Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Fizyka III
Course of study:
2019/2020
Code:
SENR-1-304-s
Faculty of:
Energy and Fuels
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Energy Engineering
Semester:
3
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
prof. nadzw. dr hab. inż. Cetnar Jerzy (cetnar@ftj.agh.edu.pl)
Module summary

Opanowanie wiedzy i umiejętności w obszarze tematycznym podstaw fizyki współczesnej
.

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 W oparciu o przedstawiony na wykładzie zarys historii fizyki, rozumie potrzebę ciągłego dokształcania się ENR1A_K02, ENR1A_K01 Activity during classes
Skills: he can
M_U001 Potrafi wykorzystywać poznane zasady i metody fizyki oraz odpowiednie narzędzia matematyczne do rozwiązywania typowych zadań z zakresu optyki, fal elektromagnetycznych, promieniowania termicznego, reakcji jądrowych ENR1A_U02 Examination
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Zna istotę zjawisk związanych z optyką, teorii pasmowej, nadprzewodnictwa, rozszczepieniem i syntezą jąder. ENR1A_W01 Examination
M_W002 Posiada wiedzę z zakresu podstaw fizyki współczesnej obejmującą zjawiska promieniowania termicznego ciał fal elektromagnetycznych, budowy materii, mechaniki kwantowej, fizyki jądrowej oraz fizyki cząstek ENR1A_W01 Examination
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 30 0 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 W oparciu o przedstawiony na wykładzie zarys historii fizyki, rozumie potrzebę ciągłego dokształcania się + - - - - - - - - - -
Skills
M_U001 Potrafi wykorzystywać poznane zasady i metody fizyki oraz odpowiednie narzędzia matematyczne do rozwiązywania typowych zadań z zakresu optyki, fal elektromagnetycznych, promieniowania termicznego, reakcji jądrowych + - + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Zna istotę zjawisk związanych z optyką, teorii pasmowej, nadprzewodnictwa, rozszczepieniem i syntezą jąder. + - - - - - - - - - -
M_W002 Posiada wiedzę z zakresu podstaw fizyki współczesnej obejmującą zjawiska promieniowania termicznego ciał fal elektromagnetycznych, budowy materii, mechaniki kwantowej, fizyki jądrowej oraz fizyki cząstek + - - - - - - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 152 h
Module ECTS credits 6 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 60 h
Preparation for classes 30 h
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 15 h
Realization of independently performed tasks 40 h
Examination or Final test 2 h
Contact hours 5 h
Module content
Lectures (30h):
  1. Ruch falowy

    Poznanie podstawowych własności oraz opis fal:
    rodzaje fal; równanie fali; prędkość fali, interferencja fal, fale stojące

  2. Optyka

    Poznanie podstawowych pojęć w opisie światła począwszy od optyki geometrycznej poprzez optykę falową.
    Fizyczne cech światła: prędkość, pęd i energia
    Opis optyki geometryczne – omówienie podstawowych praw odbicia oraz załamania.
    Przyrządy optyczne, konstrukcja obrazów.

  3. Optyka falowa

    Opis falowej natury światła: zjawiska falowe, spójność światła
    Zasada Huygensa. Dyfrakcja fal oraz interferencja.
    spektrometr optyczny, interferometr Michelsona, polaryzacja – omówienie przykładów wykorzystania światła jako fali.

  4. Fale elektromagnetyczne oraz teoria względności

    Fale elektromagnetyczne; pomiary prędkości światła, niezmienniczość prędkości światła w próżni; Transformacja Lorenza i Galileusza; Postulaty Einsteina szczególnej teorii względności. Energia a masa.

  5. Kwantowa teoria światła oraz budowa atomu

    Promieniowanie termiczne ciał wg fizyki klasycznej i kwantowej; Efekt fotoelektryczny. Idea de Broglie’a – fale materii. Dualizm korpuskularno-falowy; Zasada nieoznaczoności; Doświadczenie Rutherforda. Budowa atomu a zasada nieoznaczoności, postulaty Bohra.

  6. Równanie Schrodingera

    Funkcja falowa. Równanie Schrödingera; liczby kwantowe, Własności cząstek. Podział. Zakaz Pauliego
    Rozwiązanie zagadnienia cząstki w nieskończonej studni potencjału, interpretacja funkcji falowej

  7. Fizyka ciała stałego

    Budowa ciał stałych. Wiązania chemiczne; Teoria pasmowa. Przewodnictwo elektryczne. Półprzewodniki. Nadprzewodniki; Laser, zasada działania;

  8. Fizyka jądrowa i jej zastosowania

    Jądro atomowe. Siły jądrowe. Energia wiązania; Stabilność jąder. Rozpady promieniotwórcze. Stany jądrowe. Oddziaływanie promieniowania jądrowego z materią;

  9. Pierwsze lata energii jądrowej

    Neutrony. Reakcje jądrowe; Rozszczepienie i synteza jąder. Energia jądrowa. Pierwszy Reaktor, broń jądrowa;

  10. Cząstki elementarne oraz powstanie wszechświata

    Cząstki elementarne; Ewolucja gwiazd, powstawanie pierwiastków; Ewolucja wszechświata. Eksperymenty fizyki wysokich energii.

Laboratory classes (30h):
Ćwiczenia laboratoryjne

Wykonywanie ćwiczeń w pracowni fizycznej. Szacowanie niepewności w pomiarach laboratoryjnych. Jest możliwość wyboru ćwiczeń spośród ok.70 m.in.: Wahadło matematyczne. Swobodne spadanie. Moduł Younga. Współczynnik lepkości. Interferencja fal akustycznych. Prędkość dźwięku. Kondensatory. Elektroliza. Busola stycznych. Współczynnik załamania światła dla ciał stałych. Soczewki. Dozymetria promieniowania gamma. Termometr oporowy i termopara. Półprzewodnikowe złącze p-n i in.

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.
  • 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:

przygotowanie konspektu ćwiczeń laboratoryjnych
do egzaminu dopuszcza zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych

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.
  • 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:

Oceny z ćwiczeń audytoryjnych – C oraz z kolokwium końcowego – E obliczane są następująco: procent uzyskanych punktów przeliczany jest na ocenę zgodnie z Regulaminem Studiów AGH. Ocena końcowa (OK) obliczana jest jako średnia ważona powyższych ocen: OK = (0,5·w·E + 0,25·w·C)/0,75
w = 1 dla I terminu, w = 0,9 dla II terminu, w = 0,8 dla III terminu

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

Samodzielne studiowanie, konsultacje

Prerequisites and additional requirements:

Zaliczenie przedmiotów Fizyka I i Fizyka II lub wpis warunkowy na semestr 3.

Recommended literature and teaching resources:

Materiały pomocnicze do wykładu fizyki", J.Janczyszyn, AGH, 1999
Podstawy Fizyki;, D.Halliday, R.Resnick, J.Walker, PWN, 2003
Pracownia Fizyczna;, Red. A.Zięba, AGH, 2002.

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

1. Advanced fuel burnup assessment in prismatic HTR for Pu/MA/Th utilization – using MCB system / Jerzy CETNAR, Mariusz KOPEĆ, Mikołaj OETTINGEN ; AGH. — Kraków : AGH, cop. 2013. — 99 s.. — (Monographs of Department of Nuclear Energy. Faculty of Energy and Fuels. AGH University of Science and Technology). — Bibliogr. s. 99. — ISBN: 978-83-911589-2-0. — Na stronie tyt. dod. Study for the PUMA project of European Union’s 6\textsuperscript{th} FP EUROATOM, AGH WEiP KEJ/2013/2
2. Assessment of the control rods shadow effect in the VENUS-F core / Jerzy CETNAR, Grażyna DOMAŃSKA, Paweł GAJDA, Jerzy JANCZYSZYN // Nukleonika : the International Journal of Nuclear Research / Institute of Nuclear Chemistry and Technology, Polish Nuclear Society, National Atomic Energy Agency ; ISSN 0029-5922. — 2014 vol. 59 iss. 4, s. 137–143. — Bibliogr. s. 143, Abstr.
3. Coupling of MCB and FLUENT for nuclear reactoe core modeling / Igor KRÓLIKOWSKI, Mikołaj OETTINGEN, Jerzy CETNAR // W: CGW workshop’15 : October 26–28, 2015 Kraków, Poland : proceedings / eds. Marian Bubak, Michał Turała, Kazimierz Wiatr. — Kraków : Academic Computer Centre CYFRONET AGH, 2015. — ISBN: 978-83-61433-14-9. — S. 53–54. — Bibliogr. s. 54
4. Modelling of fuel equilibrium in lead-cooled fast reactors / J. CETNAR, G. DOMAŃSKA, P. STANISZ // W: NUTECH 2011 : international conference on Development and applications of nuclear technologies : 11–14 September 2011 AGH Kraków : book of abstracts. — Kraków : AGH. Faculty of Physics and Applied Computer Science, cop. 2011. — ISBN:

Additional information:

None