Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Fizyka
Tok studiów:
2012/2013
Kod:
CTC-1-203-s
Wydział:
Inżynierii Materiałowej i Ceramiki
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Technologia Chemiczna
Semestr:
2
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Osoba odpowiedzialna:
prof. dr hab. inż. Baczmański Andrzej (andrzej.baczmanski@fis.agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
prof. dr hab. inż. Baczmański Andrzej (andrzej.baczmanski@fis.agh.edu.pl)
dr hab. inż. Bołd Tomasz (tomasz.bold@fis.agh.edu.pl)
dr Wnęk Anna (wnek@fis.agh.edu.pl)
dr hab. inż. Grabowska-Bołd Iwona (iwona.grabowska@cern.ch)
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 posiada wiedzę obejmującą: fale w ośrodkach sprężystych, elektromagnetyzm, optykę, elementy fizyki kwantowej, fizyki materii skondensowanej i fizyki jądrowej. TC1A_W03 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Kolokwium,
Sprawozdanie,
Udział w dyskusji,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_W002 Student ma wiedzę na temat zasad przeprowadzania i opracowania pomiarów fizycznych, rodzajów niepewności pomiarowych i sposobów ich wyznaczania. TC1A_W03 Kolokwium,
Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Umiejętności
M_U001 Student potrafi wykorzystać poznane zasady i metody fizyki oraz odpowiednie narzędzia matematyczne do opisu zjawisk fizycznych i rozwiązywania typowych zadań dotyczących: ruchu falowego, elektromagnetyzmu, optyki oraz elementów fizyki współczesnej. TC1A_U04 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium
M_U002 Student potrafi przeprowadzić podstawowe pomiary fizyczne oraz opracować i przedstawić ich wyniki, w szczególności potrafi: potrafi zestawić prosty układ pomiarowy zgodnie z zadanym schematem, wyznaczyć wyniki i niepewności pomiarów oraz dokonać interpretacji wyników w kontekście posiadanej wiedzy fizycznej. TC1A_U08, TC1A_U07, TC1A_U04, TC1A_U16 Kolokwium,
Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Kompetencje społeczne
M_K001 Student rozumie potrzebę ciągłego aktualizowania i poszerzania wiedzy z zakresu fizyki. TC1A_K01 Aktywność na zajęciach,
Udział w dyskusji
M_K002 Student potrafi kreatywnie współpracować w zespole wykonującym pomiary laboratoryjne. TC1A_K12, TC1A_K05 Aktywność na zajęciach,
Udział w dyskusji
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 posiada wiedzę obejmującą: fale w ośrodkach sprężystych, elektromagnetyzm, optykę, elementy fizyki kwantowej, fizyki materii skondensowanej i fizyki jądrowej. + + - - - - - - - - -
M_W002 Student ma wiedzę na temat zasad przeprowadzania i opracowania pomiarów fizycznych, rodzajów niepewności pomiarowych i sposobów ich wyznaczania. - - + - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student potrafi wykorzystać poznane zasady i metody fizyki oraz odpowiednie narzędzia matematyczne do opisu zjawisk fizycznych i rozwiązywania typowych zadań dotyczących: ruchu falowego, elektromagnetyzmu, optyki oraz elementów fizyki współczesnej. - + - - - - - - - - -
M_U002 Student potrafi przeprowadzić podstawowe pomiary fizyczne oraz opracować i przedstawić ich wyniki, w szczególności potrafi: potrafi zestawić prosty układ pomiarowy zgodnie z zadanym schematem, wyznaczyć wyniki i niepewności pomiarów oraz dokonać interpretacji wyników w kontekście posiadanej wiedzy fizycznej. - - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student rozumie potrzebę ciągłego aktualizowania i poszerzania wiedzy z zakresu fizyki. + + + - - - - - - - -
M_K002 Student potrafi kreatywnie współpracować w zespole wykonującym pomiary laboratoryjne. - - + - - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:

Fale w ośrodkach sprężystych
- Fale podłużne i poprzeczne, kinematyczne równanie fali, parametry fali, równanie różniczkowe fali, fale stojące, barwa dźwięku, dudnienia, natężenie fali, efekt Dopplera, natężenie fali, czułość ucha ludzkiego.

Elektromagnetyzm
– Elektrostatyka: ładunki elektryczne, natężenie i linie sił pola elektrycznego, prawa Coulomba i Gaussa i ich zastosowania, relacje między potencjałem i natężeniem pola elektrycznego, zasada superpozycji pola elektrycznego, kondensatory – pojemność i wpływ dielektryka, energia pola elektrycznego, łączenie kondensatorów.
– Prąd elektryczny: makroskopowe i mikroskopowe prawo Ohma, zależność oporu elektrycznego od temperatury, nadprzewodniki, moc prądu elektrycznego, prawa Kirchhoffa, łączenie oporników.
– Pole magnetyczne: źródła i linie pola magnetycznego, ruch ładunku w polu magnetycznym (akcelerator, spektrometr masowy), siła elektrodynamiczna, moment magnetyczny, silnik elektryczny, prawa: Ampera, Biota-Savarta i Faradaya i ich zastosowania, prądnica, transformator, indukcyjność, energia pola magnetycznego.
- Magnetyczne własności ciał, dia-, para- i ferromagnetyki.
- Drgania i fale elektromagnetyczne: obwody LC i RLC, rezonans elektryczny, moc prądu zmiennego, równania Maxwella, fale elektromagnetyczne.

Optyka
– Własności światła, prawa optyki geometrycznej (Fermata i Snelliusa), zastosowania optyki geometrycznej.
– Optyka falowa, dyfrakcja i interferencja światła na jednej i dwóch szczelinach, siatka dyfrakcyjna, interferencja w cienkich warstwach, dyfrakcja promieni Roentgena, polaryzacja światła.

Elementy fizyki kwantowej
– Promieniowanie termiczne, efekt fotoelektryczny, model atomu Bohra, fale materii – hipoteza de Broglie’a, dyfrakcja promieniowania rentgenowskiego i elektronów na sieci krystalicznej.
– Promieniowanie atomów wieloelektrodowych: promieniowanie X, lasery.

Elementy fizyki materii skondensowanej
- Kryształy i ich wiązania, pasma energetyczne, metale, izolatory, półprzewodniki samoistne i domieszkowane, przyrządy półprzewodnikowe (dioda, tranzystor, dioda LED, bateria słoneczna),

Elementy fizyki jądrowej
- Budowa jąder atomowych, defekt masy, rozpady promieniotwórcze, prawo rozpadu, rozszczepienie i synteza jąder, reaktor jądrowy i termojądrowy.

Ćwiczenia audytoryjne:

Forma zajęć: prezentacja i dyskusja problemów z dostarczonej wcześniej listy zadań. Obejmują one następujące tematy:
- Fale w ośrodkach sprężystych
- Elektrostatyka
- Prąd elektryczny
- Pole magnetyczne i fale elektromagnetyczne
- Optyka geometryczna i falowa
- Wybrane elementy fizyki współczesnej

Ćwiczenia laboratoryjne:

Prowadzący wybiera 10 ćwiczeń laboratoryjnych spośród poniższych:

- Szacowanie niepewności w pomiarach laboratoryjnych – obowiązkowe
- Swobodne spadanie
- Lepkość
- Wahadło fizyczne
- Moduł Younga
- Interferencja fal akustycznych
- Mostek Wheatstone’a
- Kondensatory
- Elektroliza
- Busola stycznych
- Współczynnik załamania światła dla ciał stałych
- Soczewki
- Polarymetr
- Dioda półprzewodnikowa
- Efekt fotoelektryczny
- Dozymetria

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 232 godz
Punkty ECTS za moduł 9 ECTS
Udział w wykładach 30 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 60 godz
Przygotowanie do zajęć 50 godz
Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych 30 godz
Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. 30 godz
Udział w ćwiczeniach audytoryjnych 30 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

Uzyskanie pozytywnej oceny końcowej wymaga uzyskania pozytywnych ocen z ćwiczeń audytoryjnych, ćwiczeń laboratoryjnych oraz egzaminu. Ocena końcowa (OK) obliczana jest według algorytmu:
1)w przypadku zdania I terminu egzaminu: OK = (3*E+C+L)/5
2)w przypadku zdania II terminu egzaminu (niezdania I terminu): OK = (2+2*E+C+L)/5
3)w przypadku zdania III terminu egzaminu (niezdania I i II terminu): OK = (2+2+E+C+L)/5
gdzie E – ocena pozytywna z egzaminu, C – ocena z ćwiczeń audytoryjnych (liczona jako średnia ze wszystkich terminów), L – ocena z ćwiczeń laboratoryjnych (liczona jako średnia ze wszystkich terminów).

Wymagania wstępne i dodatkowe:

- zaliczenie ćwiczeń „Fizyka I” oraz opanowanie materiału wykładu z fizyki z semestru
pierwszego,
- znajomość fizyki ze szkoły średniej na poziomie podstawowym,
- znajomość elementów matematyki wyższej, niezbędnych do rozumienia wykładu z fizyki na poziomie akademickim (rachunek wektorowy, różniczkowy i całkowy).

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Podstawy Fizyki, tomy 1-3, PWN, Warszawa, 2003;
2. J. Orear, Fizyka, WNT, Warszawa, 1990;
3. J. Wolny, Podstawy Fizyki, Wydawnictwo JAK, 2011;
4. Z. Kąkol, „Fizyka” – Wykłady z fizyki;
5. Z. Kąkol, J. Żukrowski: „e-fizyka” – internetowy kurs fizyki,
6. Z. Kąkol, J. Żukrowski – symulacje komputerowe ilustrujące wybrane zagadnienia z fizyki
Pozycje 4-6 dostępne ze stron: http://home.agh.edu.pl/~kakol/; http://open.agh.edu.pl
7. Pracownia Fizyczna – materiały do laboratorium dostępne na stronie http://www.fis.agh.edu.pl/~pracownia_fizyczna

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Nie podano dodatkowych publikacji

Informacje dodatkowe:

Sposób i tryb wyrównania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach obowiązkowych:

1. Ćwiczenia audytoryjne:
- Nieobecność na jednych zajęciach wymaga od studenta samodzielnego opanowania przerabianego na tych zajęciach materiału.
- Nieobecność na więcej niż jednych zajęciach wymaga od studenta samodzielnego opanowania przerabianego na tych zajęciach materiału i jego zaliczenia w formie ustnej/pisemnej w wyznaczonym przez prowadzącego terminie lecz nie później jak w ostatnim tygodniu trwania zajęć.
- Student który bez usprawiedliwienia opuścił więcej niż jedne zajęcia i jego cząstkowe wyniki w nauce były negatywne może zostać pozbawiony, przez prowadzącego zajęcia, możliwości wyrównania zaległości.

2. Ćwiczenia laboratoryjne:
Sposób i tryb wyrównania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na ćwiczeniach laboratoryjnych reguluje Regulamin Pracowni Fizycznej dostępny na stronie: http://www.fis.agh.edu.pl/~pracownia_fizyczna/index.php?p=regulaminy

Zasady zaliczania zajęć

1. Ćwiczenia audytoryjne:
- Podstawowym terminem uzyskania zaliczenia z ćwiczeń audytoryjnych jest ostatni dzień zajęć w danym semestrze. Ocena z ćwiczeń audytoryjnych jest średnią ważoną ocen uzyskanych z kolokwiów oraz aktywności na ćwiczeniach (oceny cząstkowe obliczane są zgodnie z Regulaminem Studiów AGH).
- Student może dwukrotnie przystąpić do poprawkowego zaliczania z ćwiczeń audytoryjnych.
- Student, który opuścił więcej niż 50% wszystkich zajęć lub bez usprawiedliwienia więcej niż dwa zajęcia jest pozbawiony możliwości uzyskania zaliczenia z ćwiczeń audytoryjnych. Od takiej decyzji prowadzącego zajęcia student może się odwołać do prowadzącego przedmiot (moduł).

2.Ćwiczenia laboratoryjne:
Zasady zaliczania ćwiczeń laboratoryjnych reguluje Regulamin Pracowni Fizycznej dostępny na stronie: http://www.fis.agh.edu.pl/~pracownia_fizyczna/index.php?p=regulaminy

3. Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest uzyskanie pozytywnej oceny z przedmiotu „Wstęp do fizyki" w I semestrze oraz uzyskanie pozytywnych ocen z ćwiczeń audytoryjnych i ćwiczeń laboratoryjnych z przedmiotu „Fizyka II" w II semestrze.