PROGRAM WYKŁADÓW Z FIZYKI DLA STUDENTÓW I ROKU

PROGRAM WYKŁADÓW Z FIZYKI DLA STUDENTÓW I ROKU
WYDZIAŁU INŻYNIERII PRODUKCJI I ENERGETYKI
1. Mechanika punktu materialnego i bryły sztywnej. Granice stosowalności mechaniki
klasycznej.
1.1. Kinematyka punktu materialnego. Układ odniesienia (inercjalny i nieinercjalny).
Wektorowy opis ruchu. Prędkość średnia i chwilowa. Przyspieszenie średnie i
chwilowe.
1.2. Kinematyka bryły sztywnej. Wielkości kinematyczne w ruchu postępowym –
prędkość i przyspieszenie liniowe. Wielkości kinematyczne w ruchu obrotowym –
prędkość i przyspieszenie kątowe.
1.3. Podstawowe oddziaływania w przyrodzie: grawitacyjne, słabe, elektromagnetyczne,
silne (jądrowe).
1.4. Wielkości dynamiczne w ruchu postępowym: pęd, siła.
1.5. Wielkości dynamiczne w ruchu obrotowym: moment pędu, moment siły, moment
bezwładności.
1.6. Zasady dynamiki Newtona w ruchu postępowym i obrotowym.
1.7. Siły zachowawcze: siły grawitacji, sprężystości, Coulomba.
1.8. Siły niezachowawcze: siły tarcia, lepkości, oporu.
1.9. Siły bezwładności: siła unoszenia, siła odśrodkowa, siła Coriolisa.
2. Zasady zachowania w mechanice
2.1. Zasada zachowania pędu. Przykłady: zjawisko odrzutu, zderzenia ciał.
2.2. Zasada zachowania momentu pędu. Przykłady: stolik obrotowy, młynek Segnera.
2.3. Zasada zachowania energii. Energia kinetyczna w ruchu postępowym i obrotowym.
Energia potencjalna: grawitacyjna, sprężystości.
2.4. Twierdzenie o pracy i energii.
3. Drgania
3.1. Własności sprężyste ciał. Siły sprężystości.
3.2. Ruch drgający prosty, nietłumiony. Równanie ruchu, prędkość, przyspieszenie,
energia całkowita punktu drgającego.
3.3. Drgania tłumione. Równanie ruchu tłumionego w przypadku niewielkiej siły
tłumiącej (Fop = -bv)
3.4. Drgania wymuszone, rezonans.
4. Fale mechaniczne.
4.1. Ruch falowy. Parametry fali: prędkość, okres (lub częstotliwość), długość fali.
Rodzaje fal: poprzeczna i podłużna, płaska i kulista.
4.2. Równanie fali płaskiej harmonicznej.
4.3. Zjawiska związane z rozchodzeniem się fal: odbicie, załamanie, dyfrakcja,
interferencja, polaryzacja – warunki.
4.4. Zjawisko Dopplera.
5. Akustyka, fale głosowe.
5.1. Dźwięki słyszalne, infradźwięki, ultradźwięki.
5.2. Obiektywne cechy dźwięku: częstotliwość, natężenie dźwięku, charakter krzywej
falowej.
5.3. Subiektywne cechy dźwięku: wysokość, głośność, barwa dźwięku.
5.4. Próg słyszalności, próg bólu.
6. Hydrostatyka i hydrodynamika.
6.1. Hydrostatyka. Własności cząsteczkowe cieczy, ciśnienie hydrostatyczne. Prawo
Pascala, prawo Archimedesa, parcie cieczy na dno naczynia, paradoks
hydrostatyczny.
6.2. Ruch cieczy idealnej. Równanie ciągłości strugi. Równanie Bernoulliego.
6.3. Ruch cieczy rzeczywistej. Przepływ laminarny, przepływ turbulentny. Siła lepkości.
Rozkład prędkości wzdłuż promienia rury o promieniu R i długości l. Prawo
Haggena-Poisseulle’a. Prawo Stokes’a.
7. Fizyka cząsteczkowa.
7.1. Podstawowe założenia teorii kinetyczno-molekularnej.
7.2. Ruchy Browna, dyfuzja, osmoza.
7.3. Siły międzycząsteczkowe.
7.4. Rozkład prędkości cząsteczek gazu doskonałego.
7.5. Podstawowe równanie teorii kinetyczno-molekularnej dla gazów doskonałych.
7.6. Przemiany gazowe. Równanie stanu gazu doskonałego (Clapeyrona)
7.7. Gaz rzeczywisty. Równanie stanu (van der Waalsa).
8. Termodynamika. Wielkości termodynamiczne. Procesy odwracane i nieodwracalne.
8.1. Temperatura. Skale temperatur – Kelvina, Celsjusza, Fahrenheita. Pomiar
temperatury – zjawiska wykorzystane przy pomiarze temperatury.
8.2. Parametry stanu.
8.3. Funkcje stanu. Energia wewnętrzna, entropia.
8.4. Zasady termodynamiki. „0” zasada termodynamiki, I zasada, II zasada.
8.5. Mechanizmy przekazywania ciepła: przewodnictwo, konwekcja, promieniowanie
8.6. . Procesy odwracalne i nieodwracalne.
9. Fale elektromagnetyczne.
9.1. Równania fali elektromagnetycznej.
9.2. Widmo fal elektromagnetycznych: promieniowanie γ, promieniowanie Roentgena,
promieniowanie optyczne, mikrofale, fale radiowe.
9.3. Wytwarzanie fal elektromagnetycznych.
9.4. Zastosowanie fal elektromagnetycznych.
9.5. Oddziaływanie fal elektromagnetycznych z materią.
10. Fotometria.
10.1. Fotometria energetyczna (obiektywna). Wielkości fotometryczne obiektywne.
10.2. Fotometria wizualna (subiektywna). Wielkości fotometryczne subiektywne.
10.3. Fotometry obiektywne.
10.4. Fotometry subiektywne.
11. Optyka.
11.1. Podstawowe zasady optyki geometrycznej.
11.2. Prawo odbicia światła. Zwierciadła płaskie i kuliste. Powstawanie obrazów w
zwierciadłach.
11.3. Prawo załamania światła. Soczewki skupiające i rozpraszające, wykreślanie
obrazów w soczewkach. Przejście światła przez pryzmat i płytkę płaskorównoległą.
11.4. Przyrządy optyczne: oko, lupa, luneta, mikroskop.
11.5. Podstawowe założenia optyki falowej.
11.6. Zjawiska charakterystyczne dla fal.
11.7. Optyka kwantowa.
11.8. Kwantowa natura światła.
11.9. Widma atomowe, klasyfikacja widm.
11.10.Laser.
12. Podstawy fizyki atomowej.
12.1. Model atomu Bohra.
12.2. Serie widmowe atomu wodoru.
12.3. Analiza widmowa.
13. Dualizm korpuskularno – falowy.
13.1. Zjawiska świadczące o naturze falowej: interferencja, dyfrakcja, polaryzacja.
13.2. Zjawiska świadczące o naturze korpuskularnej: emisja i absorpcja światła, zjawisko
fotoelektryczne, zjawisko Comptona.
13.3. Fale materii. Mikroskop elektronowy.
14. Podstawy fizyki jądrowej.
14.1. Jądro atomowe, rozmiary i masa jądra.
14.2. Energia wiązania.
14.3. Siły jądrowe.
14.4. Rozpad promieniotwórczy.
14.5. Dawki promieniowania.
14.6. Modele jądrowe: kroplowy, powłokowy, uogólniony.
14.7. Energia jądrowa, reaktor jądrowy.
14.8. Synteza termojądrowa we wnętrzu Słońca i innych gwiazd.
15. Podstawy fizyki ciała stałego.
15.1. Mikroskopowa budowa ciał stałych.
15.2. Siły wiązania w kryształach.
15.3. Właściwości sprężyste ciał stałych.
15.4. Właściwości cieplne ciał stałych. Kwantowa teoria ciepła właściwego.
15.5. Właściwości elektryczne. Pasma energetyczne, przewodniki, półprzewodniki,
izolatory. Nadprzewodnictwo.
15.6. Właściwości magnetyczne: diamagnetyzm, paramagnetyzm, ferromagnetyzm,
antyferromagnetyzm.
15.7. Defekty i dyslokacje w ciałach stałych.