Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Fizyka II
Tok studiów:
2016/2017
Kod:
MIS-1-208-s
Wydział:
Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Informatyka Stosowana
Semestr:
2
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Osoba odpowiedzialna:
prof. dr hab. inż. Wierzbanowski Krzysztof (wierzban@agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
prof. dr hab. inż. Wierzbanowski Krzysztof (wierzban@agh.edu.pl)
Krótka charakterystyka modułu

Student zdobywa podstawowa wiedzę oraz umiejętności w zakresie fizyki. Są one przydatne w dalszym studiowaniu, a także ułatwiają zrozumienie zjawisk przyrodniczych i społecznych.

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: prawa elektromagnetyzmu i optyki oraz ich zastosowania, elementy fizyki kwantowej, fizyki materii skondensowanej i fizyki jądrowej. IS1A_W15, IS1A_W01, IS1A_W02 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Wykonanie ćwiczeń
M_W002 Student ma podstawową wiedzę w zakresie zastosowań fizyki w technice. IS1A_W15, IS1A_W01, IS1A_W02 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_W003 Student ma wiedzę na temat zasad przeprowadzania i opracowania wyników pomiarów fizycznych, rodzajów niepewności pomiarowych i sposobów ich wyznaczania. IS1A_W15, IS1A_W01, IS1A_W02 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Umiejętności
M_U001 Student potrafi przeprowadzić podstawowe pomiary fizyczne oraz opracować i przedstawić ich wyniki wraz z oceną niepewności pomiarów IS1A_U07, IS1A_U06, IS1A_U15 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U002 Student potrafi wykorzystać poznane zasady i metody fizyki oraz odpowiednie narzędzia matematyczne do rozwiązywania typowych zadań z elektromagnetyzmu IS1A_U07, IS1A_U15 Wykonanie ćwiczeń
Kompetencje społeczne
M_K001 Student potrafi realizować projekty/zadania zespołowe, współpracować w grupie realizując swoją część zadania. IS1A_K03, IS1A_K01 Aktywność na zajęciach,
Wykonanie ćwiczeń,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_K002 Student rozumie potrzebę ciągłego aktualizowania i poszerzania wiedzy z zakresu fizyki współczesnej IS1A_K01 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. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Inne
E-learning
Wiedza
M_W001 Student posiada wiedzę obejmującą: prawa elektromagnetyzmu i optyki oraz ich zastosowania, elementy fizyki kwantowej, fizyki materii skondensowanej i fizyki jądrowej. + + + - - - - - - - -
M_W002 Student ma podstawową wiedzę w zakresie zastosowań fizyki w technice. + + - - - - - - - - -
M_W003 Student ma wiedzę na temat zasad przeprowadzania i opracowania wyników pomiarów fizycznych, rodzajów niepewności pomiarowych i sposobów ich wyznaczania. - - + - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student potrafi przeprowadzić podstawowe pomiary fizyczne oraz opracować i przedstawić ich wyniki wraz z oceną niepewności pomiarów - - + - - - - - - - -
M_U002 Student potrafi wykorzystać poznane zasady i metody fizyki oraz odpowiednie narzędzia matematyczne do rozwiązywania typowych zadań z elektromagnetyzmu + + - - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student potrafi realizować projekty/zadania zespołowe, współpracować w grupie realizując swoją część zadania. - - + - - - - - - - -
M_K002 Student rozumie potrzebę ciągłego aktualizowania i poszerzania wiedzy z zakresu fizyki współczesnej + + - - - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:

1. “Elektromagnetyzm”.
Ładunki elektryczne, pole elektryczne, prawa Coulomba i Gaussa i ich zastosowania, potencjał i natężenie pola elektrycznego, kondensatory, energia pola elektrycznego, napięcie, natężenie i moc prądu elektrycznego, zależność oporu elektrycznego od temperatury, nadprzewodniki, elektroliza, analiza obwodów elektrycznych, obwód RC, pole magnetyczne, przewodnik w polu magnetycznym, akcelerator, prawa: Ampera, Biota-Savarta i Faradaya i ich zastosowania, indukcyjność, obwody LC i RCL,rezonans elektryczny, mierniki i podstawowe urządzenia elektryczne, równania Maxwella, równaie fali elektromagnetycznej.

2. “Optyka”.
Widmo promieniowania elektromagnetycznego, prawa optyki geometrycznej, soczwki, przyrządy optyczne, optyka falowa, dyfrakcja i interferencja światła na jednej i dwóch szczelinach, siatka dyfrakcyjna,interferometr Michelsona, interferencja w cienkich warstwach, spektralna
i przestrzenna zdolność rozdzielcza, dyfrakcja promieni Roentgena, polaryzacja światła, fotometria.

3. “Fizyka kwantowa”.
Promieniowanie termiczne, prawa Wiena i Plancka, efekt fotoelektryczny, generacja i anihilacja pary elektron-pozyton, model atomu Bohra, promieniowanie rentgenowskie, hipoteza de Broglie’a, zasada nieoznaczoności, niezależne od czasu równanie Schrödingera, studnia oraz bariera potencjału, mikroskop tunelowy, atom wodoru, liczby kwantowe elektronu, układ okresowy pierwiastków, działanie laserów.

4. “Elementy fizyki materii skondensowanej”.
Kryształy i ich wiązania, model elektronów swobodnych, rozkład Fermiego-Diraca, potencjał kontaktowy, termopara, pasma energetyczne, metale, izolatory, półprzewodniki samoistne i domieszkowane, przyrządy półprzewodnikowe (dioda, tranzystor, dioda LED, bateria słoneczna), magnetyczne własności ciał, dia-, para- i ferromagnetyki.

5. “Elementy fizyki jądrowej”.
Budowa jąder atomowych, rozpady promieniotwórcze, defekt masy, rozszczepienie i synteza jąder, reaktor jądrowy i termojądrowy.

Ćwiczenia audytoryjne:

Przemiany gazowe, ciepło właściwe gazów, cykl Carnota (2 godz.).
Obliczanie rozkładu pola elektrycznego z prawa Coulomba i z prawa Gaussa (2 godz.).
Obliczanie potencjału elektrycznego (1 godz.).
Rozwiązywanie obwodów elektrycznych prądu stałego (1 godz.).
Obliczanie rozkładu pola magnetycznego z prawa Biote’a-Savarta i prawa Ampera (2 godz.).
Prawo indukcji Faradaya (2 godz.).
Obwody prądu zmiennego: dopasowanie elementów w obwodzie rezonansowym (1 godz.).
Interferencja światła: siatka dyfrakcyjna (2 godz.).
Poziomy energetyczne w atomie wodoru wg. modelu Bohra (1 godz.).
Zjawisko fotoelektryczne i poziomy energetyczne elektronów w metalu – model elektronów swobodnych (1 godz.).

Ćwiczenia laboratoryjne:

Studenci wykonują 5 z następujących ćwiczeń
1. Wahadło fizyczne
2. Moduł Young’a
3. Wyznaczanie współczynnika lepkości
4. Interferencja fal akustycznych
5. Mostek Wheatstone’a
6. Kondensatory
7. Elektroliza
8. Busola stycznych
9. Współczynnik załamania światła dla ciał stałych
10. Własności soczewek
11. Dozymetria. Absorpcja promieniowania w metalach
12. Termometr oporowy i termopara

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 90 godz
Punkty ECTS za moduł 3 ECTS
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 15 godz
Przygotowanie do zajęć 7 godz
Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych 14 godz
Udział w ćwiczeniach audytoryjnych 14 godz
Udział w wykładach 28 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe z nauczycielem 10 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocena końcowa (OK) obliczana jest według algorytmu:

OK = (2*E+C+L)/4

gdzie E – ocena z egzaminu, C – ocena z ćwiczeń rachunkowych, L – ocena z laboratorium.

Dodatkowy warunek: ocena z egzaminu w 3-cim terminie nie może być wyższa niż. 3.5

Uzyskanie pozytywnej oceny końcowej (OK) wymaga uzyskania pozytywnej oceny z ćwiczeń
rachunkowych ( C), laboratoryjnych (L) i egzaminu (E).

Wymagania wstępne i dodatkowe:

- Zaliczenie ćwiczeń rachunkowych 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:

- D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Podstawy Fizyki, PWN, Warszawa, 2003
- J. Orear, Fizyka, WNT, Warszawa, 1990
- Cz. Bobrowski, Fizyka – krótki kurs, WNT, Warszawa, 1995
- A. Zięba – Pracownia fizyczna Wydziału Fizyki i Techniki Jądrowej AGH, Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH, Skrypt SU 1642, Kraków, 2002
- Materiały pomocnicze zostana także dostarczone przez wykładowcę.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

1. K. Wierzbanowski, A. Clément, Relation Between Mobile Dislocation Parameters and Orientation Distribution Function, Philosophical Magazine A, 51, 145 156 (1985)
2. J. Tarasiuk and K. Wierzbanowski, Application of the Linear Regression Method for Comparison of Crystallographic Textures, Philosophical Magazine A, 73, 1083- 1091 (1996)
3. S. Wroński, A. Baczmanski, R. Dakhlaoui, Ch. Braham, K. Wierzbanowski and E. Oliver, Determination of Stress Field in Textured Duplex Steel Using TOF Neutron Diffraction Method, Acta Materialia, 55, 6219-6233 (2007)
4. K. Piękoś, J. Tarasiuk, K. Wierzbanowski and B. Bacroix, Stochastic vertex model of recrystallization, Comp. Mat. Sci., 42, 36-42 (2008)
5. B. Bacroix, J. Tarasiuk, K. Wierzbanowski and K. Zhu, Misorientations in rolled and recrystallized zirconium compared with random distribution. A new scheme of misorientation analysis, J. Appl. Cryst., 43, 134–139 (2010)
6. M. Wronski, K. Wierzbanowski and T. Leffers, On the lattice rotations accompanying slip, Materials Science and Technology, 29 (2013) 129-133
7. S. Wronski, J. Tarasiuk, B. Bacroix, K. Wierzbanowski, H. Paul, Microstructure heterogeneity after the ECAP process and its influence on recrystallization in aluminium, Materials Characterization, 78 (2013) 60-68
8. K. Wierzbanowski, M. Wroński, T. Leffers, FCC rolling textures reviewed in the light of quantitative comparisons between simulated and experimental textures, Critical Reviews in Solid State and Materials Sciences, 39 (2014) 391-422
9. A. Uniwersał, M.Wróbel, K. Wierzbanowski, S. Wroński, M. Wroński, I. Kalemba-Rec, T. Sak, B. Bacroix, Microstructure, texture and mechanical characteristics of asymmetrically rolled polycrystalline copper, Materials Characterization, 118 (2016) 575–583

Informacje dodatkowe:

Zaliczenie laboratorium wymaga wykonania wszystkich ćwiczeń podanych w treści modułu.
W razie nieobecności na jakimś ćwiczeniu student uzgadnia z prowadzącym termin jego
odrobienia. Warunki i sposób odrabiania określa Regulamin Pracowni Fizycznej WFiIS (http://www.fis.agh.edu.pl/~pracownia_fizyczna/index.php?p=regulaminy).
Do zaliczenia pojedynczego ćwiczenia konieczne jest:
uzyskanie pozytywnej oceny z przygotowania teoretycznego,
poprawnie wykonane pomiary,
zaliczone sprawozdanie z opracowaniem wyników.

Zasady zaliczenia ćwiczeń audytoryjnych:
Podstawowym terminem uzyskania zaliczenia jest koniec zajęć w danym semestrze. Student
może dwukrotnie przystąpić do poprawkowego zaliczenia.
Nieobecność na ćwiczeniach rachunkowych wymaga od studenta samodzielnego opanowania przerabianego na tych zajęciach materiału. Nieobecność na więcej niż dwóch zajęciach wymaga od studenta samodzielnego opanowania przerabianego na tych zajęciach materiału i jego zaliczenia w formie pisemnej w wyznaczonym przez prowadzącego terminie lecz nie później jak w ostatnim tygodniu trwania zajęć. Student który bez usprawiedliwienia opuścił więcej niż 3 zajęcia i jego cząstkowe wyniki w nauce były negatywne może zostać pozbawiony, przez prowadzącego zajęcia, możliwości wyrównania zaległości.

Warunkiem przystąpienia do egzaminu jest pozytywna ocena z ćwiczeń rachunkowych.
Egzamin przeprowadzany jest zgodnie z Regulaminem Studiów AGH § 16.