1. SylabUZ
2. Wydział Fizyki i Astronomii
3. semestr zimowy 2017/2018
4. Fizyka - pierwszego stopnia z tyt. licencjata
5. Elementy fizyki współczesnej

Wygeneruj PDF dla tej strony

Elementy fizyki współczesnej - opis przedmiotu

Cel przedmiotu

Przyswojenie przez studentów podstawowych pojęć, faktów i metod fizyki współczesnej z takich obszarów jak: oddziaływania i cząstki elementarne, elementy kosmologii, podstawy optyki współczesnej i fizyki laserów, wybrane zagadnienia zaawansowanej fizyki kwantowej.

Wymagania wstępne

Zapisz zmiany

Podstaw fizyki I-IV, mechanika klasyczna i relatywistyczna, podstawy fizyki kwantowej, elementy fizyki atomowej i jądrowej

Zakres tematyczny

1. Elementy teorii cząstek elementarnych. Cztery oddziaływania podstawowe, klasyfikacja cząstek elementarnych, prawa zachowania cząstek elementarnych, oddziaływania cząstek i rozpady cząstek, detekcja cząstek elementarnych, energia i pęd w rozpadach cząstek, struktura kwarkowa mezonów i barionów, model standardowy, bozon Higgsa

2. Elementy kosmologii. Rozszerzanie się Wszechświata, prawo Hubble’a, mikrofalowe promieniowanie tła, ciemna materia, zasady ogólnej teorii względności (OTW), czasoprzestrzeń w OTW, równanie Einsteina, testy OTW, ugięcie światła, precesja perihelium, fale grawitacyjne, efekty relatywistyczne w życiu codziennym, ewolucja gwiazd i powstawanie czarnych dziur, równanie Friedmanna, kosmologia Wielkiego Wybuchu, powstawanie jąder i atomów pierwiastków, eksperymentalna kosmologia, problemy składu i wieku Wszechświata

3. Elementy optyki współczesnej. Oddziaływanie promieniowania elektromagnetycznego z materią - opis mikroskopowy (współczynniki Einsteina), opis makroskopowy (funkcja dielektryczna i wielkości mierzalne: transmisja i odbicie). Lasery: zasada działania, typy laserów, własności światła laserowego, wybrane zastosowania laserów, zegary atomowe, światłowody i lasery światłowodowe, holografia, metamateriały

4. Postępy fizyki kwantowej. Zasada superpozycji, kot Schroedingera, dekoherencja, splątanie, paradoks EPR, nierówności Bella, testy nierówności Bella, komputer kwantowy, nanostruktury (dwuwymiarowe studnie kwantowe, druty kwantowe, kropki kwantowe).

Metody kształcenia

Wykład konwencjonalny z elementami dyskusji

Efekty uczenia się i metody weryfikacji osiągania efektów uczenia się

Opis efektu	Symbole efektów	Metody weryfikacji	Forma zajęć

Warunki zaliczenia

Wykład: Egzamin pisemny z oceną. Warunek zaliczenia przedmiotu - pozytywna ocena z egzaminu. Obciążenie pracą studenta:

- udział w wykładach: 15 tygodni x 2 godz. = 30 godz.

przygotowanie do wykładu 15 godz.

- przygotowanie do egzaminu 20 godz.

- udział w konsultacjach i egzaminie: 5 godz.

RAZEM: 70 godz., 3 ECTS

Nakład pracy związany z zajęciami wymagającymi bezpośredniego udziału nauczyciela wynosi 35 godziny. Odpowiada to 1 ECTS.

Literatura podstawowa

[1] K. Krane, Modern Physics, 3rd edition, John Wiley & Sons, Inc, 2012

[2] S.T. Thornton, A. Rex, Modern Physics for Scientists and Engineers, 4th edition, Cengage Learnng, 2013

[3] P.A. Tipler, L.A. Llewellyn, Modern Physics, 6th edition, W.H. Freeman and Company, New York, 2012

[4] K.F. Renk, Basics of laser physics, 2nd edition, Springer International Publishing AG 2017

[5] O. Svelto, Principles of lasers, 5th edition, Springer Science+Business Media, LLC 2010

[6] W. Cai, V. Shalaev, Optical metamaterials, Springer Science+Business Media, LLC 2010

[7] H. Haken, H.Ch. Wolf, The Physics of Atoms and Quanta, Springer, Berlin, 2015

[8] E.L. Wolf, Nanophysics and nanotechnology, Wiley-VCH Verlag, Weinheim, 2004

[9] Materiały udostępnione przez prowadzących zajęcia.

Literatura uzupełniająca

[1] R.A. Serway, C.J. Moses, C.A. Moyer, Modern Physics, 3rd edition, Thomson Learning, Inc. 2005

[2] W.T. Silfvast, Laser Fundamentals, 2nd edition, Cambridge University Press, 2004

Uwagi

Zmodyfikowane przez dr hab. Maria Przybylska, prof. UZ (ostatnia modyfikacja: 31-07-2018 23:41)