Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Physics
Course of study:
2019/2020
Code:
CCHB-1-201-s
Faculty of:
Materials Science and Ceramics
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Chemistry of Building Materials
Semester:
2
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
dr hab. Przewoźnik Janusz (januszp@agh.edu.pl)
Module summary

Wykład omawia podstawowe prawa z zakresu fizyki klasycznej. Towarzyszą mu pokazy doświadczeń fizycznych, zajęcia audytoryjne i laboratoryjne z zakresu fizyki.

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence: is able to
M_K001 Student potrafi realizować projekty/zadania zespołowe, współpracować w grupie realizując swoją część zadania. CHB1A_K01 Execution of laboratory classes,
Report
M_K002 Rozumie potrzebę ciągłego aktualizowania i poszerzania wiedzy z zakresu fizyki współczesnej. CHB1A_K01 Participation in a discussion,
Activity during classes,
Examination
Skills: he can
M_U001 Potrafi rozwiązywać proste zadania rachunkowe dotyczące termodynamiki, podstawy elektrostatyki, pola magnetycznego, fale elektromagnetycznych, podstaw mechaniki kwantowej. CHB1A_U02, CHB1A_U01 Activity during classes,
Test,
Oral answer
M_U002 Potrafi przeprowadzić podstawowe pomiary fizyczne oraz opracować i przedstawić ich wyniki, potrafi wyznaczyć wyniki i niepewności pomiarów bezpośrednich i pośrednich, potrafi dokonać interpretacji wyników w kontekście posiadanej wiedzy fizycznej. CHB1A_U02 Execution of laboratory classes,
Report,
Completion of laboratory classes
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Student ma uporządkowaną wiedzę z termodynamiki, elektrostatyki, magnetyzmu, fal elektromagnetycznych i podstaw mechaniki kwantowej. CHB1A_W02, CHB1A_W01 Examination,
Test,
Oral answer,
Participation in a discussion,
Execution of laboratory classes,
Activity during classes,
Completion of laboratory classes
M_W002 Student ma podstawową wiedzę w zakresie fizyki materii skondensowanej, magnetyzmu, oddziaływania promieniowania jonizującego z materią. CHB1A_W02 Examination,
Test,
Completion of laboratory classes
M_W003 Student ma wiedzę na temat działania prostych przyrządów pomiarowych oraz zasad przeprowadzania i opracowania wyników pomiarów fizycznych, rodzajów niepewności pomiarowych i sposobów ich wyznaczania. CHB1A_W02 Execution of laboratory classes,
Completion of laboratory classes
Number of hours for each form of classes:
Sum (hours)
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
60 15 15 30 0 0 0 0 0 0 0 0
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Social competence
M_K001 Student potrafi realizować projekty/zadania zespołowe, współpracować w grupie realizując swoją część zadania. - - + - - - - - - - -
M_K002 Rozumie potrzebę ciągłego aktualizowania i poszerzania wiedzy z zakresu fizyki współczesnej. + + + - - - - - - - -
Skills
M_U001 Potrafi rozwiązywać proste zadania rachunkowe dotyczące termodynamiki, podstawy elektrostatyki, pola magnetycznego, fale elektromagnetycznych, podstaw mechaniki kwantowej. + + - - - - - - - - -
M_U002 Potrafi przeprowadzić podstawowe pomiary fizyczne oraz opracować i przedstawić ich wyniki, potrafi wyznaczyć wyniki i niepewności pomiarów bezpośrednich i pośrednich, potrafi dokonać interpretacji wyników w kontekście posiadanej wiedzy fizycznej. - - + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Student ma uporządkowaną wiedzę z termodynamiki, elektrostatyki, magnetyzmu, fal elektromagnetycznych i podstaw mechaniki kwantowej. + + + - - - - - - - -
M_W002 Student ma podstawową wiedzę w zakresie fizyki materii skondensowanej, magnetyzmu, oddziaływania promieniowania jonizującego z materią. + + - - - - - - - - -
M_W003 Student ma wiedzę na temat działania prostych przyrządów pomiarowych oraz zasad przeprowadzania i opracowania wyników pomiarów fizycznych, rodzajów niepewności pomiarowych i sposobów ich wyznaczania. - - + - - - - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 176 h
Module ECTS credits 6 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 60 h
Preparation for classes 40 h
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 25 h
Realization of independently performed tasks 48 h
Examination or Final test 2 h
Contact hours 1 h
Module content
Lectures (15h):

1) Fale mechaniczne (interferencja, fale stojące, …), akustyka. – 2 godz.
2) Statyka i dynamika płynu. – 1 godz.
3) Termodynamika: kinetyczna teoria gazów, równanie stanu gazu doskonałego i przemiany gazowe, I i II zasada termodynamiki, praca termodynamiczna, entropia, silniki cieplne, przewodnictwo cieplne. – 2 godz.
4) Elektrostatyka: natężenie pola elektrycznego, potencjał pola elektrycznego, przykłady. – 2 godz.
5) Elektrostatyka II: elektryczny moment dipolowy, pojemność elektryczna, polaryzacja dielektryków. – 2 godz.
6) Prąd elektryczny: praca i moc prądu, prawo Ohma, prawa Kirchoffa. – 1 godz.
7) Pole magnetyczne: siły działające na ładunki w polu magnetycznym, wektor indukcji magnetycznej. – 1 godz.
8) Pole magnetyczne wokół przewodnika z prądem: prawo Ampere’a i prawo Biota-Savarta, siła elektrodynamiczna, magnetyczny moment dipolowy, magnetyczne właściwości materii. – 1 godz.
9) Indukcja elektromagnetyczna: prawo indukcji Faradaya, indukcyjność i indukcja wzajemna. Drgania elektromagnetyczne: obwód LC i RLC. Prąd zmienny. – 1 godz.
10) Równania Maxwella. Fale elektromagnetyczne: generowanie i rozchodzenie się fal elektromagnetycznych. – 1 godz.
11) Zjawiska potwierdzające kwantową strukturę światła: widmo promieniowania ciała doskonale czarnego i kwantowa teoria promieniowania Plancka, zjawisko fotoelektryczne, efekt Comptona. – 1 godz.

Auditorium classes (15h):

1. Fale mechaniczne – 2 godz.
Efekty kształcenia:
- student potrafi zapisać równanie fali mechanicznej oraz opisać sposób i prędkość rozchodzenia się fal w różnych ośrodkach,
- student potrafi opisać zjawisko interferencji fal mechanicznych i wyprowadzić równanie fali stojącej,
- student potrafi obliczyć zmianę częstości fali (długości fali, okresu) wskutek efektu Dopplera,

2. Statyka i dynamika płynu – 1 godz.
Efekty kształcenia
- student potrafi poprawnie zastosować podstawowe prawa hydrostatyki (prawo Pascala, prawo Archimedesa);
-student potrafi zastosować równanie ciągłości i prawo Bernouliego do rozwiązywania zadań,

3. Termodynamika i transport ciepła
efekty kształcenia:
- student potrafi obliczyć pracę w termodynamice i stosować I zasadę termodynamiki w przemianach gazowych.
- student potrafi obliczyć zmiany entropii w przemianach gazowych i przemianach fazowych,
- student potrafi wyznaczyć sprawność silników cieplnych,
- student potrafi zastosować równanie przewodnictwa cieplnego (Fouriera) do obliczenia strumienia ciepła.- 2 godz.

4. Podstawy elektrostatyki
efekty kształcenia:
- student potrafi wyznaczyć siłę oddziaływania między ładunkami punktowymi i nie punktowymi,
- student potrafi wyznaczyć rozkład pola elektrostatycznego wokół zadanego układu ładunków z zastosowaniem prawa Gaussa i Coulomba,
- student potrafi opisać zachowanie momentu dipolowego w polu elektrycznym,
- student potrafi wyznaczyć rozkład potencjału wokół zadanego układu ładunków
- student potrafi obliczyć pojemność kondensatora płaskiego i cylindrycznego, pojemność zastępczą. – 3 godz.

5. Prąd elektryczny
efekty kształcenia:
-student potrafi obliczyć rezystancję przewodnika, obliczyć oporność zastępczą układu,
-student potrafi wyznaczać natężenia prądów elektrycznych i rozkład napięcia w prostych obwodach elektrycznych.
-student potrafi obliczyć pracę wykonaną przez prąd elektryczny oraz moc odbiorników. – 1 godz.

6. Stałe pole magnetyczne
efekty kształcenia:
-student potrafi obliczyć siłę działającą na ładunek elektryczny poruszający się w polu magnetycznym, wyznaczyć trajektorię jego toru,
-student potrafi wykorzystać znajomość prawa Ampera i Biota-Savarta aby obliczyć indukcję pola magnetycznego wokół przewodnika z prądem elektrycznym i wewnątrz solenoidu,
-student potrafi obliczyć siłę elektrodynamiczną wywieraną przez pole magnetyczne na przewodnik z prądem elektrycznym,
- student potrafi opisać zachowanie magnetycznego momentu dipolowego (ramki z prądem) w polu magnetycznym. – 2 godz.

7. Indukcja elektromagnetyczna
-student potrafi zastosować prawo indukcji Farady’a do i regułę Lenza do obliczenia indukowanej siły elektromotorycznej,
-student potrafi rozwiązać zadania z zakresu indukcji własnej i wzajemnej,
- student potrafi wyliczyć czasowe zmiany prądu w obwodzie szeregowym RL i RLC. – 2 godz.

8. Fale elektromagnetyczne
efekty kształcenia:
- student potrafi napisać rozwiązania elektromagnetycznych fal płaskich w próżni i wyliczyć relacje między wektorami pola elektrycznego i indukcji magnetycznej w danej fali,
-student potrafi obliczyć wektor Poyntinga i natężenie fali elektromagnetycznej. – 1 godz.

Laboratory classes (30h):

Studenci wykonują w zespołach dwuosobowych 6 ćwiczeń laboratoryjnych z zakresu
mechaniki, elektromagnetyzmu i optyki wg instrukcji podanych w zalecanych poniżej
skryptach. Na pierwszych zajęciach studenci są zaznajamiani z regulaminem
pracowni, wymogami dotyczącymi opracowania wyników pomiarów oraz
szczegółowymi warunkami zaliczenia ćwiczeń. Przed każdym ćwiczeniem jest
sprawdzian z przygotowania teoretycznego. Po wykonaniu ćwiczenia studenci są
zobowiązani do oddania sprawozdania.
Ćwiczenia są wybierane spośród poniższego (opisanego skrótowo) zestawu:
- mechanika: moduł Younga, wahadło fizyczne, wahadło matematyczne, spadek
swobodny, współczynnik lepkości, interferencja fal dźwiękowych,
- optyka: współczynnik załamania światła dla ciał stałych, badanie soczewek,
- elektryczność i magnetyzm: mostek Wheatstone’a, badanie kondensatorów,
elektroliza, busola stycznych,
- podstawy fizyki współczesnej: efekt fotoelektryczny, dozymetria.

Additional information
Teaching methods and techniques:
  • Lectures: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Auditorium classes: Podczas zajęć audytoryjnych studenci na tablicy rozwiązują zadane wcześniej problemy. Prowadzący na bieżąco dokonuje stosowanych wyjaśnień i moderuje dyskusję z grupą nad danym problemem.
  • Laboratory classes: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Ćwiczenia audytoryjne:
Podstawowym terminem uzyskania zaliczenia jest koniec zajęć w danym semestrze. Student może dwukrotnie przystąpić do poprawkowego zaliczania.

Ćwiczenia laboratoryjne:
Zaliczenie laboratorium wymaga zaliczenia wszystkich ćwiczeń podanych w treści modułu.
Warunkiem uzyskania zaliczenia z pojedynczego ćwiczenia jest:
- uzyskanie pozytywnej oceny z przygotowania teoretycznego,
- poprawnie wykonane pomiary,
- zaliczone sprawozdanie z opracowaniem wyników.

Warunkiem przystąpienie do egzaminu jest wcześniejsze uzyskanie zaliczenia z ćwiczeń audytoryjnych i ćwiczeń laboratoryjnych.

Egzamin przeprowadzany jest zgodnie z Regulaminem Studiów AGH § 16.

Participation rules in classes:
  • Lectures:
    – Attendance is mandatory: No
    – Participation rules in classes: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Auditorium classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci przystępując do ćwiczeń są zobowiązani do przygotowania się w zakresie wskazanym każdorazowo przez prowadzącego (np. w formie zestawów zadań). Ocena pracy studenta może bazować na wypowiedziach ustnych lub pisemnych w formie kolokwium, co zgodnie z regulaminem studiów AGH przekłada się na ocenę końcową z tej formy zajęć.
  • Laboratory classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
Method of calculating the final grade:

Ocena końcowa (OK) obliczana jest jako średnia ocen z egzaminu (E), ćwiczeń audytoryjnych ( C ) i ćwiczeń laboratoryjnych (L):
1) w przypadku zdania I terminu egzaminu: OK = (3 x E + C + L)/5
2) w przypadku zdania II terminu egzaminu (niezdania I terminu): OK = (2+ 2 x E + C + L)/5
3) w przypadku zdania III terminu egzaminu (niezdania I i II terminu): OK = (4+ E + C + L)/5
Uzyskanie pozytywnej oceny końcowej (OK) wymaga uzyskania pozytywnej oceny z ćwiczeń audytoryjnych ( C ), ćwiczeń laboratoryjnych (L) i egzaminu (E).

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Ćwiczenia audytoryjne:
Nieobecność na jednych ćwiczeniach zajęciach wymaga od studenta samodzielnego opanowania przerabianego na tych zajęciach materiału. Nieobecność na więcej niż jednych ćwiczeniach 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 dwa zajęcia i jego cząstkowe wyniki w nauce były negatywne może zostać pozbawiony, przez prowadzącego zajęcia, możliwości poprawkowego zaliczania zajęć. Od takiej decyzji prowadzącego zajęcia student może się odwołać do Dziekana.

Ćwiczenia laboratoryjne:
Pod koniec semestru przewidziany jest dodatkowy termin ćwiczeń (ogłaszany 2 tygodnie wcześniej na tablicy ogłoszeń i przez prowadzących), w którym można wykonać pomiary, których student z przyczyn losowych nie mógł wykonać w pierwotnym terminie. Studenci mogą wówczas odrabiać ćwiczenia po uprzednim uzyskaniu zgody prowadzącego zajęcia w jego grupie oraz odpowiedzi z części teoretycznej, potwierdzonej wpisem do protokołu.

Obecność na wykładzie: zgodnie z Regulaminem Studiów AGH.

Prerequisites and additional requirements:

Znajomość matematyki po wstępnym kursie analizy i algebry.

Recommended literature and teaching resources:

1. R. Resnick, D. Halliday, J. Walker, "Podstawy fizyki”, tomy 1, 2, 3, 4, 5 PWN Warszawa lub nowszy
2. J. Walker, “Podstawy fizyki, R. Resnick, D. Halliday, J. Walker, Zbiór zadań”, PWN Warszawa 2003
3. Jay Orear, “Fizyka”, tom 1, 2, WNT, Warszawa
4. Z. Kąkol „Fizyka” – wykłady z fizyki,
5. Z. Kąkol, J. Żukrowski „e-fizyka” – internetowy kurs fizyki,
6. Materiały pracowni fizycznej Wydz. Fizyki i Informatyki Stosowanej: Opisy ćwiczeń, Pomoce dydaktyczne, http://www.fis.agh.edu.pl/~pracownia_fizyczna/index.php?p=cwiczenia,

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

1) “Oxidation controlled phase composition of FeCo(Zr) nanoparticles in CaF2 matrix”, Julia Kasiuk, Julia Fedotova, Janusz Przewoźnik, Czesław Kapusta, Marcin Sikora, Jan Żukrowski, Ana Grce, Momir Milosavljević, Materials Characterization 113 (2016) 71–81, (DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.matchar.2016.01.010),
2) “Martensitic transition, structure and magnetic anisotropy of martensite in Ni-Mn-Sn single crystal”, P. Czaja, M.J. Szczerba, R. Chulist, M. Bałanda, J. Przewoźnik, Y.I. Chumlyakov, N. Schell, Cz. Kapusta, W. Maziarz, Acta Materialia 118 (2016) 213-220, (doi: 10.1016/j.actamat.2016.07.059), (Acta Mater. 118 (2016) 213),
3) “On magnetism in the quasicrystalline Ti45Zr38Ni17 alloy”, J. Czub, J. Przewoźnik, A. Żywczak, A. Takasaki, A. Hoser, Ł. Gondek, Journal of Non-Crystalline Solids 470 (2017) 108–111 (DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2017.05.007),
4) “CVD graphene sheets electrochemically decorated with “core-shell” Co/CoO nanoparticles”, V.G. Bayev, J.A. Fedotova, J.V. Kasiuk, S.A. Vorobyova, A.A. Sohor, I.V. Komissarov, N.G. Kovalchuk, S.L. Prischepa, N.I. Kargin, M. Andrulevičius, J. Przewoznik, Cz. Kapusta, O.A. Ivashkevich, S.I. Tyutyunnikov, N.N. Kolobylina, P.V. Guryeva, Applied Surface Science 440 (2018) 1252-1260, (https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2018.01.245),
5) “Crystal structure and magnetic properties of the selected phases from the R-{Co, Ni}-Al (R = Y, Gd-Tm) systems”, Yuriy Verbovytskyy, Kazimierz Łątka, Janusz Przewoźnik, Vasyl Kinzhybalo, Journal of Alloys and Compounds 758 (2018) 122-130, (https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.05.123),
6) “Structure, morphology and electrical transport properties of the Ti3AlC2 materials”, K. Goc, W. Prendota, L. Chlubny, T. Strączek, W. Tokarz, P. Borowiak (Chachlowska), K. Witulska (Chabior), M.M. Bućko, J. Przewoźnik, J. Lis, Ceramics International 44 (2018) 18322–18328, (https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2018.07.045),

Additional information:

None