Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Fizyka 2
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
RMBM-1-202-s
Wydział:
Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Mechanika i Budowa Maszyn
Semestr:
2
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
dr hab. Gondek Łukasz (lgondek@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

W ramach modułu studenci zapoznają się z podstawowymi zagadnieniami z zakresu fizyki klasycznej. Wskazywane jest powiązanie formalizmu matematycznego z doświadczeniami pokazywanymi w ramach wykładów. Ponadto podczas wykładu zostaną poruszone wybrane zagadnienia fizyki i techniki współczesnej mające znaczenie dla inżynierów.

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 obejmującą elektromagnetyzm, optykę oraz elementy fizyki kwantowej. MBM1A_W02 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Kolokwium
Umiejętności: potrafi
M_U001 Potrafi pozyskiwać informacje z literatury i internetu oraz korzystać z nich. MBM1A_U01 Aktywność na zajęciach,
Udział w dyskusji,
Wypracowania pisane na zajęciach
M_U002 Potrafi dokonywać analizy zjawisk fizycznych, dostrzega związki fizyki z techniką. MBM1A_U02 Aktywność na zajęciach,
Wypracowania pisane na zajęciach,
Udział w dyskusji
M_U003 Potrafi przeprowadzić obliczenia prowadzące do rozwiązania postawionego problemu. MBM1A_U03 Egzamin,
Kolokwium
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Rozumie potrzebę stałego pogłębiania i poszerzania wiedzy z zakresu fizyki, ze względu na jej związki z techniką współczesną. MBM1A_K01 Aktywność na zajęciach,
Udział w dyskusji
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
45 30 15 0 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 obejmującą elektromagnetyzm, optykę oraz elementy fizyki kwantowej. + + - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Potrafi pozyskiwać informacje z literatury i internetu oraz korzystać z nich. + + - - - - - - - - -
M_U002 Potrafi dokonywać analizy zjawisk fizycznych, dostrzega związki fizyki z techniką. + + - - - - - - - - -
M_U003 Potrafi przeprowadzić obliczenia prowadzące do rozwiązania postawionego problemu. - + - - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Rozumie potrzebę stałego pogłębiania i poszerzania wiedzy z zakresu fizyki, ze względu na jej związki z techniką współczesną. + - - - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 126 godz
Punkty ECTS za moduł 5 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 45 godz
Przygotowanie do zajęć 30 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 45 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 1 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, związek między natężeniem pola a potencjałem, energia potencjalna, pojemność elektryczna, energia pola elektrycznego, pojemność elektryczna, kondensatory, dielektryki, polaryzacja dielektryków
2. Prąd elektryczny: natężenie i gęstość prądu, prawo Ohma, klasyczna teoria przewodnictwa, praca i moc prądu, siła elektromotoryczna, prawa Kirchhoffa..
3. Pole magnetyczne: siły działające na ładunki w polu magnetycznym – siła Lorentza, wektor indukcji magnetycznej, efekt Halla, siła elektrodynamiczna, magnetyczny moment dipolowy i jego zachowanie w polu magnetycznym.
4. Pole magnetyczne przewodników z prądem, prawo Ampera, prawo Biota-Savarta, oddziaływanie równoległych przewodników z prądem.
5. Właściwości magnetyczne materii. Prawo Ampera dla magnetyków. Dia-, para- i ferromagnetyki.
6. Indukcja elektromagnetyczna: prawo indukcji Faradaya, indukcja wzajemna i własna.
7. Drgania elektromagnetyczne: obwód LC i RLC, rezonans.
8. Równania Maxwella.
9. Fale elektromagnetyczne: generowanie i rozchodzenie się fal elektromagnetycznych, równanie fal elektromagnetycznych, prędkość fal elektromagnetycznych, transport energii przez fale elektromagnetyczne.
10. Wybrane zagadnienia z optyki geometrycznej: załamanie światła, kąt graniczny, dyspersja światła.
11. Interferencja światła: spójność fal świetlnych, doświadczenie Younga.
12. Dyfrakcja światła: zasada Huyghensa, dyfrakcja na jednej szczelinie, dyfrakcja i interferencja na wielu szczelinach, siatki dyfrakcyjne i ich zastosowania.
13. Polaryzacja światła: polaryzacja liniowa, wytwarzanie światła spolaryzowanego.
14. Kwantowa natura światła: promieniowanie termiczne, rozkład widmowy promieniowania, prawo Stefana-Boltzmanna, prawo Wiena, hipoteza Plancka i rozkład Plancka, zjawisko fotoelektryczne.
15. Wybrane zagadnienia dotyczące widm atomowych: widmo atomu wodoru i atomów wodoropodobnych, model Bohra atomu wodoru.
16. Struktura materii skondensowanej.

Ćwiczenia audytoryjne (15h):

  1. Oddziaływania ładunków elektrycznych, obliczanie natężenia 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 magnetycznym, siła elektrodynamiczna.
  4. Obliczanie pola magnetycznego przewodników z prądem.
  5. Prawo indukcji Faradaya: obliczenia sił elektromotorycznych i prądów.
  6. Obliczenia warunków rezonansu dla obwodów RC i RLC.
  7. Dyskusja rozwiązań równań Maxwella w prostych przypadkach.
  8. Obliczenia biegu światła w układach optycznych w ramach optyki geometrycznej.
  9. Obliczanie długości fali świetlnej z eksperymentów interferencyjnych i dyfrakcyjnych.
  10. Pokazanie związku rozkładu Plancka z prawami empirycznymi, szacowanie temperatury źródła promieniowania na podstawie danych obserwacyjnych.
  11. Proste obliczenia parametrów zjawiska fotoelektrycznego i efektu Comptona.
  12. Proste obliczenia długości fal promieniowania na podstawie modelu Bohra.

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

Dwie nieobecności nieusprawiedliwione na ćwiczeniach powodują brak zaliczenia i niemożność zaliczania poprawkowego. Nieobecności usprawiedliwione powyżej w liczbie przekraczającej dwie wymagają zaliczenia opuszczonego materiału w formie uzgodnionej z prowadzącym ćwiczenia.

Podstawowym terminem uzyskania zaliczenia z ćwiczeń rachunkowych z fizyki
jest koniec zajęć w danym semestrze.

Do egzaminu może przystąpić student, który uzyskał zaliczenie z ćwiczeń audytoryjnych.

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.
Sposób obliczania oceny końcowej:

0,4x(ocena z ćwiczeń)+0,6x(ocena z egzaminu)

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

Nieobecności usprawiedliwione powyżej w liczbie przekraczającej dwie wymagają zaliczenia opuszczonego materiału w formie uzgodnionej z prowadzącym ćwiczenia.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Znajomość rachunku wektorowego i analizy matematycznej.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. R. Resnick, D. Halliday: “Fizyka”, tom 1 i 2, WNT Warszawa;
2. R. Eisberg, R. Resnick: „Fizyka kwantowa“, PWN Warszawa;
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.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

https://bpp.agh.edu.pl/autor/gondek-lukasz-05760
https://bpp.agh.edu.pl/autor/woch-wieslaw-marek-04544
https://bpp.agh.edu.pl/autor/oblakowska-mucha-agnieszka-04403

Informacje dodatkowe:

Brak