Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Fizyka
Tok studiów:
2018/2019
Kod:
CCE-1-203-s
Wydział:
Inżynierii Materiałowej i Ceramiki
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Ceramika
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 uporządkowaną wiedzę obejmującą: mechanikę klasyczną, fale w ośrodkach sprężystych elektromagnetyzm, optykę, elementy fizyki kwantowej, fizyki materii skondensowanej i fizyki jądrowej. CE1A_W05 Egzamin,
Kolokwium,
Udział w dyskusji,
Wypracowania pisane na zajęciach,
Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_W002 Student ma wiedzę na temat zasad przeprowadzania i opracowania pomiarów fizycznych, rodzajów niepewności pomiarowych i sposobów ich wyznaczania CE1A_W05 Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Zaliczenie laboratorium,
Kolokwium
Umiejętności
M_U001 Student potrafi wykorzystać poznane zasady i metody fizyki oraz odpowiednie narzędzia matematyczne do opisu zjawisk fizycznych i rozwiązywania typowych zadań dotyczących: mechaniki klasycznej, ruchu falowego, elektromagnetyzmu, optyki elementów fizyki kwantowej, fizyki materii skondensowanej i fizyki jądrowej. CE1A_U05 Egzamin,
Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń,
Aktywność na zajęciach,
Praca dyplomowa
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. CE1A_U05 Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Zaliczenie laboratorium
Kompetencje społeczne
M_K001 Student rozumie potrzebę ciągłego aktualizowania i poszerzania wiedzy z zakresu fizyki. Student potrafi kreatywnie współpracować w zespole wykonującym pomiary laboratoryjne. CE1A_K01, CE1A_K03 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Aktywność na zajęciach
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 uporządkowaną wiedzę obejmującą: mechanikę klasyczną, 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: mechaniki klasycznej, ruchu falowego, elektromagnetyzmu, optyki elementów fizyki kwantowej, fizyki materii skondensowanej i fizyki jądrowej. + + - - - - - - - - -
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. Student potrafi kreatywnie współpracować w zespole wykonującym pomiary laboratoryjne. + + + - - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:
Wykłady z fizyki

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, równanie fali elektromagnetycznej.
2. Optyka
Widmo promieniowania elektromagnetycznego, prawa optyki geometrycznej, soczewki,
przyrządy optyczne, optyka falowa, dyfrakcja i interferencja światła na jednej i dwóch
szczelinach, siatka dyfrakcyjna, interferometr Michelsona, interferencja w cienkich
warstwach, 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
Schrodingera, 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:
Ćwiczenia rachunkowe z fizyki

Ruch harmoniczny swobodny i z siłą wymuszającą.
Pole elektryczne: natężenie i potencjał. Przykłady wyliczenie rozkładów pola – prawo Gaussa.
Pole magnetyczne, ruch cząstki naładowanej w polu magnetycznym, prawa Ampera i Faradaya.
Prąd elektryczny – prawa Ohma i Kirchoffa, przykłady prostych obwodów.
Optyka: ugięcie światła na szczelinie i na siatce dyfrakcyjnej, polaryzacja. Działanie soczewki.
Elementy fizyki współczesnej: efekt fotoelektryczny, model Bohra, cząstka w jednowymiarowej studni potencjału.

Ćwiczenia laboratoryjne:
Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki

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
- Termometr oporowy i termopara
- Dozymetria

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 234 godz
Punkty ECTS za moduł 9 ECTS
Udział w wykładach 30 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 62 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:

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.

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:

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. Materiały pomocnicze zostaną także dostarczone przez wykładowcę.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Dostępne są pod adresem:

http://www.bpp.agh.edu.pl/new/autor/wierzbanowski-krzysztof-03502

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.