Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Fizyka 2
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
GIGR-1-301-s
Wydział:
Górnictwa i Geoinżynierii
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Inżynieria Górnicza
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

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.

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 posiada wiedzę z podstaw fizyki wykładanych w ramach przedmiotu Fizyka 1 oraz z zastosowania wybranych działów fizyki we współczesnej technice IGR1A_W01, IGR1A_K01 Kolokwium,
Egzamin,
Zaliczenie laboratorium,
Aktywność na zajęciach
M_W002 Student ma wiedzę na temat zasad przeprowadzania i opracowania pomiarów fizycznych, rodzajów niepewności pomiarowych i sposobów ich wyznaczania. IGR1A_W01 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Sprawozdanie
Umiejętności: potrafi
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 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Sprawozdanie,
Aktywność na zajęciach
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 Kolokwium,
Egzamin,
Aktywność na zajęciach
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Student potrafi kreatywnie współpracować w zespole wykonującym pomiary laboratoryjne. IGR1A_K05, IGR1A_K01 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Aktywność na zajęciach
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 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. - + + - - - - - - - -
Umiejętności
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. - + - - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student potrafi kreatywnie współpracować w zespole wykonującym pomiary laboratoryjne. - + + - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 163 godz
Punkty ECTS za moduł 6 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 60 godz
Przygotowanie do zajęć 16 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 16 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 68 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe 1 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (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.

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. Optyka geometryczna, interferencja i dyfrakcja światła, siatki dyfrakcyjne i ich zastosowania, dyfrakcja.

Ćwiczenia laboratoryjne (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

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 (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.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

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

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

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

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

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

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.