Kierunek: TRANSPORT Studia niestacjonarne pierwszego stopnia

Studia niestacjonarne pierwszego stopnia
Kierunek: TRANSPORT
Specjalność: wszystkie specjalności
Przedmiot: FIZYKA
Rodzaj zajęć:
W
Ć
L
30 E
15
15
P
Semestr: 1
Liczba godzin w semestrze:
Przedmioty
poprzedzające:
Efekty kształcenia –
umiejętności
i kompetencje
Umiejętność analizy zjawisk fizycznych i rozwiązywania zagadnień
technicznych w oparciu o prawa fizyki; umiejętność wykonywania pomiaru
podstawowych wielkości fizycznych;
TREŚCI KSZTAŁCENIA
Wykłady: Mechanika relatywistyczna: Inercjalne układy odniesienia. Transformacja Galileusza.
Zasada względności. Postulaty Einsteina. Transformacja Lorentza i jej konsekwencje. Zasady
dynamiki. Masa podłużna i poprzeczna. Transformacja siły. Energia relatywistyczna. Związek energii
z pędem. Elementy fizyki statystycznej: Stany mikro i makro układu wielu cząstek. Przestrzeń
fazowa. Prawo rozkładu Maxwella i Boltzmanna. Funkcja rozdziału. Wzór barometryczny.
Wyprowadzenie wzoru na wartość średnią. Zasada ekwipartycji energii. Zjawiska transportu:
Transport energii, pędu, masy i ładunku. Prawa: Fouriera, Newtona, Ficka i Ohma. Równania
transportu – przypadki szczególne. Postać współczynników i ich związek z mechaniką statystyczną.
Wybrane zagadnienia optyki falowej: Równania Maxwella. Równanie falowe. Fale
elektromagnetyczne. Zjawiska charakterystyczne dla fal: odbicie, załamanie, interferencja, dyfrakcja,
polaryzacja.
Wstęp
do
fizyki
kwantowej:
Kwantowe
własności
promieniowania
elektromagnetycznego. Fale materii. Pakiet falowy. Relacje nieoznaczoności Heisenberga. Operatory
w mechanice kwantowej. Równanie na wartości własne. Kwantowanie momentu pędu. Postulaty
mechaniki kwantowej. Równanie Schrodingera. Interpretacja funkcji falowej. Jednowymiarowe
zagadnienia dla równania Schrodingera: (a) nieskończona jama potencjału, (b) efekt tunelowy, (c)
kwantowy oscylator harmoniczny. Atom wodoru. Teoria względności. Elementy fizyki jądrowej:
Budowa i własności jąder atomowych. Modele jądra atomowego. Przemiany jądrowe.
Ćwiczenia audytoryjne: Relatywistyczne prawo składania prędkości. Przekształcenie Lorentza jako
obrót w czteroprzestrzeni. Przykłady zastosowania zasad zachowania pęd i energii. Zderzenia
sprężyste i niesprężyste. Siła Lorentza. Właściwości pól elektrycznych i magnetycznych na podstawie
rozkładu Maxwella. Proste zagadnienia elektrostatyki, magnetostatyki. Rozkład fal na fale płaskie.
Zasady wyznaczania poziomów energetycznych układów atomowych i molekularnych. Badanie
przemienności operatorów i przykłady równań własnych. Unormowanie funkcji falowej.
Laboratorium:
(Studenci wykonują 5 wybranych ćwiczeń z podanego zestawu).
Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła prostego. Badanie drgań tłumionych
wahadła torsyjnego. Wyznaczanie współczynnika lepkości dynamicznej cieczy. Transport i wymiana
ciepła. Badanie pola elektrycznego metodą wanny elektrolitycznej. Badanie pola magnetycznego przy
użyciu hallotronu. Wyznaczanie stałej Plancka. Wzorcowanie spektroskopu pryzmatycznego i analiza
spektralna dostarczonych próbek. Polaryzacja liniowa i kołowa światła. Dyfrakcja i interferencja na
szczelinach światła lasera. Pomiar współczynnika absorpcji promieniowania. Zastosowanie
fotokomórki (fotoogniwa) do pomiarów fotometrycznych.
Wykaz literatury podstawowej i uzupełniającej:
1. B. Oleś, Wykłady z fizyki, Wydawnictwo PK, Kraków 2005.
2. J. Brzezowska, A. Gajewski, Wprowadzenie do elektrodynamiki klasycznej, Wydawnictwo
PK, Kraków 2006.
3. A.K. Wróblewski, J. A. Zakrzewski, Wstęp do fizyki, tom 1, PWN, Warszawa 1984; tom 2,
PWN, Warszawa1989.
4. C. Kittel, W.D. Knight, M.A. Ruderman, Mechanika, PWN, Warszawa 1975.
5. W. Dziurda, T. Stępień, W. Otowski, Zbiór zadań z fizyki z rozwiązaniami, część I, II,
Wydawnictwo PK, Kraków 1996.
6. B. Oleś, M. Duraj, Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki, Wydawnictwo PK, Kraków 2000.
Warunki zaliczenia: uzyskanie zaliczenia z ćwiczeń audytoryjnych i laboratoryjnych, egzamin.
Opracował: dr Włodzimierz Dziurda, Instytut Fizyki (F-1)