Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Fizyka
Koordynator przedmiotu:
doc. dr Krystyna Miller
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Gospodarka Przestrzenna
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
GP.NIK105
Semestr nominalny:
1 / rok ak. 2015/2016
Liczba punktów ECTS:
4
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
1. Liczba godzin kontaktowych: 53 godziny, w tym: a) obecność na wykładach - 16 godz. b) obecność na ćwiczeniach - 24 godz. c) konsultacje - 10 godz. d) obecność na egzaminie - 3 godz. 2. Praca własna studenta: 47 godzin, w tym: a) 17 godz. - bieżące przygotowanie do uczestnictwa w ćwiczeniach b) 30 godz. - przygotowywanie się do egzaminu Łączny nakład pracy studenta wynosi 100 godzin, co odpowiada 4 punktom ECTS.
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
1,7 pkt. ECTS - liczba godzin kontaktowych 43, w tym: a) obecność na wykładach - 16 godz. b) obecność na ćwiczeniach - 24 godz. c) obecność na egzaminie - 3 godz.
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
1,8 pkt. ECTS - 44 godziny, w tym: a) obecność na ćwiczeniach - 24 godziny b) bieżące przygotowanie do uczestnictwa w ćwiczeniach - 20 godzin
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia45h
  • Laboratorium0h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Ogólna wiedza z fizyki po ukończeniu Liceum Ogólnokształcącego.
Limit liczby studentów:
-
Cel przedmiotu:
Student rozumie podstawowe prawa przyrody, posiada wiedzę z wykładanych dziedzin fizyki, rozumie związki między tymi dziedzinami, potrafi interpretować wzory i przytaczać odpowiednie przykłady. Rozumie pojęcie niepewności pomiarowej i rolę dokładności pomiaru. Ćwiczenia rachunkowe pozwalają mu poznać i skutecznie stosować różne metody obliczeniowe. Posiada przygotowanie do studiowania fizyki w zakresie specjalistycznym.
Treści kształcenia:
Program (szczegółowy opis zagadnień z zakresu tematycznego przedmiotu): Wielkości fizyczne i ich jednostki, kinematyka - wektory: położenia, prędkości i przyspieszenia oraz ich składowe, dynamika - zasady dynamiki oraz równania Newtona, rola sił tarcia, siły sprężystości, zasady zachowania - praca, moc i energia mechaniczna, siły zachowawcze i dyssypatywne, energia potencjalna i kinetyczna, prawa zachowania energii i pędu, kinematyka zderzeń, ruch obrotowy - prędkość kątowa i przyspieszenie kątowe, moment siły i moment pędu, równania Newtona dla ruchu obrotowego, moment bezwładności, prawo zachowania momentu pędu, ruch drgający - równanie ruchu harmonicznego, drgania swobodne, tłumione i wymuszone, rezonans.ruch względny - opis położenia prędkości i przyspieszenia w ruchu względnym, transformacja Galileusza, ruch w układach nieinercjalnych, siły bezwładności: odśrodkowa i Coriolisa, grawitacja – pole grawitacyjne jednorodne i centralne, prawo powszechnego ciążenia, natężenie i potencjał pola, praca w polu grawitacyjnym, prawa Keplera, mechanika relatywistyczna, postulaty szczególnej teorii względności, czasoprzestrzeń, transformacja Lorentza, skrócenie długości i dylatacja czasu, transformacja prędkości, równoważność masy i energii, relatywistyczny związek energii, pędu i masy, termodynamika fenomenologiczna – układ termodynamiczny, temperatura, gaz doskonały, równanie stanu gazu doskonałego, przemiany gazowe, przejścia fazowe, pierwsza zasada termodynamiki, entropia, procesy nieodwracalne, druga zasada termodynamiki, silniki cieplne. statystyka ruchów cieplnych - opis statystyczny ciśnienia i temperatury, rozkład Maxwella prędkości cząsteczek, rozkład Maxwella-Boltzmanna, prawdopodobieństwo termodynamiczne. Pole elektryczne w próżni: ładunki elektryczne, prawo Coulomba, natężenie i potencjał pola elektrycznego, pole jednorodne i centralne, praca w polu elektrostatycznym, wektor indukcji elektrostatycznej, przewodniki, półprzewodniki i izolatory, dipol, twierdzenie Gaussa, ruch cząstki naładowanej w polu elektrycznym. Dielektryki: polaryzacja dielektryków, pole wewnątrz dielektryka, ładunki związane, warunki na granicy dielektryków. Przewodniki w polu elektrycznym: równowaga ładunków, pojemność, kondensatory, energia przewodnika i kondensatora, energia pola. Prąd elektryczny: natężenie i gęstość prądu, równanie ciągłości, siła elektromotoryczna, prawo Ohma, oporność, prawa Kirchhoffa, praca i moc prądu. Pole magnetyczne w próżni: wektor indukcji magnetycznej, prawa: Ampera, Biota-Savarta i Gaussa, siła Lorentza, obwód z prądem w polu magnetycznym, pole magnetyczne solenoidu, ruch cząstki naładowanej w polu magnetycznym. Pole magnetyczne w ośrodku materialnym: magnetyki, wektor namagnesowania, prawo Curie, natężenie pola magnetycznego i podatność magnetyczna, ferromagnetyzm. Indukcja elektromagnetyczna: prawo indukcji Faradaya, reguła Lenza, siła elektromotoryczna indukcji, prądy Foucaulta, indukcja wzajemna, samoindukcja, energia pola magnetycznego. Prawo Gaussa dla pola elektrycznego i magnetycznego, wirowe pole elektryczne, prąd przesunięcia, równania Maxwella w ośrodku materialnym, postać różniczkowa równań Maxwella. Fale elektromagnetyczne: propagacja zaburzeń w czasie i przestrzeni, równanie falowe. Zjawiska falowe: zasady: Huyghensa i Fermata, interferencja, dyfrakcja, polaryzacja, efekt Dopplera. Kwantowa natura promieniowania: widmo promieniowania ciała doskonale czarnego, prawa: Wiena i Stefana-Boltzmanna, katastrofa nadfioletu, wzór Plancka, zjawisko fotoelektryczne, efekt Comptona, elementy optyki geometrycznej. Elementy mechaniki kwantowej: fale de Broglie'a, zasada nieoznaczoności, funkcja falowa. Fizyka atomowa: doświadczenie Rutherforda, model atomu Bohra. Fizyka jądrowa: budowa i własności jąder atomowych, siły jądrowe, modele jądra atomowego, spontaniczne przemiany jądrowe, reakcje jądrowe, oddziaływanie promieniowania z materią. Cząstki elementarne: kwarki, klasyfikacja cząstek, oddziaływanie fundamentalne. Powstanie Wszechświata – Wielki Wybuch. Ewolucja Wszechświata, powstawanie gwiazd, ewolucja gwiazd, klasyfikacja gwiazd, czarne dziury. Metody badawcze, wielkie eksperymenty. Elementy rachunku niepewności pomiarowych. Ćwiczenia rachunkowe: Kinematyka – zasada niezależności ruchów, ruch punktu materialnego po okręgu i elipsie, parametryczne równania ruchu, równanie toru. Składanie prędkości i przyspieszeń. Dynamika – dynamika punktu materialnego. Równania Newtona. Siła dośrodkowa i reakcja odśrodkowa. Układy inercjalne i nieinercjalne. Dynamika – równoważność pracy i energii. Zderzenia niesprężyste i sprężyste (zasada zachowania pędu, energii całkowitej, energii kinetycznej). Dynamika ruchu obrotowego bryły sztywnej – zasada zachowania momentu pędu, równania Newtona dla ruchu obrotowego, zderzenia niesprężyste w ruchu obrotowym (wahadło balistyczne). Drgania harmoniczne, wahadło matematyczne i fizyczne. Wektorowy charakter natężenia pola grawitacyjnego (obliczanie wektora wypadkowego z kilku źródeł w punkcie przestrzeni, oddziaływanie jednorodnej nieskończonej nici z punktem materialnym). Praca w centralnym polu grawitacyjnym. Energia potencjalna, potencjał pola. Prędkości kosmiczne. Transformacja Lorentza – wielkości spoczynkowe i relatywistyczne, równoważność masy i energii, zastosowanie wzorów transformacyjnych. Wektorowy charakter natężenia pola elektrostatycznego – obliczanie wektora wypadkowego z kilku źródeł. Wypadkowe natężenie w odległości r0 od nieskończenie długiego naładowanego rdzenia, wypadkowe natężenie na wysokości h nad pierścieniem, cienkim dyskiem. Kondensatory – energia, szeregowe i równoległe łączenie kondensatorów. Ruch płaski pod wpływem stałej siły (rzuty w polu grawitacyjnym i elektrostatycznym). Prąd elektryczny – prawa Ohma i Kirchhoffa, siła elektromotoryczna, szeregowe i równoległe łączenie oporników i żródeł prądu. Ruch cząstki naładowanej w polu magnetycznym. Wzajemne oddziaływanie przewodników z prądem. Indukcja elektromagnetyczna, strumień indukcji, SEM indukcji – liczenie różnych przypadków zmian strumienia indukcji, samoindukcja i indukcja wzajemna, współczynniki L i M, transformator. Fale elektromagnetyczne – dyfrakcja, interferencja (doświadczenie Younga, siatka dyfrakcyjna). Efekt fotoelektryczny, efekt Comptona jako zderzenia. Elementy optyki geometrycznej (konstruowanie obrazów, oko). Zasada nieoznaczoności Heisenberga, fale materii. Statystyczny charakter promieniowania jądrowego, równania przemian i reakcji jądrowych. Termodynamika – I zasada termodynamiki, energia wewnętrzna, równanie stanu gazu, przemiany gazowe, przejścia fazowe (liczenie ilości ciepła, wzrostu entropii). Równoważność energii cieplnej i mechanicznej. Procesy nieodwracalne, entropia, cykle termodynamiczne, sprawność maszyn cieplnych. Rozkład Maxwella,obliczanie wielkości średnich i najbardziej prawdopodobnych. Analiza niepewności wyniku pomiaru złożonego w przypadku niepewności pomiarowych systematycznych i przypadkowych.
Metody oceny:
Obowiązuje oddzielna ocena z ćwiczeń rachunkowych i wykładu. Aktywność - skala: 1 (75% - 100 %) student jest przygotowany do zajęć, rozumie analizowany problem, swobodnie prowadzi obliczenia, potrafi przedyskutować wynik i zilustrować go graficznie (jeśli zachodzi taka potrzeba), 0 (40% - 74%) - student jest słabo przygotowany, ma kłopoty ze zrozumieniem problemu, wymaga pomocy przy obliczeniach, -1 (0% 39%) - student jest nieprzygotowany do zajęć, nie rozumie problemu, nie potrafi prowadzić obliczeń. Kolokwia - w ciągu semestru 3 kolokwia cząstkowe w formie testów i zadania, każde po 15 punktów (100%). Student zalicza ćwiczenia, jeśli średni wynik wynosi co najmniej 50%. Skala: 50% -59% -3.0, 60% - 69% - 3.5, 70% - 79% - 4.0, 80% - 89% - 4.5, 90% - 100% - 5.0. Egzamin pisemny: 3 tematy teoretyczne (1 do wyboru) i zadanie. Punktacja - od 0% do 100%. Skala ocen jak wyżej. Jeśli student chce poprawić ocenę lub zachodzi podejrzenie, że praca jest niesamodzielna - zdaje egzamin ustny.
Egzamin:
tak
Literatura:
1. Jay Orear, Fizyka, t. 1 i 2, WNT, 2004. 2. Andrzej Bujko, Zadania z fizyki z rozwiązaniami i komentarzami, WNT, 2006.
Witryna www przedmiotu:
-
Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Efekt GP.NIK105_W1
zna podstawowe wielkości fizyczne i ich jednostki; zna podstawy kinematyki i dynamiki newtonowskiej
Weryfikacja: egzamin
Powiązane efekty kierunkowe: K_W02
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W01

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Efekt GP.NIK105_U1
potrafi rozwiązywać zadania rachunkowe z kinematyki i dynamiki
Weryfikacja: kolokwium
Powiązane efekty kierunkowe: K_U01
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U01

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Efekt GP.NIK105_K1
student rozumie potrzebę i zna możliwości wykorzystania wiedzy z fizyki do rozwiązywania problemów technicznych i używania terminologii naukowej z fizyki
Weryfikacja: obserwacja studenta przez prowadzącego ćwiczenia
Powiązane efekty kierunkowe: K_K01
Powiązane efekty obszarowe: T1A_K01