Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Fizyka 1
Koordynator przedmiotu:
prof. dr hab. Jan J. Żebrowski
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Inżynieria Biomedyczna
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
Semestr nominalny:
2 / rok ak. 2012/2013
Liczba punktów ECTS:
6
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia15h
  • Laboratorium0h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Analiza matematyczna w tym rachunek różniczkowo-całkowy na poziomie semestru 1 przedmiotu Matematyka; równania różniczkowe zwyczajne
Limit liczby studentów:
Cel przedmiotu:
Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z podstawami fizyki w zakresie mechaniki klasycznej oraz elektrodynamiki i optyki w zakresie typowym dla uniwersytetu technicznego ze szczególnym uwzględnieniem potrzeb Kierunku Inżynierii Biomedycznej W wykładzie podkreśla się uniwersalność i interdyscyplinarność praw fizyki, eksponuje jej doświadczalny charakter i elementy współczesnego naukowego obrazu przyrody.
Treści kształcenia:
Zakres wykładu: 1. Wstęp: Istota i struktura fizyki, 2. Mechanika: Opis ruchu układu fizycznego. Zasady dynamiki Newtona. Równania ruchu. Zasady zachowania pędu, momentu pędu i energii. Siły zachowawcze i nie zachowawcze; zasada zachowania energii. Ruch drgający. Rezonans układów drgających. Ruch falowy. Równania ruchu falowego. Elementy akustyki. Efekt Dopplera. Przyczynowość równań ruchu. Zjawiska nieliniowe w ruch drgającym i falowym. Elementy mechaniki relatywistycznej. Elementy statyki i dynamiki płynów;Elektrodynamika;Optyka 3. Elementy statyki i dynamiki płynów: Podstawowe własności i opis płynów w zakresie statyki i dynamiki. Ciecze newtonowskie i nienewtonowskie. 4. Elektrodynamika: Pole elektryczne. Prawo Coulomba. Natężenie i potencjał pola elektrycznego. Prawo Gaussa. Równanie Poissona i Laplace’a. Pole elektryczne w dielektryku (zjawisko polaryzacji dielektrycznej). Pole magnetyczne. Siła Lorentza. Prawo Ampère’a dla prądów stałych i dla prądów zmiennych. Prawo indukcji Faradaya. Indukcyjność. Prawo Biot-Savarta. Równania Maxwella (postać różniczkowa i całkowa, interpretacja). Równania materiałowe. Równanie Poissona. Dyspersja fal elektromagnetycznych. 5. Optyka: Optyka falowa i geometryczna. Polaryzacja. Interferencja fal. Dyfrakcja i jej rodzaje. Elementy transformacji optycznych – związek dyfrakcji z transformatą Fouriera. Holografia. Mikroskop elektronowy i zasady rentgenografii. Zakres ćwiczeń audytoryjnych: 1. Kinematyka: Opis ruchu w różnych układach współrzędnych. Iloczyn skalarny i wektorowy 2. Zasady zachowania: Zasada zachowania pędu, momentu pędu i energii 3. Równania ruchu: Zasady dynamiki Newtona; rozwiązywanie równań ruchu 4. Ruch drgający: Drgania harmoniczne w różnych układach drgających; rezonans 5. Elektrostatyka: Rachunek wektorowy; Prawo Gaussa; pole eklektyczne w dielektrykach i zjawiska elektryczne w metalach 6. Pole magnetyczne: Prawo Ampére’a; prawo Biot-Savarta 7. Indukcja elektryczna: Prawo indukcji Faradya; wektor Poyntinga; fale elektromagnetyczne Zakres ćwiczeń laboratoryjnych: 1. Drgania: Drgania proste harmoniczne: wahadło rewersyjne i wahadło torsyjne. 2. Fizyka płynów: Laminarny przepływ cieczy. Wyznaczanie współczynnika lepkości. 3. Dyfrakcja: Ugięcie fali elektromagnetycznej na przeszkodzie kołowej. Strefy Fresnela dla mikrofal. 4. Hipoteza de Broglie’a: Falowe własności mikrocząstek. Sprawdzenie hipotezy de Broglie. 5. Fizyka statystyczna: Wyznaczanie cp/cv metodą rezonansu akustycznego.
Metody oceny:
Egzamin:
Literatura:
1. I.W. Sawieliew, Wykłady z fizyki, t.1 Mechanika i fizyka cząsteczkowa; t.2 Elektryczność i magnetyzm, fale, optyka. Wyd. Naukowe PWN Warszawa 1997; 2. W. Bogusz, J. Garbarczyk, F. Krok, Podstawy Fizyki, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1997, 1999; 3. C. Kittel, W. Knight, M. Ruderman, Mechanika; F. C. Crawford: Fale, PWN, 1973; E. Purcell, Elektrodynamika, Wyd. Naukowe PWN Warszawa 1969; 4. Zbiory zadań: A.Hennel, W.Szuszkiewicz, “Zadania i problemy z fizyki” WNT 2002; 5. M. Baj, G. Szeflińska, M. Szymański, D. Wasik, Zadania i problemy z fizyki. Drgania i fale skalarne, PWN, Warszawa 1993; 6. M. Baj, G. Szeflińska, M. Szymański, D. Wasik, Zadania i problemy z _fizyki. Fale elektromagnetyczne. Fale materii, PWN, Warszawa 1996; 7. W.Brański, M.Herman, L.Widomski “Zbiór zadań z fizyki - Elektryczność i magnetyzm” PWN 1979 lub późniejsze wznowienia.
Witryna www przedmiotu:
Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Efekt FIZ1_W01
Zna podstawowe prawa fizyki
Weryfikacja: egzamin, kolokwia
Powiązane efekty kierunkowe: K_W02
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W01

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Efekt FIZ!_U01
Potrafi rozwiązać zadania dotyczące podstaw fizyki
Weryfikacja: kolokwia, egzamin
Powiązane efekty kierunkowe: K_U06
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U09