momentum of photons. Compton experiment. Electron and matter waves. De Broglie wavelength. Wave function and probability density.

C04.Elementy fizyki atomowej;
Model Bohra atomu wodoru. Widma optyczne atomów. Poziomy energetyczne. Procesy absorpcji i emisji światła. Podstawy działania laserów. Promieniowanie rengenowskie.
Basics of atomic physics; The Bohr model of the hydrogen atom. Atomic spectra. Energy levels. Processes of absorption and emission of light. Basic of laser construction. X-rays.

C05.Jądro atomu;
Terminologia fizyki jądrowej. Rozpad promieniotwórczy. Energia wiązania. Modele jądrowe. Rozszczepienie jądra. Synteza termojądrowa.
The nucleus; Nomenclature of nuclear physics. Radioactive decay. Nuclear binding energies. Nucler model. Nuclear fission and fussion.

C06. Ciało stale;
Właściwości elektryczne ciał stałych. Przewodnictwo elektryczne w metalach. Struktura pasmowa. Półprzewodniki. Fotoprzewodnictwo. Półprzewodnikowe źródła światła.
The solid state; Conduction of electricity in solids. Energy levels in crystalline solids. Semiconductors. Photoconductivity. Semiconductor light sources.

C07. Współczesna fizyka w życiu codziennym i technice.
Zasady działania systemów i urządzeń wykorzystujących osiągnięcia fizyki współczesnej.
Modern physics laws in principles of operating of contemporary appliances.

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 76 godz
Punkty ECTS za moduł 3 ECTS
Udział w wykładach 8 godz
Udział w ćwiczeniach audytoryjnych 8 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 45 godz
Przygotowanie do zajęć 15 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

Forma zaliczenia przedmiotu:
Zaliczenie ćwiczeń audytoryjnych

Condition for receiving credit:
Positive final marks for tutorials

Zasada wystawienia oceny końcowej:
Średnia z otrzymanych ocen.

Rules to determine the final mark:
The average of marks received.

Wymagania wstępne i dodatkowe:

Nie podano wymagań wstępnych lub dodatkowych.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

Bibliografia/Bibliography

1.Halliday D., Resnick R., Walker J.; Podstawy fizyki. Warszawa. Wydawnictwo Naukowe PWN, 2003.
2. Kąkol Z., Fizyka dla inżynierów. Kraków, Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie. Ośrodek Edukacji Niestacjonarnej 2000.
3. Acosta V., Cowan C., Graham B., “Podstawy fizyki współczesnej” – Warszawa. Wydawnictwo Naukowe PWN, 1987.
4. Materialy dydaktyczne wykładowcy – strona domowa.
5.Tipler P.A., Llewellyn R.A. „Fizyka współczesna”, Wydawnictwo naukowe PWN. 2012.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Nie podano dodatkowych publikacji

Informacje dodatkowe:

Brak