Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Fizyka 2
Course of study:
2019/2020
Code:
GIGR-1-301-s
Faculty of:
Mining and Geoengineering
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Mining Engineering
Semester:
3
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Responsible teacher:
dr hab. inż. Grabowska-Bołd Iwona (iwona.grabowska@cern.ch)
Module summary

Celem modułu jest zapoznanie studenta z podstawowymi prawami fizycznymi z zakresu elektromagnetyzmu oraz wybranymi zagadnieniami z fizyki współczesnej oraz ich zastosowanie do rozwiązywania zadań, jak również podczas zajęć laboratoryjnych.

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 kreatywnie współpracować w zespole wykonującym pomiary laboratoryjne. IGR1A_K05, IGR1A_K01 Execution of laboratory classes,
Activity during classes
Skills: he can
M_U001 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. IGR1A_U06, IGR1A_U02 Execution of laboratory classes,
Report,
Activity during classes
M_U002 Student potrafi zastosować posiadaną wiedzę na temat podstawowych problemów dotyczących mechaniki klasycznej, elektromagnetyzmu, fal mechanicznych i elektromagnetycznych oraz optyki geometrycznej do rozwiązywania zadań. IGR1A_U02 Test,
Examination,
Activity during classes
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Student posiada wiedzę z podstaw fizyki wykładanych w ramach przedmiotu Fizyka 1 oraz z zastosowania wybranych działów fizyki we współczesnej technice IGR1A_W01, IGR1A_K01 Test,
Examination,
Completion of laboratory classes,
Activity during classes
M_W002 Student ma wiedzę na temat zasad przeprowadzania i opracowania pomiarów fizycznych, rodzajów niepewności pomiarowych i sposobów ich wyznaczania. IGR1A_W01 Execution of laboratory classes,
Report
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 15 15 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 kreatywnie współpracować w zespole wykonującym pomiary laboratoryjne. - + + - - - - - - - -
Skills
M_U001 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. - + + - - - - - - - -
M_U002 Student potrafi zastosować posiadaną wiedzę na temat podstawowych problemów dotyczących mechaniki klasycznej, elektromagnetyzmu, fal mechanicznych i elektromagnetycznych oraz optyki geometrycznej do rozwiązywania zadań. - + - - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Student posiada wiedzę z podstaw fizyki wykładanych w ramach przedmiotu Fizyka 1 oraz z zastosowania wybranych działów fizyki we współczesnej technice + + - - - - - - - - -
M_W002 Student ma wiedzę na temat zasad przeprowadzania i opracowania pomiarów fizycznych, rodzajów niepewności pomiarowych i sposobów ich wyznaczania. - + + - - - - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 163 h
Module ECTS credits 6 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 60 h
Preparation for classes 16 h
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 16 h
Realization of independently performed tasks 68 h
Examination or Final test 2 h
Contact hours 1 h
Module content
Lectures (30h):
Wykład z fizyki

1. Elektrostatyka: ładunek elektryczny, prawo Coulomba, pole elektryczne, elektryczny moment dipolowy i jego zachowanie w polu elektrycznym, prawo Gaussa, potencjał, energia potencjalna, pojemność elektryczna, kondensatory.
2. Prąd elektryczny: natężenie i gęstość prądu, prawo Ohma, klasyczna teoria przewodnictwa, praca i moc prądu, siła elektromotoryczna, prawa Kirchhoffa.
3. Pole magnetyczne: pole magnetyczne wokół przewodnika z prądem, prawo Ampera, prawo Biota-Savarta, siła Lorentza, wektor indukcji magnetycznej, efekt Halla, siła elektrodynamiczna, magnetyczny moment dipolowy i jego zachowanie w polu magnetycznym.
4. Indukcja elektromagnetyczna: prawo indukcji Faradaya.
5. Drgania elektromagnetyczne: obwód LC i RLC, rezonans.
6. Równania Maxwella.
7. Fale elektromagnetyczne: Generowanie i rozchodzenie się fal elektromagnetycznych, równanie fal elektromagnetycznych, prędkość fal elektromagnetycznych, transport energii przez fale elektromagnetyczne.
8. Wybrane zagadnienia z optyki geometrycznej: Załamanie światła, kąt graniczny, światłowody, dyspersja światła.
9. Optyka falowa: Interferencja, doświadczenie Younga, dyfrakcja światła, zasada Huyghensa, dyfrakcja na jednej szczelinie, dyfrakcja i interferencja na wielu szczelinach, siatki dyfrakcyjne i ich zastosowania, dyfrakcja promieni X.
10. Kwantowa struktura światła: Promieniowanie termiczne, rozkład widmowy promieniowania, prawo Stefana- Boltzmanna, hipoteza Plancka, zjawiska potwierdzające kwantową strukturę światła: zjawisko fotoelektryczne, efekt Comptona, promieniowanie X.
11. Wybrane zagadnienia dotyczące widm atomowych i cząsteczkowych: Widmo atomu wodoru i atomów wodoro-podobnych, model Bohra atomu wodoru.
12. Korpuskularno-falowa struktura materii: Hipoteza de Broglie’a, doświadczenie Davissona – Germera, fale de Broglie’a, funkcje falowe, zasada nieoznaczoności Heisenberga.

Auditorium classes (15h):

1. Oddziaływania ładunków elektrycznych, obliczanie natężenia i potencjału pola elektrycznego, obliczanie pojemności kondensatorów i ich układów.
2. Prawo Ohma, praca i moc prądu, obliczanie obwodów elektrycznych z zastosowaniem praw Kirchhoffa.
3. Ruch ładunku w polu elektrycznym i magnetycznym.
4. Indukcja elektromagnetyczna: Prawo indukcji Faradaya, obliczanie pola magnetycznego przewodników z prądem.
5. Optyka geometryczna, interferencja i dyfrakcja światła, siatki dyfrakcyjne i ich zastosowania, dyfrakcja.

Laboratory classes (15h):
Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki

Prowadzący wybiera 6-7 ćwiczeń laboratoryjnych, spośród poniższych:

- Szacowanie niepewności w pomiarach laboratoryjnych
- Wahadło fizyczne
- Swobodne spadanie
- Moduł Younga
- Współczynnik lepkości
- Interferencja fal akustycznych
- Mostek Wheatstone’a
- Kondensatory (przenikalność dielektryczna)
- Elektroliza
- Busola stycznych
- Współczynnik załamania światła dla ciał stałych
- Badanie soczewek
- Dyfrakcja i interferencja światła laserowego
- Dioda półprzewodnikowa
- Dozymetria promieniowania gamma

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:

Obecność na ćwiczeniach audytoryjnych jest obowiązkowa. Student uzyskuje zaliczenie na podstawie wyników kartkówek cząstkowych oraz aktywności na zajęciach.
Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest uzyskanie zaliczenia z ćwiczeń audytoryjnych oraz 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.
  • 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 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 rachunkowych, L – ocena z
laboratorium

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

Student ma prawo do maksimum jednej nieobecności na ćwiczeniach audytoryjnych. Powstałe braki student nadrabia we własnym zakresie, co jest sprawdzane podczas kartkówki. W przypadku nieobecności usprawiedliwionej na zajęciach, na których odbyła się kartkówka, student ma prawo do dodatkowego terminu w celu nadrobienia kartkówki. Dodatkowy termin kartkówki ustala się z prowadzącym w godzinach konsultacji.

Każda nieobecność na ćwiczeniach laboratoryjnych musi zostać odrobiona w dodatkowym terminie uzgodnionym z prowadzącym zajęcia.

Prerequisites and additional requirements:

Do przystąpienia do egzaminu wymagane jest uzyskanie pozytywnej OK z przedmiotu
Fizyka 1, zaliczenia ćwiczeń rachunkowych i laboratoriów.

Recommended literature and teaching resources:

1. D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Podstawy Fizyki, tomy 1-4, PWN, Warszawa, 2016;
2. J. Wolny, Podstawy Fizyki, Wydawnictwo JAK, 2011;
3. Z. Kąkol, „Fizyka” – Wykłady z fizyki;
4. Z. Kąkol, J. Żukrowski: „e-fizyka” – internetowy kurs fizyki,
5. Z. Kąkol, J. Żukrowski – symulacje komputerowe ilustrujące wybrane zagadnienia z fizyki.
Pozycje 3-5 dostępne ze stron: http://home.agh.edu.pl/~kakol/; http://open.agh.edu.pl
6. R. Feynman, Feynmana wykłady z fizyki,T1, cz.1,2; V wydanie PWN Warszawa, 2007

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

Wykładowca ma następujące publikacje w dyscyplinie fizyka:
http://inspirehep.net/search?ln=en&ln=en&p=find+a+Grabowska-Bold&of=hb&action_search=Search&sf=&so=d&rm=citation&rg=25&sc=1

Additional information:

Podstawowym terminem uzyskania zaliczenia z ćwiczeń rachunkowych z fizyki jest koniec zajęć w danym semestrze. Warunki zaliczenia laboratorium są podawane na pierwszych zajęciach. Student może dwa razy przystąpić do poprawkowego zaliczania z ćwiczeń rachunkowych z fizyki.
Student, który bez usprawiedliwienia opuścił co najmniej dwa zajęcia i jego cząstkowe wyniki w nauce były negatywne może zostać pozbawiony, przez prowadzącego zajęcia, możliwości poprawkowego zaliczania zajęć.
Uzyskanie pozytywnej oceny z ćwiczeń rachunkowych i z laboratorium jest warunkiem przystąpienia do egzaminu.