Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Fizyka
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
CIMT-1-203-s
Wydział:
Inżynierii Materiałowej i Ceramiki
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Inżynieria Materiałowa
Semestr:
2
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Prowadzący moduł:
prof. dr hab. inż. Wierzbanowski Krzysztof (wierzban@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Student zdobywa podstawowa wiedzę oraz umiejętności w zakresie fizyki. Są one przydatne w dalszym studiowaniu, a także ułatwiają zrozumienie zjawisk przyrodniczych i społecznych.

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 uporządkowaną wiedzę dotyczącą mechaniki klasycznej, pól grawitacyjnego, elektrycznego i magnetycznego, przepływu prądu elektrycznego i związanych z nim zjawisk, własności fal mechanicznych i elektromagnetycznych, optyki geometrycznej i falowej, elementów fizyki kwantowej i jej zastosowania do wyjaśnienia budowy atomów, własności optycznych, elektrycznych i magnetycznych materiałów oraz elementów fizyki jądrowej. IMT1A_K02, IMT1A_W01, IMT1A_U02 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Kolokwium,
Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_W002 Posiada wiedzę dotyczącą zasady działania prostych przyrządów fizycznych. IMT1A_K02, IMT1A_W04, IMT1A_U02 Kolokwium,
Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Zaliczenie laboratorium
Umiejętności: potrafi
M_U001 Potrafi wykorzystać poznane zasady i metody fizyki oraz odpowiednie narzędzia matematyczne do rozwiązywania typowych zadań z mechaniki klasycznej, ruchu falowego, elektromagnetyzmu i optyki oraz elementów fizyki współczesnej IMT1A_W04, IMT1A_W01, IMT1A_U01, IMT1A_U02 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Kolokwium,
Wypracowania pisane na zajęciach
M_U002 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. IMT1A_U02 Odpowiedź ustna,
Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Kolokwium,
Zaliczenie laboratorium
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Student rozumie potrzebę ciągłego aktualizowania i poszerzania wiedzy z zakresu fizyki. IMT1A_K02 Aktywność na zajęciach
M_K002 Student potrafi kreatywnie współpracować w celu przygotowania sie do ćwiczeń rachunkowych oraz w zespole wykonującym pomiary laboratoryjne. IMT1A_K02 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
90 30 30 30 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 uporządkowaną wiedzę dotyczącą mechaniki klasycznej, pól grawitacyjnego, elektrycznego i magnetycznego, przepływu prądu elektrycznego i związanych z nim zjawisk, własności fal mechanicznych i elektromagnetycznych, optyki geometrycznej i falowej, elementów fizyki kwantowej i jej zastosowania do wyjaśnienia budowy atomów, własności optycznych, elektrycznych i magnetycznych materiałów oraz elementów fizyki jądrowej. + + + - - - - - - - -
M_W002 Posiada wiedzę dotyczącą zasady działania prostych przyrządów fizycznych. - - + - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Potrafi wykorzystać poznane zasady i metody fizyki oraz odpowiednie narzędzia matematyczne do rozwiązywania typowych zadań z mechaniki klasycznej, ruchu falowego, elektromagnetyzmu i optyki oraz elementów fizyki współczesnej + + + - - - - - - - -
M_U002 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. - - - - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student rozumie potrzebę ciągłego aktualizowania i poszerzania wiedzy z zakresu fizyki. + - - - - - - - - - -
M_K002 Student potrafi kreatywnie współpracować w celu przygotowania sie do ćwiczeń rachunkowych oraz w zespole wykonującym pomiary laboratoryjne. - + + - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 234 godz
Punkty ECTS za moduł 9 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 90 godz
Przygotowanie do zajęć 50 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 30 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 62 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (30h):
Fizyka

1. Elektromagnetyzm
Ładunki elektryczne, pole elektryczne, prawa Coulomba i Gaussa i ich zastosowania,
potencjał i natężenie pola elektrycznego, kondensatory, energia pola elektrycznego,
napięcie, natężenie i moc prądu elektrycznego, zależność oporu elektrycznego od
temperatury, nadprzewodniki, elektroliza, analiza obwodów elektrycznych, obwód RC,
pole magnetyczne, przewodnik w polu magnetycznym, akcelerator, prawa: Ampera,
Biota-Savarta i Faradaya i ich zastosowania, indukcyjność, obwody LC i RCL, rezonans
elektryczny, mierniki i podstawowe urządzenia elektryczne, równania Maxwella, równanie fali elektromagnetycznej.
2. Optyka
Widmo promieniowania elektromagnetycznego, prawa optyki geometrycznej, soczewki,
przyrządy optyczne, optyka falowa, dyfrakcja i interferencja światła na jednej i dwóch
szczelinach, siatka dyfrakcyjna, interferometr Michelsona, interferencja w cienkich
warstwach, polaryzacja światła, fotometria.
3. Fizyka kwantowa
Promieniowanie termiczne, prawa Wiena i Plancka, efekt fotoelektryczny, generacja i
anihilacja pary elektron-pozyton, model atomu Bohra, promieniowanie rentgenowskie,
hipoteza de Broglie’a, zasada nieoznaczoności, niezależne od czasu równanie
Schrodingera, studnia oraz bariera potencjału, mikroskop tunelowy, atom wodoru,
liczby kwantowe elektronu, układ okresowy pierwiastków, działanie laserów.
4. Elementy fizyki materii skondensowanej
Kryształy i ich wiązania, model elektronów swobodnych, rozkład Fermiego-Diraca,
potencjał kontaktowy, termopara, pasma energetyczne, metale, izolatory,
półprzewodniki samoistne i domieszkowane, przyrządy półprzewodnikowe (dioda,
tranzystor, dioda LED, bateria słoneczna), magnetyczne własności ciał, dia-, para- i
ferromagnetyki.
5. Elementy fizyki jądrowej
Budowa jąder atomowych, rozpady promieniotwórcze, defekt masy, rozszczepienie i
synteza jąder, reaktor jądrowy i termojądrowy.

Ćwiczenia audytoryjne (30h):
Ćwiczenia rachunkowe z fizyki

Ruch harmoniczny swobodny i z siłą wymuszającą.
Pole elektryczne: natężenie i potencjał. Przykłady wyliczenie rozkładów pola – prawo Gaussa.
Pole magnetyczne, ruch cząstki naładowanej w polu magnetycznym, prawa Ampera i Faradaya.
Prąd elektryczny – prawa Ohma i Kirchoffa, przykłady prostych obwodów.
Optyka: ugięcie światła na szczelinie i na siatce dyfrakcyjnej, polaryzacja. Działanie soczewki.
Elementy fizyki współczesnej: efekt fotoelektryczny, model Bohra, cząstka w jednowymiarowej studni potencjału.

Ćwiczenia laboratoryjne (30h):
Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki

Prowadzący wybiera 10 ćwiczeń laboratoryjnych spośród poniższych:
- Szacowanie niepewności w pomiarach laboratoryjnych – obowiązkowe
- Swobodne spadanie
- Lepkość
- Wahadło fizyczne
- Moduł Younga
- Interferencja fal akustycznych
- Mostek Wheatstone’a
- Kondensatory
- Elektroliza
- Busola stycznych
- Współczynnik załamania światła dla ciał stałych
- Soczewki
- Polarymetr
- Dioda półprzewodnikowa
- Efekt fotoelektryczny
- Termometr oporowy i termopara
- Dozymetria

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:

Zaliczenie z ćwiczeń audytoryjnych zostanie wystawione na podstawie sumarycznej liczby punktów uzyskanych z kolokwiów jak i za odpowiedzi przy tablicy. Punkty przeliczane są na ocenę według poniższej skali:
91 – 100% bardzo dobry (5.0), (bdb)
81 – 90% plus dobry (4.5), (db)
71 – 80% dobry (4.0), (db)
61 – 70% plus dostateczny (3.5), (dst)
50 – 60% dostateczny (3.0), (dst)
poniżej 50% niedostateczny (2.0), (ndst)

Zaliczenie poprawkowe ćwiczeń audytoryjnych:
Studenci którzy nie otrzymali zaliczenia w terminie podstawowym (poniżej 50% punktów) mogą przystąpić dwukrotnie do zaliczenia poprawkowego. Zaliczenie poprawkowe ma formę kolokwium pisemnego z całości materiału przerabianego na ćwiczeniach. Z kolokwium zaliczeniowego nie można uzyskać oceny wyższej niż 3.5 (+dst).

Uzyskanie oceny pozytywnej z ćwiczeń laboratoryjnych wymaga zaliczenia wszystkich ćwiczeń.

Warunkiem przystąpienie do egzaminu jest wcześniejsze uzyskanie zaliczenia z ćwiczeń audytoryjnych oraz laboratoryjnych.
Egzamin przeprowadzany jest zgodnie z Regulaminem Studiów AGH.

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:

OK = (2*E+C+L)/4

gdzie E – ocena z egzaminu, C – ocena z ćwiczeń rachunkowych, L – ocena z laboratorium.

Dodatkowy warunek: ocena z egzaminu w 3-cim terminie nie może być wyższa niż. 3.5.

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

Podstawowym terminem uzyskania zaliczenia jest koniec zajęć w danym semestrze. Student może dwukrotnie przystąpić do poprawkowego zaliczenia ćwiczeń audytoryjnych.
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 prowadzącego przedmiot (moduł) lub Dziekana.

Nieobecność na ćwiczeniach audytoryjnych wymaga od studenta samodzielnego opanowania przerabianego na tych zajęciach materiału.
Nieobecność na ćwiczeniach laboratoryjnych wymaga odrobienia ćwiczenia w terminie uzgodnionym z prowadzącym zajęcia.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

- zaliczenie ćwiczeń rachunkowych oraz opanowanie materiału wykładu z fizyki z semestru
pierwszego,
- znajomość fizyki ze szkoły średniej na poziomie podstawowym,
- znajomość elementów matematyki wyższej, niezbędnych do rozumienia wykładu z fizyki na
poziomie akademickim (rachunek wektorowy, różniczkowy i całkowy).

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Podstawy Fizyki, tomy 1-3, PWN, Warszawa, 2003;
2. J. Orear, Fizyka, WNT, Warszawa, 1990
3. J. Wolny, Podstawy Fizyki, Wydawnictwo JAK, 2011;
4. Z. Kąkol, „Fizyka” – Wykłady z fizyki;
5. Z. Kąkol, J. Żukrowski: „e-fizyka” – internetowy kurs fizyki,
6. Z. Kąkol, J. Żukrowski – symulacje komputerowe ilustrujące wybrane zagadnienia z fizyki.
Pozycje 4-6 dostępne ze stron: http://home.agh.edu.pl/~kakol/; http://open.agh.edu.pl
7. Materiały pomocnicze zostaną także dostarczone przez wykładowcę.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

1.K. Wierzbanowski, A. Clement, Relation Between Mobile Dislocation Parameters and Orientation Distribution Function, Philosophical Magazine A, 51, 145 156 (1985)
2.J. Tarasiuk and K. Wierzbanowski, Application of the Linear Regression Method for Comparison of Crystallographic Textures, Philosophical Magazine A, 73, 1083- 1091 (1996)
3.S. Wroński, A. Baczmanski, R. Dakhlaoui, Ch. Braham, K. Wierzbanowski and E. Oliver, Determination of Stress Field in Textured Duplex Steel Using TOF Neutron Diffraction Method, Acta Materialia, 55, 6219-6233 (2007)
4.K. Piękoś, J. Tarasiuk, K. Wierzbanowski and B. Bacroix, Stochastic vertex model of recrystallization, Comp. Mat. Sci., 42, 36-42 (2008)
5.B. Bacroix, J. Tarasiuk, K. Wierzbanowski and K. Zhu, Misorientations in rolled and recrystallized zirconium compared with random distribution. A new scheme of misorientation analysis, J. Appl. Cryst., 43, 134–139 (2010)
6.M. Wronski, K. Wierzbanowski and T. Leffers, On the lattice rotations accompanying slip, Materials Science and Technology, 29 (2013) 129-133
7.S. Wronski, J. Tarasiuk, B. Bacroix, K. Wierzbanowski, H. Paul, Microstructure heterogeneity after the ECAP process and its influence on recrystallization in aluminium, Materials Characterization, 78 (2013) 60-68
8.K. Wierzbanowski, M. Wroński, T. Leffers, FCC rolling textures reviewed in the light of quantitative comparisons between simulated and experimental textures, Critical Reviews in Solid State and Materials Sciences, 39 (2014) 391-422
9.A. Uniwersał, M.Wrobel, K. Wierzbanowski, S. Wroński, M. Wroński, I. Kalemba-Rec, T. Sak, B. Bacroix, Microstructure, texture and mechanical characteristics of asymmetrically rolled polycrystalline copper, Materials Characterization, 118 (2016) 575–583

Informacje dodatkowe:

Brak