Politechnika
Warszawska

Katalog
ECTS

Nazwa przedmiotu:

Fizyka 3 - Laboratorium / Physics 3 - Laboratory

Koordynator przedmiotu:

dr Piotr Kurek

Status przedmiotu:

Obowiązkowy

Poziom kształcenia:

Studia I stopnia

Program:

Inżynieria Materiałowa

Grupa przedmiotów:

Obowiązkowy

Kod przedmiotu:

FIZ3

Semestr nominalny:

3 / rok ak. 2015/2016

Liczba punktów ECTS:

2

Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:

Łączna liczba godzin pracy studenta - 60 godzin, w tym: uczestniczenie w ćwiczeniach laboratoryjnych – 30 godzin, przygotowanie się do wykonania części doświadczalnej, wykonanie sprawozdań – 30 godzin.

Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:

1 punkt ECTS – 30 godzin ćwiczeń laboratoryjnych.

Język prowadzenia zajęć:

polski

Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:

2 punkty ECTS - uczestniczenie w ćwiczeniach laboratoryjnych – 30 godzin, przygotowanie się do wykonania części doświadczalnej, wykonanie sprawozdań – 30 godzin.

Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:

• Wykład0h
• Ćwiczenia0h
• Laboratorium30h
• Projekt0h
• Lekcje komputerowe0h

Wymagania wstępne:

Fizyka 1 wykład + ćw. rach. - semestr I, Fizyka 2 wykład + ćw. rach + Lab. Fiz. II - semestr II, Tematyka wybranych ćwiczeń w Lab Fiz. II uzupełnia program wykładu z Fizyki II prowadzonego w II sem. I roku studiów.

Limit liczby studentów:

8-12 studentów

Cel przedmiotu:

Rozwinięcie umiejętności prowadzenia doświadczeń z zakresu fizyki współczesnej (uzyskiwanie i analizowanie danych pomiarowych, formułowanie wniosków, opracowywanie sprawozdań).

Treści kształcenia:

Lista ćwiczeń laboratoryjnych wykonywanych w Lab. Fizyki II: 1) Charakterystyka licznika Geigera-Mullera i badanie statystycznego charakteru rozpadu promieniotwórczego. W ćwiczeniu wyznaczane są parametry licznika G-M. Uzyskiwany jest histogram i analizowany charakter rozpadu promieniotwórczego. 2) Badanie własności cząstek alfa za pomocą detektora półprzewodnikowego. Wyznaczany jest średni zasięg oraz zdolność hamowania cząstek alfa w powietrzu. Określana jest zdolność rozdzielcza detektora półprzewodnikowego i poznawana zasada działania analizatora wielokanałowego. 3) Promieniotwórczość. Badanie widma energii promieniowania przy pomocy spektrometru scyntylacyjnego. W doświadczeniu wykonywane są pomiary widm dla źródeł o znanych energiach kwantów, ustalane są położenia fotopików i wykreślana prosta skalowania. Wyznaczane są krawędzie Compton’a i piki rozpraszania wstecznego. 4) Badanie widma i absorpcji promieniowania rentgenowskiego. Rejestrowane są widma rentgenowskie dla różnych napięć przyśpieszających elektrony. Wyznaczane są krótkofalowa granice widm i wyznaczana stała Plancka. Określane są położenia linii charakterystycznych i porównywana jest ich wartość z danymi teoretycznymi. Dyskutowana jest zasada monochromatyzacji wiązki promieniowania przez absorpcję (filtr niklowy) i odbicie (analizator monokrystaliczny). 5) Wyznaczanie param. mikroskopowych półprzewodników w oparciu o zjawisko Halla. Określany jest rodzaju nośników większościowych. Wyznaczana jest stała Halla, koncentracja nośników ładunku elektrycznego, przewodność elektryczna oraz ruchliwość. Mierzony jest również magnetoopór. 6) Wyznaczanie energii aktywacji w półprzewodnikach. Ćwiczenie polega na pomiarze oporności elektrycznej półprzewodnika w funkcji temperatury. Identyfikowane są możliwe przejścia międzypasmowe. Wyznaczana jest energia aktywacji. 7) Badanie własności dielektrycznych ferroelektryków. W ćwiczeniu badane jest zachowanie ferroelektryka w funkcji temperatury. Określane są parametry pętli histerezy oraz wyznaczana jest temperatura Curie. Sprawdzane jest także prawo Curie –Weissa. 8) Ultradźwiękowe badanie materiałów. Wyznaczana jest prędkość podłużna i poprzeczna fal akustycznych dla stali, aluminium, mosiądzu i polistyrenu. Określany jest współczynnik tłumienia. 9) Badanie wiązki świetlnej. W ćwiczeniu, z pomocą światłowodu sprzężonego z fotodiodą wyznaczane są rozkłady natężenia światła emitowanego przez laser Ne-He i diodę elektroluminescencyjną. Sprawdzane jest czy badane wiązki mają charakter gaussowski. 10) Badanie przejść fazowych i właściwości elektrooptycznych ciekłych kryształów. Obserwowane są pod mikroskopem sprzężonym z kamerą CCD efekty elektrooptyczne zachodzące w ciekłych kryształach. Wyznaczane są: temperatury przejść fazowych podczas grzania i chłodzenia, wartości napięcia progowego przy którym zachodzi deformacja tekstury planarnej ciekłego kryształu, badany jest efekt skręconego nematyka w typowym wyświetlaczu ciekłokrystalicznym.

Metody oceny:

Przygotowanie do zajęć ocenia prowadzący przeprowadzając kolokwium/rozmowę wstępną obejmującą: • ogólne wiadomości z działu którego dotyczy dane ćwiczenie, • wiadomości szczegółowe na temat badanego zjawiska, • znajomość metody pomiarowej stosowanej w danym ćwiczeniu. Maksymalna liczba punktów możliwa do uzyskania wynosi 100: • Kolokwium wstępne (0-10 pkt.) • 9 ćwiczeń każde 0-10 pkt. - 4 pkt. za przygotowanie, 2 pkt. za wykonanie i 4 pkt. za sprawozdanie. (ćwiczenie jest zaliczone przy co najmniej 2 pkt. za przygotowanie, 1 pkt. za wyk. i 2 pkt. za spr.). Laboratorium zostaje zaliczone gdy student uzyska co najmniej 51 pkt. w tym: • minimum 5 pkt. z kolokwium wstępnego; • zaliczy co najmniej 8 ćwiczeń.

Egzamin:

nie

Literatura:

instrukcje laboratoryjne - strona www.labfiz2p.if.pw.edu.pl

Witryna www przedmiotu:

http://www.labfiz2p.if.pw.edu.pl/

Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Efekt F III_W1

Zna zagadnienia związane z promieniotwórczością i widmami energii promieniowania
Weryfikacja: Kolokwium
Powiązane efekty kierunkowe: IM_W02
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W01

Efekt F III_W2

Zna właściwości elektryczne półprzewodników, dielektryków i ferroelektryków
Weryfikacja: Kolokwium
Powiązane efekty kierunkowe: IM_W02, IM_W19
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W01, T1A_W01

Efekt F III_W3

Posiada wiedzę na temat przejść fazowych i właściwości elektrooptycznych ciekłych kryształów
Weryfikacja: Kolokwium
Powiązane efekty kierunkowe: IM_W02, IM_W19
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W01, T1A_W01

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Efekt F III_U1

Potrafi dokonać pomiarów widm dla źródeł o znanych energiach i wyznaczyć stałą Plancka
Weryfikacja: Ocena sprawozdania z ćwiczenia laboratoryjnego
Powiązane efekty kierunkowe: IM_U08, IM_U09
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U08, T1A_U09, T1A_U08, T1A_U09

Efekt F III_U2

Potrafi wyznaczyć parametry półprzewodników w oparciu o zjawisko Halla
Weryfikacja: Ocena sprawozdania z ćwiczenia laboratoryjnego.
Powiązane efekty kierunkowe: IM_U08, IM_U09
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U08, T1A_U09, T1A_U08, T1A_U09

Efekt F III_U3

Potrafi z pomocą światłowodu wyznaczyć rozkłady natężenia światła emitowanego przez laser
Weryfikacja: Ocena sprawozdania z ćwiczenia laboratoryjnego.
Powiązane efekty kierunkowe: IM_U08, IM_U09
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U08, T1A_U09, T1A_U08, T1A_U09

Efekt F III_U4

Umie na podstawie zalecanej literatury lub innych fachowych źródeł rozszerzyć - poprzez pracę własną-posiadaną dotychczas wiedzę i umiejętności z zakresu fizyki
Weryfikacja: Kolokwium, obserwacja i ocena umiejętności studenta w trakcie zajęć.
Powiązane efekty kierunkowe: IM_U05
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U05

Efekt F III_U5

W trakcie wykonywania doświadczeń w laboratorium stosuje zasady bezpieczeństwa i higieny pracy.
Weryfikacja: Obserwacja i ocena umiejętności studenta w trakcie zajęć.
Powiązane efekty kierunkowe: IM_U11
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U11