fizyka iii - Politechnika Opolska

Politechnika Opolska
Wydział Elektrotechniki, Automatyki i Informatyki
Karta Opisu Przedmiotu
Kierunek studiów
Profil kształcenia
Poziom studiów
Specjalność
Forma studiów
Semestr studiów
ELEKTROTECHNIKA
Ogólnoakademicki
Studia pierwszego stopnia
Nazwa przedmiotu
FIZYKA III
Studia stacjonarne
III
Nauki podst. (T/N)
T
Subject Title
PHYSICS III
ECTS (pkt.)
Tryb zaliczenia przedmiotu
Kod przedmiotu
A2
3
Egzamin
Nazwy
FIZYKA, MATEMATYKA, CHEMIA
przedmiotów
1. Ma podstawową wiedzę z zakresu fizyki, matematyki i chemii na
poziomie szkoły średniej oraz uporządkowane i ugruntowane
wiadomości w zakresie fizyki, obejmujące treści z pierwszego roku
studiów (mechanikę, termodynamikę, optykę, elektryczność i
magnetyzm, fizykę atomową i jądrową).
Wiedza
Wymagania
2. Ma elementarną wiedzę na temat planowania i wykonywania
wstępne w
eksperymentów fizycznych, zna i rozumie metody pomiaru
zakresie
podstawowych wielkości fizycznych oraz szacowania niepewności
przedmiotu
pomiarowych.
1. Potrafi pracować indywidualnie i w zespole, stosować zasady
bezpieczeństwa i higieny pracy oraz oszacować czas potrzebny na
Umiejętności
realizację zleconego zadania zapewniający dotrzymanie terminów.
Kompetencje
społeczne
1. Ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz gotowość
podporządkowania się zasadom pracy w zespole i ponoszenia
odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadania.
Program przedmiotu
Forma zajęć
Wykład
Ćwiczenia
Laboratorium
Liczba godzin zajęć w
semestrze
15
Prowadzący zajęcia
(tytuł/stopień naukowy, imię i nazwisko)
prof. dr hab. Zbigniew Czapla, dr Franciszek Gajda
15
dr Franciszek Gajda, dr Dorota Strózik-Kotlorz, dr
Sylwester Wacke
Projekt
Seminarium
Treści kształcenia
Sposób realizacji Wykład w sali audytoryjnej.
Tematyka zajęć
Mechanika cieczy i gazów. Ciśnienie w cieczy i w gazie. Przepływ cieczy i gazów.
Przepływ cieczy rzeczywistych i gazów. Liczba Reynoldsa. Wzór Stokesa.
Wykład
Lp.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Stany skupienia, typy i zasięg uporządkowań. Ciała krystaliczne i amorficzne.
Anizotropia właściwości kryształów.
Właściwości cieplne ciał stałych, rozszerzalność cieplna i ciepło właściwe. Dyfuzja
w ciałach stałych.
Powstawanie pasm energetycznych. Metale, półprzewodniki i izolatory.
Przewodnictwo samoistne.
Klasyczna teoria przewodnictwa metali, statystyka Fermiego-Diraca.
Lokalne poziomy energetyczne, zależność temperaturowa przewodnictwa
elektrycznego półprzewodników.
Zjawiska kontaktowe, dioda półprzewodnikowa.
Liczba godzin
2
2
2
1
2
2
1
8.
9.
Magnetyczne własności ciał stałych, diamagnetyzm i paramagnetyzm. Orbitalny
moment magnetyczny, wpływ pola magnetycznego na ruch orbitalny elektronu.
Spinowa natura ferromagnetyzmu, domeny. Antyferromagnetyzm i ferrimagnetyzm.
2
1
Liczba godzin zajęć w semestrze
15
Sposoby sprawdzenia zamierzonych Egzamin pisemny lub ustny.
efektów kształcenia
Laboratorium
Sposób realizacji Ćwiczenia praktyczne w laboratorium.
Tematyka zajęć
Lp.
Liczba godzin
2
1.
Zajęcia wprowadzające - organizacja zajęć, określenie warunków uzyskania
zaliczenia. Odpowiednio skorelowany z wykonywanymi już wcześniej ćwiczeniami
(na drugim semestrze studiów) dobór i przydział ćwiczeń do wykonania.
Przypomnienie zasad bezpieczeństwa i higieny pracy oraz przepisów
porządkowych obowiązujących na laboratorium z fizyki, potwierdzenie odbycia
instruktażu.
2.
Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła matematycznego oraz
2
logarytmicznego dekrementu tłumienia wahadłem fizycznym (lub: Wyznaczanie
przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego, Badanie drgań
wahadła sprężynowego, Badanie rezonansu napięć, Wyznaczanie prędkości
dźwięku za pomocą rury Kundta).
3.
Pomiar pojemności kondensatora metodą mostka Wheatstone’a (lub: Wyznaczanie
2
pojemności kondensatora metodą pomiaru czasu rozładowania, Badanie drgań
relaksacyjnych, Wyznaczanie współczynnika pochłaniania promieni γ, Wyznaczanie
stosunku e/m za pomocą magnetronu).
4.
Wyznaczanie długości fali świetlnej za pomocą siatki dyfrakcyjnej (lub:
2
Wyznaczanie rozmiarów przeszkód za pomocą lasera półprzewodnikowego,
Wyznaczanie długości fali świetlnej na podstawie interferencji w układzie
optycznym do otrzymywania pierścieni Newtona, Wyznaczanie współczynnika
załamania światła za pomocą refraktometru Abbego, Wyznaczanie ogniskowej
soczewek za pomocą ławy optycznej).
5.
Wyznaczanie współczynnika napięcia powierzchniowego cieczy (lub: Wyznaczanie
2
gęstości cieczy za pomocą wagi hydrostatycznej, Sprawdzenie prawa Steinera,
Badanie ruchu bryły sztywnej na równi pochyłej).
6.
7.
Badanie fotokomórki gazowanej (lub: Wyznaczanie stałej Plancka oraz pracy
wyjścia elektronu, Fotometr Bunsena, Sprawdzenie prawa Malusa, Badanie
własności prostowniczych diod półprzewodnikowych, Badanie charakterystyk
statycznych tranzystora).
Wyznaczanie ciepła właściwego ciał stałych (lub: Zjawisko Halla (pomiar napięcia
Halla i koncentracji nośników ładunku elektrycznego), Badanie temperaturowej
zależności oporu półprzewodnika i wyznaczanie energii aktywacji), Wyznaczanie
stosunku Cp/Cv dla powietrza metodą Clementa – Desormesa, Wyznaczanie
współczynnika elektrochemicznego miedzi i stałej Faraday’a).
2
2
8.
Odrabianie zaległych ćwiczeń.
1
Liczba godzin zajęć w semestrze
15
Wykonanie ćwiczeń maksymalnie w 2-os. grupach (poprawność
Sposoby sprawdzenia zamierzonych przeprowadzania pomiarów i aktywność w ramach zajęć), poprawne
wykonanie sprawozdania, sprawdziany i odpowiedzi ustne z
efektów kształcenia
przygotowania teoretycznego.
Wiedza
1. Ma wiedzę w zakresie fizyki ciała stałego, obejmującą
kluczowe zagadnienia z zakresu studiowanego kierunku
studiów. (w, l)
2. Ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę w
zakresie elektromagnetyzmu, w tym wiedzę w zakresie pól i fal
elektromagnetycznych niezbędną do zrozumienia
podstawowych zjawisk fizycznych występujących w
elementach i układach elektronicznych oraz w ich otoczeniu.
(w, l)
3. Ma elementarną wiedzę w zakresie metrologii, zna i rozumie
metody pomiaru wielkości charakteryzujących elementy i
układy elektroniczne, zna metody obliczeniowe i narzędzia
informatyczne niezbędne do analizy wyników eksperymentu
oraz szacowania ich niepewności pomiarowych. (l)
Efekty kształcenia dla
przedmiotu - po
zakończonym cyklu
kształcenia
1. Ma umiejętność samokształcenia się w celu podnoszenia
swoich kompetencji zawodowych. (w, l)
Umiejętności
2. Potrafi pozyskiwać informacje z literatury, baz danych i
innych właściwie dobranych źródeł, integrować uzyskane
informacje, dokonywać ich interpretacji, a także wyciągać
wnioski oraz formułować i uzasadniać opinie. (w, l)
3. Ma umiejętności z zakresu interpretacji, prezentacji i
dokumentacji wyników eksperymentu. (l)
1. Rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się
- podnoszenia kompetencji zawodowych, osobistych i
społecznych. (w, l)
2. Potrafi współdziałać i pracować w grupie, przyjmując w niej
różne role. (l)
Kompetencje
społeczne
3. Ma świadomość ważności zachowania się w sposób
profesjonalny, przestrzegania zasad etyki zawodowej i
poszanowania różnorodności poglądów. (l)
4. Potrafi odpowiednio określić priorytety służące realizacji
określonego przez siebie lub innych zadania oraz prawidłowo
identyfikować i rozstrzygać dylematy związane z
wykonywaniem zawodu. (l)
Metody dydaktyczne:
Wykład informacyjny, prezentacje multimedialne. Dyskusja dydaktyczna w ramach wykładu i laboratorium.
Ćwiczenia laboratoryjne (samodzielne wykonywanie pomiarów do jednego ćwiczenia z każdej z grup
tematycznych, celem realizacji założonego programu kształcenia). Materiały dydaktyczne i informacyjne
zamieszczane na stronie internetowej. Konsultacje.
Forma i warunki zaliczenia przedmiotu:
Wykład: uzyskanie pozytywnej oceny z egzaminu przeprowadzonego w formie pisemnej lub ustnej (co
najmniej 50% punktów) i uzyskanie zaliczenia z laboratorium. Laboratorium: poprawne wykonanie
wszystkich przewidzianych programem ćwiczeń, poprawne wykonanie sprawozdań, pozytywne oceny z
przygotowania teoretycznego.
Literatura podstawowa:
[1] Wert C.A., Thomson R.M.: Fizyka ciała stałego, PWN, Warszawa, 1974
[2] Kalinowski L.: Fizyka metali, PWN, Warszawa, 1973
[3] Buszmanow B.N., Chromow J.A.: Fizyka ciała stałego, WNT, Warszawa, 1973
[4] Emich-Kokot J. i inni: Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki, Politechnika Opolska, Opole 2007
[5] Bobrowski Cz.: Fizyka - krótki kurs, WNT, Warszawa 2005
Literatura uzupełniająca:
[1] Halliday D., Resnick R., Walker J.: FUNDAMENTALS OF PHYSICS, PART I-V, John Wiley & Sons, Inc.
2001
[2] Dryński T.: Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki, PWN, Warszawa 1978
______________
* niewłaściwe przekreślić
…………………………………………………..
……………………………………………………….
(kierownik jednostki organizacyjnej/bezpośredni przełożony:
(Dziekan Wydziału
pieczęć/podpis
pieczęć/podpis)