Podstawy Fizyki 4 - Budowa materii

Kod przedmiotu
13.2-08-10-B/06
LICZBA PUNKTÓW ECTS
6
Nazwa przedmiotu
PODSTAWY FIZYKI 4 – BUDOWA MATERII
Jednostka prowadząca
Instytut Fizyki
Kierunek studiów
Fizyka, studia stacjonarne I-go stopnia, specjalność nanotechnologia
Rok, semestr,
formy zajęć i liczba godzin
Kierownik i realizatorzy
Przedmioty wprowadzające i
wymagania wstępne
Ramowy program przedmiotu
Forma zaliczenia zajęć
Rok
Semestr
I
II
Formy zajęć
Wykł.
Konw. / Ćw.
30
30
Lab.
Punkty
ECTS
6
Dr Henryk Kołodziej
odstawy algebry liniowej i analizy matematycznej.
Znajomość podstaw fizyki z poprzednich semestrów
WYKŁAD:
I. Zjawiska nieklasyczne, koncepcja fotonu. Modele atomu. Podstawowe
załoŜenia fizyki kwantowej:
Promieniowanie cieplne; prawa: Lamberta, Stefana – Boltzmanna, przesunięć
Wiena, Kirchhoffa, Plancka; fotoefekt; doświadczenie Millikana; promienie
Roentgena; doświadczenie Bothe; zjawisko Comptona; doświadczenie
Rutherforda; atom wodoru, postulaty Bohra; doświadczenie Francka – Hertza;
koncepcja fal materii; załoŜenia kwantowe Heisenberga i Schrödingera;
doświadczenia Davissona – Germera i Thomsona; przykłady operatorów
hermitowskich; równanie Schrödingera; elektron w jamie potencjału;
zjawisko tunelowe.
II. Półjakościowe informacje o spinie, zakazie Pauliego, strukturze atomów
wieloelektronowych, statystyki kwantowe
Magneton Bohra; mechaniczny i magnetyczny moment własny elektronu;
doświadczenie Sterna – Gerlacha; doświadczenie Einsteina – de Haasa;
operator spinu; zjawiska: Zeemana; Paschena – Backa; Starka; doświadczenie
Rabiego; stany kwantowe atomu – reguła Hundta; widma atomów
wieloelektronowych; funkcje symetryczne i antysymetryczne; zakaz Pauliego;
rozkłady Bosego – Einsteina i Fermiego – Diraca.
III. Modele jądrowe. Promieniotwórczość. Klasyfikacja cząstek
elementarnych:
Modele jądra atomowego; rozpady α, β, γ, i wychwyt K (lub E);
promieniowanie naturalne i sztuczne; rozszczepienie jąder atomowych;
klasyfikacja cząstek elementarnych; kwarki i ich charakterystyka; reakcje
termojądrowe, cykl
KONWERSATORIUM:
1. Promieniowanie termiczne
- 8godz.
2. Kwantowa natura światła
- 6godz.
3. Teoria Rutherforda – Bohra
- 4godz.
4. Właściwości falowe cząstek
- 5godz.
5. Momenty: orbitalny i własny mechaniczny i magnetyczny - 3godz.
6. Modele jądrowe. Promieniowanie naturalne.
- 4godz.
Odpowiedź ustna – rozwiązywanie zadań, sprawdziany pisemne. Zaliczenie
wykładu i ćwiczeń.
Metoda dydaktyczna
Literatura podstawowa
1. A. H. Piekara – Elektryczność, materia i promieniowanie – PWN, W-wa
1986.
2. D. Halliday, R. Resnick, J Walker – Podstawy fizyki – tom 5, PWN, W-wa
2003.
3. J. W. Sawielew – Kurs podstaw fizyki – tom 3, WNT, W-wa 1987.
4. D. Błochincew – Podstawy mechaniki kwantowej – PWN, W-wa 1954.
5. L. Landau i inni – Mechanika kwantowa – PWN, W-wa 1958
6. E. H. Wichmann – Mechanika kwantowa – PWN, W-wa 1973.
7. I. Białynicki-Birula, M. Cieplak, J. Kamiński – Teoria kwantów. Mech.
Literatura uzupełniająca
Falowa – PWN, W-wa 2001.
8. R. Eisberg, R, Resnick – Fizyka kwantowa (atomów, cząsteczek, ciał
stałych, jąder i cząstek elementarnych) – PWN, W-wa 1983.
9. H. Haken, H. Ch. Wolf – Atomy I kwanty – PWN, W-wa 2002.
10. E. Skrzypczak, Z. Szefliński – Wstęp do fizyki jądra atomowego i
cząstek elementarnych – PWN, W-wa 2002.
11. I. E. Irodow – Zbiór zadań z fizyki atomowej i jądrowej – PWN, W-wa
1978.
12. S. U. Gonczarenko – Zadania z fizyki – WNT, W-wa 1970.
13. J. Walker – Podstawy fizyki. Zbiór zadań – PWN, W-wa 2005.
14. I. I. Goldman, W. D. Kriwczenko – Zadania z mechaniki kwantowej –
PWN, W-wa 1960
1. L. I. Schiff – Mechanika kwantowa – PWN, W-wa 1977.
2. Praca zbiorowa – Makrofizyka kwantowa – PWN, W-wa 1969.
3. H. A. Enge, M. R. Wehr, J. A. Richards – Wstęp do fizyki atomu – PWN,
W-wa 1983.
3. P. Kowalczyk – Fizyka cząsteczek PWN, W-wa 2000.
4. Sz. Szczeniowski – Fizyka doświadczalna – tom 5, 6, PWN, W-wa 1964.
5. Człowiek i promieniowanie jonizujące – pod red. A. Z. Hrynkiewicza,
PWN, W-wa 2001.
6. K. N. Muchin – Doświadczalna fizyka jądrowa – tom 1, 2, WNT, W-wa
1978.
7. J. Orear – Fizyka – tom 2, WNT, W-wa 1993.
8. W. W. Struczkow, B. M. Jaworski – Zagadnienia współczesnej fizyki –
WSzP, W-wa 1986.
9. A. Wróblewski, J. Zakrzewski – Wstęp do fizyki – tom 1, 2, PWN, W-wa
1991.
10.
Quang Ho-Kim, N. Kumar, Chi-Sing Lam – Zaproszenie do fizyki
współczesnej – St. Sym. I Wł. Struk., Poznań 1995.
11.
Praca zbiorowa – Encyklopedia fizyki współczesnej – PWN, W-wa
1983,
aneksy.pwn.pl/podstawy_fizyki; aneksy.pwn.pl/encyklopedia_fizyki.