H.Czyż - hczyz_ed_karta_przedmiotu_i_ii_sem

POLITECHNIKA RZESZOWSKA im. I. Łukasiewicza
WYDZIAŁ
Wydział Elektrotechniki i Informatyki
KIERUNEK
Elektrotechnika
SPECJALNOŚĆ
FORMA I STOPIEŃ STUDIÓW
Stacjonarne I stopnia
KARTA PRZEDMIOTU
NAZWA PRZEDMIOTU
Fizyka
Nauczyciel odpowiedzialny za przedmiot:
Dr hab.Henryka CzyŜ Prof. PRz
Kontakt dla studentów: tel. 17 865 1908
e-mail: [email protected]
Nauczyciel/e prowadzący: Dr hab. Henryka CzyŜ Prof. PRz, wykład i ćwiczenia,
Dr Krystyna Chłędowska, laboratorium.
Katedra/Zakład/Studium Katedra Fizyki
Semestr
sem. 1
sem. 2
całkowita
liczba
godzin
45
45
W
C
L
30
15
15
15
15
P (S)
ECTS
4
5
PRZEDMIOTY POPRZEDZAJĄCE WRAZ Z WYMAGANIAMI
Wykład jest w semestrze pierwszym.
Wymagana jest wiedza z fizyki ogólnej oraz z matematyki w zakresie szkoły średniej.
TREŚCI KSZTAŁCENIA WG PROWADZONYCH RODZAJÓW ZAJĘĆ
LICZBA
GODZIN
Wykład:
30
Semestr 1.
1. Przedmiot fizyki i metody badań, wielkości fizyczne, układy jednostek. Elementy
matematyki. Pojęcie pochodnej i całki. Elementy mechaniki klasycznej: Zasady dynamiki
Newtona. Ruch postępowy i obrotowy bryły sztywnej. Masa i pęd ciała. Ułady odniesienia
inercjalne i nieinercjalne. Siły bezwładności. Praca, moc, energia. Zasada zachowania energii.
Zasady zachowania pędu i momentu pędu.
2. Elementy szczególnej i ogólnej teorii względności: koncepcja czasu, przestrzeni,
czasoprzestrzeń, geometria czasoprzestrzeni.
3. Podstawy termodynamiki fenomenologicznej: równowaga faz, przejścia fazowe. Energia
wewnętrzna gazu, ciepło właściwe gazu, zasada ekwipartycji energii, prawo rozkładu Maxwella
– Boltzmanna. Gaz rzeczywisty – równanie Van Der Waalsa, stan krytyczny. Zasady
termodynamiki. Entropia – statystyczna interpretacja Boltzmanna.
4. Elementy teorii pola; pola skalarne, wektorowe, tensorowe. RóŜniczkowe operatory pola,
zastosowania.
5. Podstawy hydromechaniki. Ruch oraz warunkami równowagi w cieczach.
6. Grawitacja. Cztery podstawowe oddziaływania w przyrodzie, oddziaływanie grawitacyjne.
Prawo powszechnego ciąŜenia. Prawa Keplera.
7. Drgania i fale mechaniczne: Drgania harmoniczne proste, tłumione i wymuszone. Rezonans.
Pełny zakres częstotliwości fal spręŜystych; infradźwięki, dźwięki, ultradźwięki, hiperdźwięki.
Ogólne właściwości fal spręŜystych. Zjawiska towarzyszące rozchodzeniu się fal w ośrodku:
odbicie, załamanie, dyfrakcja, interferencja (akustyczne fale stojące). Fale głosowe. Obszar
słyszalności, poziom ciśnienia akustycznego.
8. Elektryczne i magnetyczne właściwości materii. Przewodniki, izolatory. Półprzewodniki –
półprzewodniki samoistne i domieszkowane, koncentracja nośników, złącze p-n, tranzystory.
9. Elektrostatyka: natęŜenie pola, potencjał pola. Prawo Gaussa. Dipol w polu elektrycznym –
energia dipola. Kondensator z dielektrykiem. Prąd stały, prawa Ohma i Kirhchoffa.
10. Pole magnetyczne, wektor indukcji magnetycznej. Siła Lorentza. Dipol magnetyczny.
Prawo Ampera. Prawo Biota - Savarta. Siła elektromotoryczna indukcji. Zmienne pole
magnetyczne, indukcyjność. Energia pola magnetycznego. Układ równań Maxwella w postaci
róŜniczkowej. Obwód LC, obwód RLC, fala elektromagnetyczna, wektor Poyntinga.
Semestr 2.
1. Fale elektromagnetyczne. Przegląd widma fal elektromagnetycznych.
Elementy optyki falowej i geometrycznej. Dyfrakcja Fresnela i Fraunhofera. Polaryzacja światła.
Rozszczepienie światła białego: dyspersja normalna, podstawowe wiadomości o analizie
widmowej. Zjawisko fotoelektryczne. Zjawisko Comptona.
15
2. Elementy fizyki ciała stałego. Ciała amorficzne. Kryształy. Struktura elektronowa, gaz
Fermiego. Zjawiska transportu, przewodnictwo elektryczne, nadprzewodnictwo. Własności
mechaniczne, Model Debye'a. Fonon. Własności optyczne.
3. Elementy fizyki atomowej. Model atomu Rutheforda-Bohra, Warunki kwantowe
Sommerfelda, Fale materii, Liczby kwantowe, zakaz Pauliego.
4.Elementy fizyki jądrowej. Ogólna charakterystyka jądra atomowego, Trwałość jądra: energia
wiązania, siły działające w jądrach atomowych, Promieniotwórczość naturalna, Ogólna
klasyfikacja reakcji jądrowych. Podstawy fizyczne energetyki jądrowej. Promieniotwórczość
naturalna i sztuczna.
5. Przenikanie się i wzajemna stymulacja współczesnej fizyki i techniki. Rozwój nowoczesnych
metod badawczych, przyrządów pomiarowych i ich wpływ na rozwój fizyki. Rozwój
niekonwencjonalnych źródeł energii i ich wpływ na współczesną fizykę i technikę.
Ćwiczenia:
Semestr 1: Program ćwiczeń zgodny z programem wykładu.
Semestr 2: Program ćwiczeń zgodny z programem wykładu.
Laboratorium:
Semestr 2:
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych zgodnie z planem w pracowni.
DyŜury dydaktyczne (konsultacje): w terminach podanych w harmonogramie pracy jednostki
15
15
15
EFEKTY KSZTAŁCENIA - UMIEJĘTNOŚCI KSZTAŁCENIA
W efekcie kształcenia studenci powinni analizować, wyjaśniać i rozumieć zjawiska fizyczne obserwowane w
przyrodzie. Rozwiązywać zagadnienia techniczne w oparciu o prawa fizyki.
W wyniku wysłuchania wykładu studenci powinni być przygotowani do aktywnego udziału w zajęciach
specjalistycznych.
Efekty kształcenia:
- pogłębienie wiedzy o zjawiskach fizycznych i ich praktycznym wykorzystaniu w technice;
- pokazanie roli praw fizyki w analizie relacji przyczynowo-skutkowych w przyrodzie
- wykazanie fundamentalnej roli matematyki w opisie ilościowym (modelowaniu) zjawisk i obiektów
fizycznych.
FORMA I WARUNKI ZALICZENIA PRZEDMIOTU (RODZAJU ZAJĘĆ)
WYKŁAD: Uczestnictwo w wykładach.
Zaliczenie wykładu po I semestrze.
Egzamin po II semestrze. Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest zaliczenie ćwiczeń rachunkowych
i laboratorium.
ĆWICZENIA: Aktywne uczestnictwo w ćwiczeniach. Zaliczenie ćwiczeń na podstawie pozytywnej średniej
oceny końcowej.
LABORATORIUM: Wykonanie i zaliczenie ćwiczeń wg planu w pracowni.
WYKAZ LITERATURY PODSTAWOWEJ
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
D. Halliday, R. Resnick, Fizyka 1, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2002
Ch. Kittel, D. Knight, M.A. Ruderman, Mechanika, PWN, Warszawa, 1973
I. A. Sawieliew, Mechanika i fizyka cząsteczkowa, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2002
J. Massalski, M. Massalska, Fizyka dla inzynierów, t.I, WNT, Warszawa, 1980
J.Orear, Fizyka, t.I i II, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1990
Rudden M. N., Wilson J., Elementy fizyki ciała stałego, PWN Warszawa 1975
K. Chłędowska, R. Sikora, Wybrane problemy z fizyki z rozwiązaniami, OW Politechnika
Rzeszowska, Rzeszów, 2008, t.1.
WYKAZ LITERATURY UZUPEŁNIAJĄCEJ
1.
2.
3.
4.
P. Feynman, R.B. Leighton, M. Sands, Feynmana wykłady z fizyki, PWN, Warszawa 2000
A. Hennel, W KrzyŜanowski, W Szuszkiewicz, K. Wódkiewicz, Zadania i problemy z fizyki,
WN PWN, Warszawa, 2002
E. Karaśkiewicz, Rachunek wektorowy i tensorowy, PWN, Warszawa, 1980
W. Korczak, M. Trajdos, Wektory, pochodne, całki, PWN, Warszawa, 1997
Podpis nauczyciela odpowiedzialnego
za przedmiot
Podpis
kierownika
(zakładu/studium)
katedry
Data i podpis dziekana właściwego
wydziału