- Nazwa przedmiotu:
- Fizyka 2
- Koordynator przedmiotu:
- prof. dr hab. Franciszek Krok
- Status przedmiotu:
- Obowiązkowy
- Poziom kształcenia:
- Studia I stopnia
- Program:
- Inżynieria Biomedyczna
- Grupa przedmiotów:
- Obowiązkowe
- Kod przedmiotu:
- Semestr nominalny:
- 3 / rok ak. 2012/2013
- Liczba punktów ECTS:
- 4
- 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:
- Fizyka 1; elementy rachunku prawdopodobieństwa
- Limit liczby studentów:
- Cel przedmiotu:
- zapoznanie studentów z podstawami fizyki w zakresie mechaniki kwantowej oraz fizyki statystycznej w zakresie typowym dla uniwersytetu technicznego ze szczególnym uwzględnieniem potrzeb Kierunku Inżynieria Biomedyczna. W wykładzie podkreśla się uniwersalność i interdyscyplinarność praw fizyki, eksponuje jej doświadczalny charakter i elementy współczesnego naukowego obrazu przyrody. Szczególną rolę w wykładzie odgrywa kwestia pomiaru w fizyce.
- Treści kształcenia:
- ZAKRES WYKŁADU: 1.Elementy mechaniki kwantowej:Powstanie mechaniki kwantowej, dualizm korpuskularno-falowy materii, postulaty mechaniki kwantowej. Równanie Schrödingera, cząstka swobodna w mechanice kwantowej, zjawisko tunelowe, atom w mechanice kwantowej, zasada Pauliego. Elementy fizyki jądra atomowego i cząstek elementarnych. Ruch cząstki w potencjale periodycznym (struktura pasmowa ciał stałych), momenty magnetyczne w atomie, własności magnetyczne substancji, rezonans jądrowy i ferromagnetyczny, układy niskowymiarowe, nanotechnologia. Elementy optyki kwantowej. Elementy fizyki plazmy. 2.Elementy fizyki statystycznej: Mikro- i makrostan, przestrzeń fazowa, średnie wielkości fizycznych, zespół kanoniczny, entropia i temperatura statystyczna, układ o dwóch poziomach energii – inwersja obsadzeń i akcja laserowa, bosony i fermiony – statystyki kwantowe. ZAKRES ĆWICZEŃ AUDORYTORYJNYCH: 1.Operatory mechaniki kwantowej.Rodzaje i własności operatorów mechaniki kwantowej; komutator dwóch operatorów; reprezentacja położeniowa i pędowa; zasada nieoznaczoności. 2.Proste problemy kwantowe.Funkcja falowa; równanie Schrödingera; cząstka swobodna; stopień potencjału i zjawisko tunelowania; cząstka w jednowymiarowej i dwuwymiarowej studni potencjału; oscylator harmoniczny 3.Moment pędu i spin Własności operatorów momentu pędu i spinu; elektron w atomie wodoru w modelu Bohra oraz w mechanice kwantowej Schrödingera. 4.Stan równowagi termodynamicznej Zespoły Gibasa; przykłady zastosowania zespołu. mikrokanonicznego i kanonicznego; entropia w fizyce statystycznej; rozkład Boltzmanna. 5.Statystyki kwantowe: Rozkład Fermi-Diraca; rozkład Bose-Einsteina.
- Metody oceny:
- brak
- Egzamin:
- Literatura:
- R. Kosiński: Wprowadzenie do mechaniki kwantowej i fizyki statystycznej, Oficyna Wydawnicza PW, 2006
Kerson Huang , Podstawy Fizyki Statystycznej, PWN Warszawa 2006
A. Sukiennicki, A. Zagórski: Fizyka ciała stałego, WN-T, 1984
Zbiory zadań
M. Baj, G. Szeflińska, M. Szymański, D. Wasik, Zadania i problemy z _fizyki. Fale elektromagnetyczne. Fale materii, PWN, Warszawa 1996.
.J.B. Brojan, J.Mostowski, K.Wódkiewicz, Zbiór zadań z mechaniki kwantowej, PWN 1978
- Witryna www przedmiotu:
- Uwagi:
Efekty uczenia się
Profil ogólnoakademicki - wiedza
- Efekt FIZ2_W01
- Ma wiedzę w zakresie fizyki wspólczesnej
Weryfikacja: egzamin, kolokwia
Powiązane efekty kierunkowe:
K_W01, K_W02
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_W01, T1A_W07, T1A_W01
Profil ogólnoakademicki - umiejętności
- Efekt FIZ2_U01
- Potrafi rozwiązać zadania z zakresu fizyki wspólczesnej
Weryfikacja: kolokiwa, egzamin
Powiązane efekty kierunkowe:
K_U06
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_U09