SylabUZ

Generate PDF for this page

Physics - course description

General information

Course name	Physics
Course ID	06.4-WI-BUDP-Fiz-S16
Faculty	Faculty of Civil Engineering, Architecture and Environmental Engineering
Field of study	Civil Engineering
Education profile	academic
Level of studies	First-cycle studies leading to Engineer's degree
Beginning semester	winter term 2019/2020

Course information

Semester	1
ECTS credits to win	4
Course type	obligatory
Teaching language	polish
Author of syllabus	dr inż. Gerard Bryś

Classes forms

The class form	Hours per semester (full-time)	Hours per week (full-time)	Hours per semester (part-time)	Hours per week (part-time)	Form of assignment
Lecture	30	2	18	1,2	Credit with grade
Class	15	1	9	0,6	Credit with grade

Aim of the course

Opanowanie zasady przyczynnowości w zjawiskach przyrodniczych. Ma świadomość, że podstawowe prawa Natury są proste i uniwersalne.

Opanowanie aparatu matematycznego w dwóch dziedzinach: algebra i analiza wektorowa, rachunek różniczkowy i calkowy funkcji jedno- i wielozmiennych.

Rozumie, że fizyka jest oparta na doświadczeniach. Opanowanie metodyki badań fizycznych opartych na cyklu:

Obserwacja→Pomiar→Model teoretyczny→Sprawdzenie modelu→Zastosowanie w praktyce→Nowe obserwacje→Pomiary uzupełniające→Nowy pomiar→Zmiana modelu teoretycznego→Sprawdzenie modelu→…

Prerequisites

Znajomość matematyki i fizyki na poziomie szkoły ponadgimnazjalnej.

Scope

WYKŁAD:

Wstęp:

- Istota fizyki.

- Jednostki i analiza wymiarowa.

- Matematyka w fizyce: Algebra wektorów. Wstęp do raylachunku różniczkowego i

całkowego.

- Fizyka i rozwój cywilizacji.

Mechanika klasyczna:

- Układy współrzędnych – podstawy kinematyki punktu materialnego: prędkość,

przyśpieszenie, ruch prostoliniowy i krzywoliniowy.

- Zasady dynamiki Newtona. Ciążenie powszechne. Drgania harmoniczne. Ruch

Falowy.

- Praca, moc. Siła potencjalna. Elementy analizy wektorowej.

- Zasady zachowania pędu, momentu pędu i energii. Prawa zachowania dla układu

punktów materialnych.

- Nieinercjalne układy odniesienia. Siły bezwładności.

Mechanika relatywistyczna:

- Postulaty szczególnej teorii względności. Rola prędkości światła.

- Transformacja Lorentza.

- Dynamika relatywistyczna.

- Równoważność między energią i masą.

- postulatyogólnej teorii względności i konsekwencje. Model Wszechświata. Wielki

Wybuch.

Termodynamika:

- Zasady termodynamiki fenomenologicznej. Pojęcie temperatury, ciśnienia i

entropii.

- Równania stanu gazu.

- Procesy termodynamiczne. Cykle.

- Opis statystyczny układu wielu cząstek. Teoria kinetyczna gazów i jej związek z

termodynmiką fenomenologiczną.

Elektrodynamika:

- Prawo Gaussa i Stokesa w analizie wektorowej. Źródłowość i wirowość pól.

- Układ równań Maxwella dla pola elektromagnetycznego.

- Elektrostatyka i magnetostatyka.

- Dynamiczne zjawiska elektromagnetyczne: Fale elektromagnetyczne w próżni.

- Swiatło jako szczególny przypadek fal elektromagnetycznych

Elementy mechaniki kwantowej:

- Pojęcie fotonu. Dualizm cząstkowo-falowy. Związki de Broglie’a.

- Równanie Schroedingera dla funkcji falowej. Interpretacja probabilistyczna funkcji

falowej.

- Poziomy energetyczne. Tłumaczenie układu okresowego Mendeleewa.

- elementy fizyki ciała stałego i fizyki jadrowej.

- Promieniotwórczość.

ĆWICZENIA:

Opanowanie rachunku wektorowego w dwóch i trzech wymiarach m.in. rowadzenie dowodu związków wektorowych przez rozpisanie na składowe w konkretnym układzie współrzędnych. Ćwiczenie nad obliczeniem pochodnej i pochodnych cząstkowych oraz całek oznaczonych i nieoznaczonych. Zastosowanie tych umiejętności do wyprowadzenia podstawowych pojęć mechaniki (jak prędkości, przyspieszenia) oraz rozwiązania równań ruchu w mechanice klasycznej dla konkretnych przypadków: ruch prostoliniowy, ruch kołowy, ruch w polu grawitacyjnym, ruch drgający. Wyprowadzenie praw transformacyjnych dla prędkości przy użyciu transformacji Lorentza. Wyprowadzenie wzoru na całkowitą energię mechaniczną ze wzoru Einsteina w granicy małych prędkości punktu materialnego, przez to pokazanie, że mechanika relatywistyczna zawiera mechanikę klasyczną jako szczególny przypadek.

Opanowanie podstawowych pojęć w termodynamice fenomenologicznej przez rozwiązanie konkretnych zadań. Badanie równania stanu gazu doskonałego i gazu rzeczywistego. Zapoznanie z obrazem mikroskopowym temperatury, ciśnienia i entropii.

Obliczenie gradientu dowolnej funkcji, rotacji i dywergencji dowolnego wektora, stąd pokazanie ich związek z wirowością i źródłowością pól wektorowych. Zastosowanie prawa Gaussa i Stokesa do wyprowadzenia prawa Coulomba i wzoru na pojemność kondensatora płaskiego, wzoru na pole magnetyczne od nieskończonego, prostoliniowego przewodnika z prądem. Z układu równań Maxwella wyprowadzić równanie falowe dla pola elektromagnetycznego.

Wyprowadzenie wzoru Balmera z modelu atomu Bohra. Rozwiązanie równania Schrödingera dla elektronu w głębokiej studni potencjału. Wyprowadzenie wzoru na stopień degeneracji dla stanu atomu z określoną główną liczbą kwantową na podstawie podanych liczb kwantowych i użycie tego wzoru do tłumaczenia układu okresowego pierwiastków chemicznych.

Rozwiązanie prostych zadań z fizyki jądrowej i teorii promieniotwórczości.

Teaching methods

Wykład - wykład konwencjonalny z wykorzystaniem narzędzi multimedialnych,

Ćwiczenia - ćwiczenia audytoryjne, praca w grupie.

Learning outcomes and methods of theirs verification

Outcome description	Outcome symbols	Methods of verification	The class form

Assignment conditions

Wykład: Warunkiem zaliczenia jest pozytywna ocena z sprawdzianu testowego.

Ćwiczenia: Warunkiem zaliczenia jest uzyskanie pozytywnych ocen ze wszystkich

kolokwiów .

Ocena końcowa jest średnią (W+C)/2

Notes

Modified by dr inż. Gerard Bryś (last modification: 26-04-2019 18:24)