Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Fizyka II
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
NMTN-1-314-s
Wydział:
Metali Nieżelaznych
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Materiały i Technologie Metali Nieżelaznych
Semestr:
3
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
prof. nadzw. dr hab. inż. Szczerbowska-Boruchowska Magdalena (boruchowska@fis.agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Moduł dostarcza wiedzy teoretycznej i nabytej eksperymentalnie z zakresu fizyki klasycznej oraz fizyki współczesnej, pozwala na poznanie i rozumienie zasad opisu wielkości i zjawisk fizycznych.

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 podstawową wiedzę z zakresu fizyki klasycznej oraz fizyki współczesnej, zna i rozumie zasady opisu wielkości i zjawisk fizycznych. MTN1A_W01 Kolokwium,
Egzamin,
Aktywność na zajęciach
M_W002 Student zna podstawowe fizyczne metody opisu zjawisk elektromagnetycznych, związanych z przepływem stałego i zmiennego prądu elektrycznego, zagadnień optyki, budowy atomu, jądra atomowego oraz wybranych zgadnień fizyki współczesnej. MTN1A_W01 Kolokwium,
Egzamin,
Aktywność na zajęciach
Umiejętności: potrafi
M_U001 Student potrafi zastosować zdobytą wiedzę do opisu i analizy typowych zagadnień z zakresu fizyki klasycznej oraz wybranych problemów fizyki współczesnej MTN1A_U07, MTN1A_U01 Kolokwium,
Egzamin,
Aktywność na zajęciach
M_U002 Student potrafi zaplanować eksperyment pomiarowy, wykonać pomiary wielkości fizycznych, oszacować niepewności wielkości pomiarowych oraz, na ich podstawie, oszacować niepewność wielkości końcowej. MTN1A_U03, MTN1A_U10 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Sprawozdanie
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Student potrafi ocenić swój zasób wiedzy i swoje umiejętności i jest świadomy stałej potrzeby ich aktualizacji oraz poszerzania MTN1A_K01, MTN1A_K02 Udział w dyskusji,
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 podstawową wiedzę z zakresu fizyki klasycznej oraz fizyki współczesnej, zna i rozumie zasady opisu wielkości i zjawisk fizycznych. + + + - - - - - - - -
M_W002 Student zna podstawowe fizyczne metody opisu zjawisk elektromagnetycznych, związanych z przepływem stałego i zmiennego prądu elektrycznego, zagadnień optyki, budowy atomu, jądra atomowego oraz wybranych zgadnień fizyki współczesnej. + + + - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student potrafi zastosować zdobytą wiedzę do opisu i analizy typowych zagadnień z zakresu fizyki klasycznej oraz wybranych problemów fizyki współczesnej + + + - - - - - - - -
M_U002 Student potrafi zaplanować eksperyment pomiarowy, wykonać pomiary wielkości fizycznych, oszacować niepewności wielkości pomiarowych oraz, na ich podstawie, oszacować niepewność wielkości końcowej. - - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student potrafi ocenić swój zasób wiedzy i swoje umiejętności i jest świadomy stałej potrzeby ich aktualizacji oraz poszerzania + + + - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 175 godz
Punkty ECTS za moduł 7 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 60 godz
Przygotowanie do zajęć 40 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 15 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 60 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (30h):

1. Ładunek elektryczny, prawo Coulomba, zasada zachowania ładunku, pole elektryczne, prawo Gaussa, strumień pola elektrycznego. Pole elektryczne generowane przez różne rozkłady ładunków, potencjał elektryczny, praca wykonana przez siłę zewnętrzną, powierzchnie ekwipotencjalne, obliczanie potencjału dla różnych rozkładów ładunków, natężenie pola a potencjał, energia potencjalna układu ładunków.

2. Pojemność elektryczna, obliczanie pojemności, kondensator płaski, cylindryczny, pojemność zastępcza połączenia kondensatorów, energia pola elektrycznego, kondensator z dielektrykiem, prąd elektryczny, gęstość prądu elektrycznego, opór elektryczny, opór elektryczny właściwy, prawo Ohma, mikroskopowy opis przepływu prądu elektrycznego, moc prądu elektrycznego. Obwody elektryczne, pompowanie ładunków, siła elektromotoryczna, prawa Kirchhoffa, oporność zastępcza, obwody prądu o wielu oczkach, amperomierz, woltomierz, obwody RC.

3. Pole magnetyczne, wektor indukcji magnetycznej, siła Lorenza, linie pola magnetycznego, skrzyżowane pola elektryczne i magnetyczne, zjawisko Halla, ruch cząstek naładowanych po okręgu, cyklotron, zorza polarna, przewodnik/ramka z pądem w polu magnetycznym, dipolowy moment magnetyczny. Prawo Biota-Savarta, pole magnetyczne wytwarzane przez przewodnik z prądem, prawo Ampera, pole magnetyczne solenoidu, cewki, zjawisko indukcji, strumień magnetyczny, prawo Faradaya.

4. Reguła Lenza, przekazywanie energii przez indukcję, indukowane pole elektryczne, indukcyjność cewki i solenoidu, samoindukcja, obwody RL, energia pola magnetycznego, indukcja wzajemna, drgania elektromagnetyczne, obwody LC, RLC, prąd zmienny, drgania wymuszone, szeregowy obwód RLC, zjawisko rezonansu, moc w obwodach prądu zmiennego, magnetyzm materii, materiały magnetyczne, diamagnetyzm, paramagnetyzm, ferromagnetyzm.

5. Równania Maxwella, rozchodzenie się fal elektromagnetycznych, przepływ energii, wektor Poyntinga, ciśnienie promieniowania, polaryzacja, odbicie i załamanie, optyka geometryczna, powstawanie obrazów, zwierciadła płaskie i sferyczne, sferyczne powierzchnie załamujące, cienkie soczewki, przyrządy optyczne: lupa, mikroskop, luneta astronomiczna.

6. Falowa natura światła, interferencja, zasada Huygensa, prawo załamania, doświadczenie Younga, natężenie światła w obrazie interferencyjnym, interferencja na cienkich warstwach, interferometr Michelsona, dyfrakcja na pojedynczej szczelinie, dyfrakcja n dwóch szczelinach, siatki dyfrakcyjne, spektrometr siatkowy, dyfrakcja promieniowania rentgenowskiego.

7. Korpuskularno-falowa natura światła, zjawisko fotoelektryczne, fotony, stała Plancka, zdolność emisyjna ciała doskonale czarnego, katastrofa w nadfiolecie, wzór Plancka, pęd fotonu, rozpraszanie Comptona, światło jako fala prawdopodobieństwa, fale materii, stacjonarne równanie Schroedingera, zasada nieoznaczoności Heisenberga, zjawisko tunelowe, elektron w pułapce potencjału, energia stanu podstawowego, poziomy energetyczne atomu wodoru, liczby kwantowe w atomie wodoru, spin elektronu, zakaz Pauliego, układ okresowy pierwiastków.

8. Przewodnictwo elektryczne ciał stałych, poziomy energetyczne ciał stałych, metale, izolatory, półprzewodniki, złącze p-n, tranzystor, podstawy fizyki jądrowej, właściwości jąder, rozpad promieniotwórczy, procesy rozszczepienia i syntezy jądrowej, reaktory jądrowe, podstawy fizyki współczesnej, cząstki elementarne, model kwarkowy, wprowadzenie do kosmologii, wielki wybuch, rozszerzanie się wszechświata.

Ćwiczenia laboratoryjne (15h):

Samodzielne wykonanie pomiarów fizycznych i opracowanie wyników wraz z oszacowaniem niepewności:

1. Szacowanie niepewności w pomiarach laboratoryjnych
2. Wahadło fizyczne
3. Mostek Wheatstone’a
4. Współczynnik załamania światła dla ciał stałych
5. Dozymetria promieniowania gamma

Ćwiczenia audytoryjne (15h):

1. Zastosowanie prawa Coulomba, obliczanie natężenie pola elektrycznego.
2. Wyznaczanie potencjału pola elektrycznego od ładunków punktowych, ładunków
rozmieszczonych na powierzchniach, przestrzennie.
3. Obliczanie pojemości elektrycznej kondensatorów i ich połączeń.
4. Wyznaczanie natężeń prądu, spadków napięć, oporu elektrycznego, sił
elektromotorycznych w obwodach prądu stałego, zastosowanie praw Kirchhoffa, prawa
Ohma.
5. Obliczanie indukcji magnetycznej wokół przewodników z prądem elektrycznym, pole
magnetyczne cewki i solenoidu.
6. Obwody RLC, obwody prądu zmiennego, obliczanie reaktancji.
7. Zastosowanie praw optyki geometrycznej, interferencja, dyfrakcja światła.
8. Elementy fizyki współczesnej: efekt fotoelektryczny, model Bohra, energia wiązania
jądra i defekt masy, energia i pęd fotonu, fale materii.

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 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.
  • 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.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Podstawowym terminem uzyskania zaliczenia z ćwiczeń audytoryjnych/laboratoryjnych jest koniec zajęć w danym semestrze.
Student może dwukrotnie przystąpić do poprawkowego zaliczenia ćwiczeń audytoryjnych.
Student, który bez usprawiedliwienia opuścił 20% i więcej ćwiczeń audytoryjnych, może zostać pozbawiony możliwości uzyskania zaliczenia.
Regulamin odbywania zajęć na ćwiczeniach laboratoryjnych, zasady zaliczania oraz sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta dostępny jest na stronie WWW: http://www.fis.agh.edu.pl/~pracownia_fizyczna/.
Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest pozytywna ocena zaliczenia ćwiczeń audytoryjnych i laboratoryjnych.
Uzyskanie pozytywnej oceny końcowej wymaga uzyskania pozytywnej oceny ze wszystkich form zajęć.

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 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.
  • 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.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocena końcowa (OK) uwzględnia ocenę z egzaminu (OE), ocenę z ćwiczeń audytoryjnych (OC) oraz ocenę z ćwiczeń laboratoryjnych (OL) i liczona jest jako:

OK = 0.5 OE + 0.25 OL + 0.25 OC

W ocenie końcowej uwzględniane są wszystkie oceny niedostateczne, które Student otrzymał w kolejnych terminach zaliczenia ćwiczeń bądź egzaminu.

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

Regulamin odbywania zajęć na ćwiczeniach laboratoryjnych, zasady zaliczania oraz sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta dostępny jest na stronie WWW: http://www.fis.agh.edu.pl/~pracownia_fizyczna/.
Nieobecność na 20% i więcej ćwiczeń audytoryjnych wymaga od studenta samodzielnego opanowania materiału i zaliczenia go zgodnie z poleceniem prowadzącego zajęcia.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Znajomość analizy matematycznej z włączeniem rachunku całkowego i różniczkowego, znajomość zagadnień zawartych w programie modułu FIZYKA I.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Podstawy Fizyki, tom 3-5, PWN, Warszwa.
2. J. Orear, Fizyka, tom 1 i 2, PWN, Warszawa.
3. I. W. Sawieliew, Wykłady z Fizyki, tom 3, PWN, Warszawa.
4. Materiały pracowni fizycznej Wydz. Fizyki i Informatyki Stosowanej: Opisy ćwiczeń, Pomoce dydaktyczne, http://www.fis.agh.edu.pl/~pracownia_fizyczna/index.php?p=cwiczenia.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Nie podano dodatkowych publikacji

Informacje dodatkowe:

Brak