Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Rocznik:
2012/2013
Kod:
JIS-2-009-SW-s
Nazwa:
Kriogenika
Wydział:
Fizyki i Informatyki Stosowanej
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
Systemy wbudowane i rekonfigurowalne
Kierunek:
Informatyka Stosowana
Semestr:
0
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Osoba odpowiedzialna:
prof. dr hab. Kołodziejczyk Andrzej (akolo@agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
prof. dr hab. Kołodziejczyk Andrzej (akolo@agh.edu.pl)
prof. dr hab. inż. Tarnawski Zbigniew (tarnawsk@agh.edu.pl)
mgr inż. Zalecki Ryszard (zalecki@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 Zna zasady i prawa termodynamiki klasycznej i statystycznej dotyczące metod otrzymywania i pomiaru niskich temperatur IS2A_W07 Aktywność na zajęciach,
Udział w dyskusji,
Wynik testu zaliczeniowego,
Zaangażowanie w pracę zespołu
M_W002 Posiada wiedzę z zakresu kriofizyki: przewodnictwo ciepła, -nadciekłość helu He3 i He4, -kwantowy efekt Halla, -nadprzewodnictwo nisko- i wysokotemperaturowe. IS2A_W07 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Odpowiedź ustna,
Wynik testu zaliczeniowego
Umiejętności
M_U001 Potrafi opisać metody otrzymywania niskich temperatur: termometria opornościowa, -termopary, -pomiar ciśnienia par - manometry, - termometrie: magnetyczna, jądrowa i szumowa. IS2A_W07 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Zaliczenie laboratorium
M_U002 Potrafi opisać działanie termopar, termmometrów oporowy i innych uzytecznych w badaniach kriogenicznych IS2A_W07 Aktywność na zajęciach,
Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Zaliczenie laboratorium
M_U003 Potrafi posługiwać się urządzeniami kriogenicznymi w szczególności obsługiwać kriostaty z ciekłym azotem i helem IS2A_W07 Aktywność na zajęciach,
Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Zaliczenie laboratorium
Kompetencje społeczne
M_K001 potrafi współpracowac w zespole rozwiązującym problemy laboratoryjne IS2A_W07 Aktywność na zajęciach,
Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Zaangażowanie w pracę zespołu
M_K002 Angażuje się w dyskusję w grupie, także z prowadzacym, potrafi sformułować swoje argumenty IS2A_W07 Aktywność na zajęciach,
Odpowiedź ustna,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Zaangażowanie w pracę zespołu
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 Zna zasady i prawa termodynamiki klasycznej i statystycznej dotyczące metod otrzymywania i pomiaru niskich temperatur + - + - - - - - - - -
M_W002 Posiada wiedzę z zakresu kriofizyki: przewodnictwo ciepła, -nadciekłość helu He3 i He4, -kwantowy efekt Halla, -nadprzewodnictwo nisko- i wysokotemperaturowe. + - + - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Potrafi opisać metody otrzymywania niskich temperatur: termometria opornościowa, -termopary, -pomiar ciśnienia par - manometry, - termometrie: magnetyczna, jądrowa i szumowa. + - + - - - - - - - -
M_U002 Potrafi opisać działanie termopar, termmometrów oporowy i innych uzytecznych w badaniach kriogenicznych + - + - - - - - - - -
M_U003 Potrafi posługiwać się urządzeniami kriogenicznymi w szczególności obsługiwać kriostaty z ciekłym azotem i helem + - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 potrafi współpracowac w zespole rozwiązującym problemy laboratoryjne + - + - - - - - - - -
M_K002 Angażuje się w dyskusję w grupie, także z prowadzacym, potrafi sformułować swoje argumenty + - + - - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:
Kriogenika (z Elementami Kriofizyki)

1. Elementy termodynamiki klasycznej i statystycznej-6 godz. przypomnienie:statystyki Maxwella, energii wewnętrznej, energii swobodnej Gibbsa i Helmholtza,entalpii oraz entropii cieplnej i statystyczno-konfiguracyjnej, a także podstawowych procesów i zasad termodynamiki.
2. Metody otrzymywania niskich temperatur: 10 godz.
-przemiany gazowe rozprężanie i sprężanie gazów,
chłodziarka helowa o cyklu zamkniętym Mac Mahona Gifforda,
-użycie skroplonych gazów oraz skraplarki helowe i azotowe -efekt Joule’a Thomsona, z wykorzystaniem ciepła parowania, adiabatyczne rozmagnesowanie paramagnetyczne i jądrowe, -chłodziarka rozcieńczalnikowa He3-He4,
-chłodzenie laserowe do nanokelwinów.
3.Metody pomiaru niskich temperatur: -4 godz.
-termometria opornościowa,
-termopary, -pomiar ciśnienia par – manometry,
- termometrie: magnetyczna, jądrowa i szumowa.
4. Elementy Kriofizyki; 10 godz.
-przewodnictwo ciepła,
-nadciekłość helu He3 i He4,
-kwantowy efekt Halla,
-nadprzewodnictwo nisko i wysokotemperaturowe.

Ćwiczenia laboratoryjne:

Ćwiczenia laboratoryjne:15 godz.= 5 ćwiczeń po 3 godz. w grupach maksimum 10 osobowych

Ćw.1. Właściwości ciekłego i gazowego helu i azotu, obsługa dewarów i kriostatów, odzysk helu.
Ćw.2. Chłodziarka helowa w obiegu zamkniętym; budowa i zasada działania, pomiar temperatury w eunkcji czasu schładzania.
Ćw.3. Termometry ; oporowe metaliczne i półprzewodnikowe, kalibracja i pomiar temperatury.
Ćw.4. Termopary; kalibracja i pomiar temperatury.
Ćw.5. Pokaz nadciekłości He4 i oporowego przejścia nadprzewodzącego ołowiu w kriostacie szklanym.

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 87 godz
Punkty ECTS za moduł 3 ECTS
Udział w wykładach 30 godz
Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych 15 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 25 godz
Przygotowanie do zajęć 15 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocena końcowa (OK) obliczana jest jako średnia ważona ocen z kolokwium (K) i z ćwiczeń laboratoryjnych (L):
OK = 0.6 x K + 0.4 x L

Wymagania wstępne i dodatkowe:

Znajomość podstaw termodynamiki i fizyki ciała stałego.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. A.Kołodziejczyk– Materiały pomocnicze do przedmiotu: Kriogenika na stronie http://home.agh.edu.pl/~akolo/
2. B.Dziunikowski, Wstęp do fizyki niskich temperatur, Skrypt AGH nr 1203, Kraków 1990 i literatura podana tamże
3. Instrukcja obsługi chłodziarki helowej w cyklu zamkniętym Mac Mahona Gifforda
4. E.Trojnar, Kriofizyka, w Encyklopedia Fizyki Współczesnej, PWN, Warszawa, 1983
5. Rozdziały w książkach z Fizyki Ciała Stałego

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Nie podano dodatkowych publikacji

Informacje dodatkowe:

Brak