Drgania i fale - opis przedmiotu

Informacje ogólne

Nazwa przedmiotu	Drgania i fale
Kod przedmiotu	13.2-WF-FizP-DF-S17
Wydział	Wydział Fizyki i Astronomii
Kierunek	Fizyka
Profil	ogólnoakademicki
Rodzaj studiów	pierwszego stopnia z tyt. licencjata
Semestr rozpoczęcia	semestr zimowy 2017/2018

Informacje o przedmiocie

Semestr	4
Liczba punktów ECTS do zdobycia	3
Typ przedmiotu	obowiązkowy
Język nauczania	polski
Sylabus opracował	dr hab. Bohdan Padlyak, prof. UZ

Formy zajęć

Forma zajęć	Liczba godzin w semestrze (stacjonarne)	Liczba godzin w tygodniu (stacjonarne)	Liczba godzin w semestrze (niestacjonarne)	Liczba godzin w tygodniu (niestacjonarne)	Forma zaliczenia
Wykład	30	2	-	-	Zaliczenie na ocenę

Cel przedmiotu

Rozumienie zjawisk i procesów fizycznych w przyrodzie, związanych z drganiami i falami. Definicje i określenia wielkości fizycznych i parametrów characteryzujących drgania i fale. Matematyczny opis drgań i fal mechanicznych i elektromagnetycznych. Obliczanie parametrów drgań i ruchu falowego.

Wymagania wstępne

Wiedza z fizyki i matematyki w ramach kursów szkoły średniej. Podstawowe wielkości, zjawiska i prawa fizyczne. Metody algebraiczne i geometryczne w fizyce w tym rachunek wektorowy i podstawy rachunku różniczkowego i całkowego.

Zakres tematyczny

Drgania harmoniczne. Przykłady drgań harmonicznych (wahadło matematyczne i fizyczne). Drgania harmoniczne swobodne i tłumione. Drgania wymuszone i zjawisko rezonansu.
Klasyczne równanie falowe. Rozwiązania w postaci harmonicznych fal stojących i fal biegnących.
Fale w ośrodkach sprężystych i elementy akustyki. Podstawowe własności fal (równanie fali płaskiej, prędkość rozchodzenia się fal, powstawanie i rozchodzenie się fal dźwiękowych). Propagacja energii w ruchu falowym. Efekt Dopplera.
Drgania elektromagnetyczne. Elektryczny prąd zmienny. Obwody LC, RLC. Prawa Maxwela.
Fale elektromagnetyczne. Zakres widmomy (skala) i źródła fal elektromagnetycznych. Energia fal elektromagnetycznych. Wektor Poyntinga.
Zjawisko interferencji i dyfrakcji dla fal mechanicznych i elektromagnetycznych. Porównanie własności fal elektromagnetycznych i mechanicznych.
Optyka geometryczna. Prawa optyki geometrycznej (odbicie i załamanie światła). Proste przyrządy optyczne (lustra, soczewki, pryzmaty). Granica stosowalności optyki geometrycznej.
Optyka falowa. Polaryzacja światła. Dwójłomność naturalna i wymuszona.
Falowe własności światła (dyspersja, dyfrakcja i interferencja).
Fale materii (hipoteza De-Broglie, struktura atomu i fale stojące, mechanika falowa).

Metody kształcenia

Wykład konwencjonalny. Praca z książką.

Efekty uczenia się i metody weryfikacji osiągania efektów uczenia się

Opis efektu	Symbole efektów	Metody weryfikacji	Forma zajęć

Warunki zaliczenia

Egzamin z wykładu: uzyskanie pozytywnej oceny na egzaminie (pisemnego lub ustnego) z całego zakresu materiału.

Literatura podstawowa

[1] D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Podstawy Fizyki, Tom 2 i 4, PWN, Warszawa, 2006.

[2] I.W. Sawieliew, Wykłady z fizyki, T. 1 - 3, PWN, Warszawa, 2003.

Literatura uzupełniająca

[1] F.S. Crawford, Waves and Oscillations: Berkeley Physics Course, Vol. 3, McGraw-Hill, 1966.

[2] H.J.Pain, The Physics of Vibrations and Waves, John Wiley & Sons Ltd, 2005.

Uwagi

Zmodyfikowane przez prof. dr hab. Mirosław Dudek (ostatnia modyfikacja: 01-10-2017 06:32)