Fizyka - 2 sem

stacjonarne

I stopnia

obowiązkowy

semestr forma zajęć, liczba godzin/rygor

(x egzamin, + zaliczenie, # projekt) punkty ECTS

razem wykłady ćwiczenia laboratoria projekt

II 60 20/x 22/+ 18/+ 6

razem 60 20/x 22/+ 18/+ 6

 Matematyka - Wymagania wstępne: umie posługiwać się rachunkiem wektorowym, różniczkowym i całkowym w zakresie niezbędnym do zrozumienia praw fizyki i rozwiązania prostych zadań.

 Fizyka I – Zna materiał fizyki I w zakresie niezbędnym do zrozumienia wykładu i uczestniczenia w ćwiczeniach rachunkowych i laboratoryjnych

Inżynieria bezpieczeństwa;

mechatronika - wszystkie specjalności

dr hab. inż. Jerzy Zieliński prof. WAT

prof dr hab inż Stanisław Kłosowicz

1. Udział w wykładach - 20 godz.

2. Samodzielne przygotowanie do wykładów - 10 godz.

3. Udział w ćwiczeniach rachunkowych - 22 godz.

4. Przygotowanie do ćwiczeń rachunkowych - 40 godz.

5 Udział w laboratoriach – 18 godz.

6. Przygotowanie do laboratoriów, sprawozdania – 30 godz.

5. Przygotowanie do egzaminu - 40 godz.

6. Praca zaliczająca - 2 godz.

7. Konsultacje - 3 godz.

Sumaryczne obciążenie studenta - 185 godz. /6 ECTS

Praca z nauczycielem - 65 godz. / 2 ECTS

Samodzielna praca studenta - 120 godz. /4 ECTS

Prąd stały, magnetostatyka, siły w polu magnetycznym, zmienne pole elektromagnetyczne, zjawisko indukcji, samoindukcji. Optyka geometryczna i falowa, prawa zakres zastosowań. Dualizm korpuskularno falowy. Budowa atomu, model Schrodingera. Laser podstawy fizyczne działania lasera. Podstawy fizyki ciała stałego, model pasmowy, półprzewodniki. Podstawy fizyki jądrowej reakcje rozszczepienia i ich wykorzystanie, synteza termojądrowa, zagrożenia i zalety wykorzystania.

1. Stały prąd elektryczny. Ruch ładunków. Prąd elektryczny. Natężenie i gęstość prądu. Równanie ciągłości prądu. Siła elektromotoryczna. Prawo Ohma i prawo Joule’a-Lenza. I i II prawo Kirchhoffa. Łączenie oporów, kondensatorów i źródeł. Klasyczna teoria przewodnictwa metali. Prądy w cieczach i gazach. Prawa elektrolizy Faraday’a.

2. Magnetostatyka. Siły magnetyczne działające na ładunek i na przewodnik z prądem. Wektor indukcji magnetycznej. Pole magnetyczne prądu stałego. Prawo Ampera. Prawo Gaussa dla magnetyzmu.

Ruch cząstek naładowanych w polach elektrycznym i magnetycznym. Efekt Halla. Potencjał wektorowy pola magnetycznego. Prawo Biota-Sawarta. Siła magnetyczna między przewodnikami z prądem.

3. Zmienne pole elektromagnetyczne - Elektromagnetyzm. Indukcja elektromagnetyczna. Prawo indukcji Faraday’a. Wirowe pole elektryczne. Reguła Lenza. Zjawisko samoindukcji (indukcyjność) i indukcji wzajemnej. Energia i gęstość energii pola elektromagnetycznego. Równania Maxwella. Równanie Ampera-Maxwella. Prąd przesunięcia. Fale elektromagnetyczne.

4. Optyka geometryczna i falowa. Dualizm korpuskularno – falowy. Ogólne własności światła. Prawa optyki geometrycznej. Zasada Fermata. Elementy optyczne. Pryzmat, soczewki. Przyrządy optyczne. Dyfrakcja i interferencja światła. Siatka dyfrakcyjna. Promieniowanie cieplne. Wzory Rayleygha-Jeansa i Wiena. Katastrofa nadfioletowa. Prawo Plancka Efekt fotoelektryczny i efekt Comptona. Hipoteza de’Broglie. Doświadczenie Davissona i Germera. Funkcja falowa, zasada nieoznaczoności.

5. Podstawy budowy atomu. Podstawy mechaniki kwantowej. Budowa atomu. Model Schrödingera. Funkcje falowe. Równanie Schrödingera. Jama i bariera potencjału. Równanie Schrödingera dla atomu wodoru. Liczby kwantowe. Zakaz Pauliego. Układ okresowy pierwiastków.

6. Laser. Podstawy fizyczne generacji światła laserowego. Budowa lasera. Szczególne właściwości światła laserowego. Zastosowanie laserów w technice i nauce

7. Podstawy fizyki ciała stałego. Struktura ciała stałego. Rodzaje wiązań. Sieci krystalograficzne, defekty. Podstawy pasmowej teorii ciał stałych. Półprzewodniki samoistne i domieszkowane. Statystyka elektronów i dziur w półprzewodniku. Złącze p-n. Przyrządy półprzewodnikowe, modele pasmowe, podstawy fizyczne pracy diody, tranzystora bipolarnego, tranzystora polowego (unipolarnego)

8. Podstawy fizyki jądrowej. Jądro atomowe. Siły jądrowe. Modele budowy jądra atomowego. Radioaktywność naturalna i sztuczna. Prawo rozpadu. Reakcje jądrowe. Energetyka jądrowa. Oddziaływanie promieniowania z materią

podstawowa:

 Cz. Bobrowski „Fizyka - krótki kurs”

 Jay OREAR „Fizyka cz. 1. 2”

 D. Holliday R. Resnick „Fizyka t.1,2”

uzupełniająca:

 A. Rogalski „Podstawy fizyki dla elektroników cz. I, II

 Z. Raszewski, J. Zieliński, T. Kostrzyński „Wybrane zagadnienia z fizyki”

W1 ma wiedzę w zakresie fizyki, obejmującą mechanikę, optykę, elektryczność i fale elektromagnetyczne oraz fizykę ciała stałego, w tym wiedzę niezbędną do zrozumienia podstawowych zjawisk fizycznych występujących w elementach, układach, urządzeniach, instalacjach i systemach statku powietrznego oraz w ich systemach eksploatacji i otoczeniu K_W02,

W2 Zna podstawowe metody rozwiązywania zadań z fizyki z ww. zakresu K_W02

W3 ma podstawową wiedzę z zakresu metrologii wielkości elektrycznych i nieelektrycznych K_W12

U1 potrafi pozyskiwać informacje z literatury, baz danych i innych źródeł; potrafi integrować uzyskane informacje, dokonywać ich interpretacji, a także wyciągać wnioski oraz formułować i uzasadniać opinie K_U01

U2 ma umiejętność samokształcenia się m.in. w celu podnoszenia kompetencji zawodowych K_U05

U3 potrafi zidentyfikować zjawiska fizyczne występujące w układach mechatronicznych K_U08,

K1 rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się (studia II i III stopnia, studia podyplomowe, kursy) – podnoszenia kompetencji zawodowych i społecznych K_K01

Przedmiot zaliczany jest na podstawie: egzaminu

 Egzamin jest przeprowadzany w formie pisemno-ustnej – student losuje zestaw 4-ech pytań i w formie pisemnej odpowiada na 3 z nich.

 W formie ustnej pytań wyjaśniających sprawdzane są umiejętności wyjaśniania opisanych praw oraz interpretacji fizycznej różnych zagadnień

 Do ustalenia ostatecznej oceny z egzaminu są brane pod uwagę oceny z ćwiczeń rachunkowych i laboratoryjnych jako oceny cząstkowe.

 Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest wcześniejsze zaliczenie na ocenę pozytywna ćwiczeń rachunkowych i laboratoryjnych i zaliczenie fizyki I

 Warunek konieczny do uzyskania zaliczenia ćwiczeń rachunkowych jest uzyskanie pozytywnej oceny średniej z pracy kontrolnej oraz indywidualnych odpowiedzi w czasie zajęć

 Warunek konieczny do uzyskania zaliczenia laboratorium jest wykonanie wszystkich ćwiczeń, opracowanie sprawozdań, i zaliczenie ich na pozytywną ocenę.

Symbol efektu Sposób sprawdzania osiągnięcia danego efektu kształcenia

W1 ustny i pisemny na egzaminie, ustny na ćwiczeniach rachunkowych i laboratoryjnych

W2 Pisemny i ustny na ćwiczeniach rachunkowych

W3 Pisemny i ustny na ćwiczeniach laboratoryjnych, ustny na egzaminie

U1 sprawdzenie pisemno - ustne na egzaminie

U2 pisemny na egzaminie

U3 sprawdzenie pisemno - ustne na egzaminie

K1 ustne na egzaminie

Ocena Opis wiedzy / umiejętności

5,0 (bdb) 1. Potrafi bezbłędnie i samodzielnie rozwiązywać zadania fizyki wykraczające poza średnie realizowane na ćwiczeniach

2. Potrafi bezbłędnie i samodzielnie - językiem inżynierskim - wyjaśniać w formie mówionej i na piśmie prawa, zjawiska fizyczne i ich wzajemne powiązania

3. Potrafi samodzielnie znaleźć i omówić związki pomiędzy różnymi efektami (zjawiskami) fizycznymi.

Wszystkie ww. zagadnienia przy szczególnym uwzględnieniu zjawisk fizycznych występujących w realnych elementach, układach, urządzeniach, instalacjach i systemach mechatronicznych

4,5 (db+) 1. Potrafi samodzielnie rozwiązywać zadania fizyki na średnim poziomie realizowanym na ćwiczeniach

2. Potrafi bezbłędnie i samodzielnie - językiem inżynierskim - wyjaśniać w formie mówionej i na piśmie prawa, zjawiska fizyczne i ich wzajemne powiązania

3. Potrafi samodzielnie znaleźć i omówić związki pomiędzy różnymi efektami (zjawiskami) fizycznymi.

Wszystkie ww. zagadnienia przy szczególnym uwzględnieniu zjawisk fizycznych występujących w realnych elementach, układach, urządzeniach, instalacjach i systemach mechatronicznych

4,0 (db) 1. Potrafi bezbłędnie i samodzielnie rozwiązywać zadania fizyki na średnim poziomie realizowanym na ćwiczeniach

2. Potrafi bezbłędnie i samodzielnie - językiem inżynierskim - wyjaśniać w formie mówionej i na piśmie prawa, zjawiska fizyczne i ich wzajemne powiązania

3. Potrafi samodzielnie znaleźć i omówić związki pomiędzy różnymi efektami (zjawiskami) fizycznymi.

Wszystkie ww. zagadnienia przy szczególnym uwzględnieniu zjawisk fizycznych występujących w realnych elementach, układach, urządzeniach, instalacjach i systemach mechatronicznych

3,5 (dst+) 1. Potrafi bezbłędnie rozwiązywać zadania fizyki na średnim poziomie realizowanym na ćwiczeniach, przy wsparciu podręcznika, lub tabel wzorów i praw.

2. Potrafi wyjaśniać w formie mówionej i na piśmie prawa, zjawiska fizyczne i ich wzajemne powiązania

3. Potrafi przy niewielkiej podpowiedzi nauczyciela znaleźć i omówić związki pomiędzy różnymi efektami (zjawiskami) fizycznymi.

Wszystkie ww. zagadnienia przy szczególnym uwzględnieniu zjawisk fizycznych występujących w uproszczonych elementach, układach, urządzeniach, instalacjach i systemach mechatronicznych

3,0

(dst) 1. Potrafi przy pomocy podręcznika (wzory) rozwiązywać zadania fizyki na średnim poziomie realizowanym na ćwiczeniach

2. Potrafi w formie mówionej i na piśmie formułować definicje praw fizycznych

3. Potrafi przy pomocy nauczyciela omówić związki pomiędzy różnymi efektami (zjawiskami) fizycznymi.

Wszystkie ww. zagadnienia przy szczególnym uwzględnieniu zjawisk fizycznych występujących w uproszczonych elementach, układach, urządzeniach, instalacjach i systemach mechatronicznych