- Name of course:
- Fizyka I
- Coordinator of course:
- dr inż. Cezariusz Jastrzębski
- Type of course:
- Compulsory
- Level of education:
- First cycle studies
- Programme:
- Mechanika i Projektowanie Maszyn
- Group of courses:
- Obowiązkowe
- Code of course:
- ML.NW126
- Nominal semester:
- 6 / AY 2018/2019
- Number of ECTS credits:
- 3
- Number of hours of student’s work to achieve learning outcomes:
- 1. Liczba godzin kontaktowych: 40, w tym:
a) wykład – 30 godz.,
b) konsultacje – 10 godz.
2. Praca własna studenta – 35 godzin, w tym:
a) 20 godz. – bieżąca analiza zalecanej literatury – przygotowanie się do wykładów,
b) 15 godz. – przygotowywanie się do egzaminu.
Razem – 75 godzin – 3 punkty ECTS.
- Number of ECTS credits on the course with direct participation of academic teacher:
- 1,6 punktu ECTS - liczba godzin kontaktowych: 40, w tym:
a) wykład – 30 godz.
b) konsultacje – 10 godz.
- Language of course:
- polish
- Number of ECTS credits on practical activities on the course:
- -
- Form of didactic studies and number of hours per semester:
-
- Lecture30h
- Exercise type of course0h
- Laboratory0h
- Project type of course0h
- Computer lessons0h
- Preliminary requirements:
- 1). Podstawy algebry liniowej.
2). Znajomość rachunku różniczkowego i całkowego.
3). Podstawy fizyki w zakresie:
a) mechaniki newtonowskiej,
b) fal,
c) termodynamiki,
d) elektryczności i magnetyzmu,
e) optyki,
f) fizyki współczesnej atomu, jądra atomowego.
- Limit of students:
- 150
- Purpose of course:
- Przedstawienie formalizmu fizyki kwantowej oraz elementów chemii kwantowej, fizyki ciała stałego i fizyki i technologii nanostruktur.
- Contents of education:
- Elementy mechaniki kwantowej:
1.Fizyka klasyczna i kwantowa. Fotony. Dwoista natura światła. Fale materii. Podstawowe pojęcia mechaniki kwantowej. Równanie Schrodingera.
2.Funkcja falowa. Prąd prawdopodobieństwa. Zasada nieokreśloności. Kwantowa studnia potencjału. Laser półprzewodnikowy.
3.Wielkości fizyczne. Operatory. Funkcje własne. Wartości własne. Wartości oczekiwane.
4.Bariera potencjału (tunelowanie). STM.
5.Oscylator harmoniczny. Oscylacje. Energia rotacji.
6.Atom wodoru.
7. Atom wodoropodobny. Orbitalny moment pędu. Spin. Rozszczepienie spin¬orbita.
8.Atom w polu elektrycznym i magnetycznym (stałym i zmiennym). Rezonans ESR i NMR (Tomografia komputerowa).
9. Symetria funkcji falowej. Bozony i fermiony. Statystyki kwantowe.
Elementy chemii kwantowej:
10.Cząsteczka wodoru. Wiązanie chemiczne. Elementarna teoria sił chemicznych. Metody numeryczne. Hybrydyzacja. 11.Podstawowe pojęcia dotyczące grup symetrii. Reprezentacje. Charaktery. Drgania jąder w cząsteczkach.
12.Widma molekularne. Widma rotacyjne. Widma oscylacyjno - rotacyjne. Widma elektronowe.
Elementy Fizyki Ciała Stałego:
13.Struktura krystaliczna. Fonony. Elektrony w strukturze krystalicznej.
14. Półprzewodniki.
15.Nanostruktury. Urządzenia nanowymiarowe.
- Methods of evaluation:
- Egzamin.
- Exam:
- yes
- Literature:
- Zalecana literatura:
1. Hacken H., Wolf H., Atomy i kwanty. Wprowadzanie do współczesnej spektroskopii atomowej, PWN Warszawa 1997.
2. A. S. Dawydow, Mechanika kwantowa (PWN, 1967).
3. Materiały na stronie http://www.if.pw.edu.pl/~cez_j.
Dodatkowa literatura:
1. L. D. Landau, E. M. Lifszic, Mechanika kwantowa, teoria nierelatywistyczna (PWN, 1979).
2. L. Schiff, Mechanika kwantowa (PWN, 1977).
- Website of the course:
- www.if.pw.edu.pl/~cez_j
- Notes:
Effects of education
General academic profile - knowledge
- Effect ML.NW126_W1
- Rozumie podstawowe prawa i pojęcia mechaniki kwantowej.
Verification: Egzamin.
Field of study related learning outcomes:
MiBM1_W01, MiBM1_W02
Area of study related learning outcomes:
T1A_W01, T1A_W07, T1A_W02, T1A_W03
- Effect ML.NW126_W2
- Zna technologiczne aspekty zastosowania mechaniki kwantowej i chemii kwantowej.
Verification: Egzamin.
Field of study related learning outcomes:
MiBM1_W01, MiBM1_W02
Area of study related learning outcomes:
T1A_W01, T1A_W07, T1A_W02, T1A_W03
- Effect ML.NW126_W3
- Rozumie działanie współczesnych urządzeń wykorzystujących mechanikę kwantową i nanotechnologie.
Verification: Egzamin.
Field of study related learning outcomes:
MiBM1_W01, MiBM1_W02
Area of study related learning outcomes:
T1A_W01, T1A_W07, T1A_W02, T1A_W03
General academic profile - skils
- Effect ML.NW126_U1
- Potrafi rozwiązać podstawowe zagadnienia z mechaniki kwantowej.
Verification: Egzamin.
Field of study related learning outcomes:
MiBM1_U15
Area of study related learning outcomes:
T1A_U09, T1A_U14, T1A_U15
- Effect ML.NW126_U2
- Posiada umiejętność krytycznej analizy eksperymentów fizycznych z zakresu fizyki i chemii kwantowej.
Verification: Egzamin.
Field of study related learning outcomes:
MiBM1_U08, MiBM1_U20
Area of study related learning outcomes:
T1A_U08, T1A_U13, T1A_U13, T1A_U15, T1A_U16
- Effect ML.NW126_U3
- Potrafi samodzielnie poszerzać wiedzę o zagadnieniach fizyki współczesnej i technologii w oparciu o studium literaturowe i samodzielnie wyciągać wnioski.
Verification: Egzamin.
Field of study related learning outcomes:
MiBM1_U01
Area of study related learning outcomes:
T1A_U01, T1A_U06
General academic profile - social competences
- Effect NW126_K1
- Rozumie postęp w zakresie nauk technicznych, w tym fizyki kwantowej i technologii i widzi zwązek z rozwojem społecznym
Verification: egzamin, dyskusja
Field of study related learning outcomes:
MiBM1_K02, MiBM1_K07
Area of study related learning outcomes:
T1A_K02, T1A_K07
- Effect NW126_K2
- Ma świadomość roli fizyki w rozwoju technologicznym i i dostrzega potrzebę ustawicznego dokształcania się w tym zakresie
Verification: egzamin, dyskusja
Field of study related learning outcomes:
MiBM1_K06
Area of study related learning outcomes:
T1A_K01