Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Fizyka II
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
WGGO-1-302-s
Wydział:
Wiertnictwa, Nafty i Gazu
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Geoinżynieria i Górnictwo Otworowe
Semestr:
3
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Prowadzący moduł:
dr hab. inż. Grabowska-Bołd Iwona (iwona.grabowska@cern.ch)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Student zna i rozumie podstawowe zjawiska fizyczne.

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 Student zna i rozumie zagadnienia w zakresie fizyki materii skondensowanej, zastosowania nowych materiałów w technice, fizyki jądrowej, oddziaływania promieniowania jonizującego z materią. Pozyskuje informacje z literatury i internetu oraz korzystać z nich. Dokonuje analizy zjawisk fizycznych, dostrzega związki fizyki z techniką. GGO1A_W01 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Kolokwium,
Odpowiedź ustna,
Wykonanie projektu,
Zaliczenie laboratorium
M_W002 Student zna i rozumie zagadnienia z elektryczności, optyki, teorii falowej i fotonowej promieniowania elektromagnetycznego, mechaniki kwantowej. Przeprowadza obliczenia prowadzące do rozwiązania postawionego problemu. GGO1A_W01 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Kolokwium,
Odpowiedź ustna,
Udział w dyskusji
M_W003 Student zna i rozumie zasad przeprowadzania i opracowania wyników pomiarów fizycznych, rodzajów niepewności pomiarowych i sposobów ich wyznaczania. GGO1A_W05, GGO1A_W01 Aktywność na zajęciach,
Zaliczenie laboratorium
Umiejętności: potrafi
M_U001 Student potrafi przeprowadzić podstawowe pomiary fizyczne oraz opracować i przedstawić ich wyniki, w szczególności: potrafi zbudować prosty układ pomiarowy z wykorzystaniem standardowych urządzeń pomiarowych, zgodnie z zadanym schematem i specyfikacja, potrafi wyznaczyć wyniki i niepewności pomiarów bezpośrednich i pośrednich, potrafi dokonać oceny wiarygodności wyników pomiarów i ich interpretacji w kontekście posiadanej wiedzy fizycznej. GGO1A_U01, GGO1A_U03 Aktywność na zajęciach,
Zaliczenie laboratorium
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Student jest gotów do ciągłego aktualizowania i poszerzania wiedzy z zakresu fizyki współczesnej GGO1A_K04, GGO1A_K01 Aktywność na zajęciach,
Egzamin
M_K002 Student jest gotów do realizacji projektów/zadań zespołowych oraz współpracy w grupie realizując swoją część zadania. GGO1A_K04, GGO1A_K03 Aktywność na zajęciach,
Zaliczenie laboratorium
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
60 30 15 15 0 0 0 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
M_W001 Student zna i rozumie zagadnienia w zakresie fizyki materii skondensowanej, zastosowania nowych materiałów w technice, fizyki jądrowej, oddziaływania promieniowania jonizującego z materią. Pozyskuje informacje z literatury i internetu oraz korzystać z nich. Dokonuje analizy zjawisk fizycznych, dostrzega związki fizyki z techniką. + + + - - - - - - - -
M_W002 Student zna i rozumie zagadnienia z elektryczności, optyki, teorii falowej i fotonowej promieniowania elektromagnetycznego, mechaniki kwantowej. Przeprowadza obliczenia prowadzące do rozwiązania postawionego problemu. + + + - - - - - - - -
M_W003 Student zna i rozumie 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, w szczególności: potrafi zbudować prosty układ pomiarowy z wykorzystaniem standardowych urządzeń pomiarowych, zgodnie z zadanym schematem i specyfikacja, potrafi wyznaczyć wyniki i niepewności pomiarów bezpośrednich i pośrednich, potrafi dokonać oceny wiarygodności wyników pomiarów i ich interpretacji w kontekście posiadanej wiedzy fizycznej. + + + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student jest gotów do ciągłego aktualizowania i poszerzania wiedzy z zakresu fizyki współczesnej + + + - - - - - - - -
M_K002 Student jest gotów do realizacji projektów/zadań zespołowych oraz współpracy w grupie realizując swoją część zadania. + + + - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 210 godz
Punkty ECTS za moduł 7 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 60 godz
Przygotowanie do zajęć 50 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 39 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 54 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe 5 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (30h):

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 pradu, 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 światła, spójność fal świetlnych, 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.
11. Zjawiska potwierdzające kwantową strukturę światła: zjawisko fotoelektryczne, efekt Comptona, własności fotonu.
12. Korpuskularno-falowa struktura materii: Hipoteza de Broglie’a, doświadczenie Davissona – Germera, fale de Broglie’a, funkcje falowe, zasada nieoznaczoności Heisenberga.

Ćwiczenia audytoryjne (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. Fale elektromagnetyczne.
6. Optyka geometryczna, interferencja i dyfrakcja światła, siatki dyfrakcyjne i ich zastosowania, dyfrakcja.
7. Zjawiska potwierdzające kwantową strukturę światła: Zjawisko fotoelektryczne, efekt Comptona (opcjonalnie).

Ćwiczenia laboratoryjne (15h):

Zestaw ćwiczeń laboratoryjnych:

1. Szacowanie niepewności w pomiarach laboratoryjnych
2. Wahadło fizyczne
3. Swobodne spadanie
4. Moduł Younga
5. Interferencja fal akustycznych
6. Termometr oporowy i termopara
7. Mostek Wheatstone’a
8. Kondensatory (przenikalność dielektryczna)
9. Elektroliza
10. Busola stycznych
11. Współczynnik załamania światła dla ciał stałych
12. Dozymetria promieniowania gamma

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Ćwiczenia audytoryjne: Podczas zajęć audytoryjnych studenci na tablicy rozwiązują zadane wcześniej problemy. Prowadzący na bieżąco dokonuje stosowanych wyjaśnień i moderuje dyskusję z grupą nad danym problemem.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: 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.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: 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.
  • Ćwiczenia audytoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: 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.
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: 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.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocena końcowa obliczana jest według wzoru = (0.6 x ocena z egzaminu +0.25 x ocena zaliczenia ćwiczeń + 0.15 x 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.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Znajomość podstaw analizy matematycznej i statystyki matematycznej, rozwiązywanie prostych równań różniczkowych.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. Z. Kąkol, Fizyka dla Inżynierów,
2. Halliday D., Resnick R., Walker J., Podstawy fizyki, tomy 1 i 2, PWN 2011.
3. Jay Orear, Fizyka, t.1 i t.2, WNT.
4. J. Wolny (red.) „Zeszyt A1 do ćwiczeń laboratoryjnych z fizyki”, http://www.fis.agh.edu.pl/zdf/zeszyt.pdf
5. Materiały pracowni fizycznej Wydz. Fizyki i Informatyki Stosowanej: Opisy ćwiczeń, Pomoce dydaktyczne, http://www.fis.agh.edu.pl/~pracownia_fizyczna/index.php?p=cwiczenia,
Internet:
Z. Kąkol, J. Żukrowski „e-fizyka” – internetowy kurs fizyki,
Z. Kąkol, J. Żukrowski – symulacje komputerowe ilustrujące wybrane zagadnienia z fizyki,

dostępne ze stron: http://home.agh.edu.pl/~kakol/; http://open.agh.edu.pl

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Wybrane publikacje wykładowcy w dyscyplinie fizyka:
1. ATLAS Collaboration (I. Grabowska-Bold), Observation of a new particle in the search for the Standard Model Higgs boson with the ATLAS detector at the LHC, Phys. Lett. B716 (2012) 1-29
2. ATLAS Collaboration (I. Grabowska-Bold), Evidence for light-by-light scattering in heavy-ion collisions with the ATLAS detector at the LHC, Nature Physics 13 (2017) 852

Pełna lista publikacji dostępna jest pod linkiem:
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

Informacje dodatkowe:

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.