- Nazwa przedmiotu:
- Fizyka 3/ Physics 3
- Koordynator przedmiotu:
- dr Piotr Kurek
- Status przedmiotu:
- Obowiązkowy
- Poziom kształcenia:
- Studia I stopnia
- Program:
- Inżynieria Materiałowa
- Grupa przedmiotów:
- Obowiązkowy
- Kod przedmiotu:
- F III
- Semestr nominalny:
- 3 / rok ak. 2013/2014
- Liczba punktów ECTS:
- 2
- Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
- Łączna liczba godzin pracy studenta - 60 godzin, w tym: uczestniczenie w ćwiczeniach laboratoryjnych – 30 godzin, przygotowanie się do wykonania części doświadczalnej, wykonanie sprawozdań – 30 godzin.
- Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
- 1 punkt ECTS – 30 godzin ćwiczeń laboratoryjnych.
- Język prowadzenia zajęć:
- polski
- Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
- 2 punkty ECTS - uczestniczenie w ćwiczeniach laboratoryjnych – 30 godzin, przygotowanie się do wykonania części doświadczalnej, wykonanie sprawozdań – 30 godzin.
- Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
-
- Wykład0h
- Ćwiczenia0h
- Laboratorium30h
- Projekt0h
- Lekcje komputerowe0h
- Wymagania wstępne:
- Fizyka 1 wykład + ćw. rach. - semestr I, Fizyka 2 wykład + ćw. rach + Lab. Fiz. II - semestr II, Tematyka wybranych ćwiczeń w Lab Fiz. II uzupełnia program wykładu z Fizyki II prowadzonego w II sem. I roku studiów.
- Limit liczby studentów:
- 8-12 studentów
- Cel przedmiotu:
- Rozwinięcie umiejętności prowadzenia doświadczeń z zakresu fizyki współczesnej (uzyskiwanie i analizowanie danych pomiarowych, formułowanie wniosków, opracowywanie sprawozdań).
- Treści kształcenia:
- Lista ćwiczeń laboratoryjnych wykonywanych w Lab. Fizyki II:
1) Charakterystyka licznika Geigera-Mullera i badanie statystycznego charakteru rozpadu promieniotwórczego. W ćwiczeniu wyznaczane są parametry licznika G-M. Uzyskiwany jest histogram i analizowany charakter rozpadu promieniotwórczego.
2) Badanie własności cząstek alfa za pomocą detektora półprzewodnikowego. Wyznaczany jest średni zasięg oraz zdolność hamowania cząstek alfa w powietrzu. Określana jest zdolność rozdzielcza detektora półprzewodnikowego i poznawana zasada działania analizatora wielokanałowego.
3) Promieniotwórczość. Badanie widma energii promieniowania przy pomocy spektrometru scyntylacyjnego. W doświadczeniu wykonywane są pomiary widm dla źródeł o znanych energiach kwantów , ustalane są położenia fotopików i wykreślana prosta skalowania. Wyznaczane są krawędzie Compton’a i piki rozpraszania wstecznego.
4) Badanie widma i absorpcji promieniowania rentgenowskiego. Rejestrowane są widma rentgenowskie dla różnych napięć przyśpieszających elektrony. Wyznaczane są krótkofalowa granice widm i wyznaczana stała Plancka. Określane są położenia linii charakterystycznych i porównywana jest ich wartość z danymi teoretycznymi. Dyskutowana jest zasada monochromatyzacji wiązki promieniowania przez absorpcję (filtr niklowy) i odbicie (analizator monokrystaliczny).
5) Wyznaczanie param. mikroskopowych półprzewodników w oparciu o zjawisko Halla. Określany jest rodzaju nośników większościowych. Wyznaczana jest stała Halla, koncentracja nośników ładunku elektrycznego, przewodność elektryczna oraz ruchliwość. Mierzony jest również magnetoopór.
6) Wyznaczanie energii aktywacji w półprzewodnikach.Ćwiczenie polega na pomiarze oporności elektrycznej półprzewodnika w funkcji temperatury. Identyfikowane są możliwe przejścia międzypasmowe. Wyznaczana jest energia aktywacji.
7) Badanie własności dielektrycznych ferroelektryków. W ćwiczeniu badane jest zachowanie ferroelektryka w funkcji temperatury. Określane są parametry pętli histerezy oraz wyznaczana jest temperatura Curie. Sprawdzane jest także prawo Curie –Weissa.
8) Ultradźwiękowe badanie materiałów. Wyznaczana jest prędkość podłużna i poprzeczna fal akustycznych dla stali, aluminium, mosiądzu i polistyrenu. Określany jest współczynnik tłumienia.
9) Badanie wiązki świetlnej. W ćwiczeniu, z pomocą światłowodu sprzężonego z fotodiodą wyznaczane są rozkłady natężenia światła emitowanego przez laser Ne-He i diodę elektroluminescencyjną. Sprawdzane jest czy badane wiązki mają charakter gaussowski.
10) Badanie przejść fazowych i właściwości elektrooptycznych ciekłych kryształów. Obserwowane są pod mikroskopem sprzężonym z kamerą CCD efekty elektrooptyczne zachodzące w ciekłych kryształach. Wyznaczane są: temperatury przejść fazowych podczas grzania i chłodzenia, wartości napięcia progowego przy którym zachodzi deformacja tekstury planarnej ciekłego kryształu, badany jest efekt skręconego nematyka w typowym wyświetlaczu ciekłokrystalicznym.
- Metody oceny:
- Przygotowanie do zajęć ocenia prowadzący przeprowadzając kolokwium/rozmowę wstępną obejmującą:
• ogólne wiadomości z działu którego dotyczy dane ćwiczenie,
• wiadomości szczegółowe na temat badanego zjawiska,
• znajomość metody pomiarowej stosowanej w danym ćwiczeniu.
Maksymalna liczba punktów możliwa do uzyskania wynosi 100:
• Kolokwium wstępne (0-10 pkt.)
• 9 ćwiczeń każde 0-10 pkt. - 4 pkt. za przygotowanie, 2 pkt. za wykonanie i 4 pkt. za sprawozdanie. (ćwiczenie jest zaliczone przy co najmniej 2 pkt. za przygotowanie, 1 pkt. za wyk. i 2 pkt. za spr.).
Laboratorium zostaje zaliczone gdy student uzyska co najmniej 51 pkt. w tym:
• minimum 5 pkt. z kolokwium wstępnego;
• zaliczy co najmniej 8 ćwiczeń.
- Egzamin:
- nie
- Literatura:
- instrukcje laboratoryjne - strona www.labfiz2p.if.pw.edu.pl
- Witryna www przedmiotu:
- http://www.labfiz2p.if.pw.edu.pl/
- Uwagi:
Efekty uczenia się
Profil ogólnoakademicki - wiedza
- Efekt F III_W1
- Zna zagadnienia związane z promieniotwórczością i widmami energii promieniowania
Weryfikacja: Kolokwium
Powiązane efekty kierunkowe:
IM_W02
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_W01
- Efekt F III_W2
- Zna właściwości elektryczne półprzewodników, dielektryków i ferroelektryków
Weryfikacja: Kolokwium
Powiązane efekty kierunkowe:
IM_W02, IM_W19
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_W01, T1A_W01
- Efekt F III_W3
- Posiada wiedzę na temat przejść fazowych i właściwości elektrooptycznych ciekłych kryształów
Weryfikacja: Kolokwium
Powiązane efekty kierunkowe:
IM_W02, IM_W19
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_W01, T1A_W01
Profil ogólnoakademicki - umiejętności
- Efekt F III_U1
- Potrafi dokonać pomiarów widm dla źródeł o znanych energiach i wyznaczyć stałą Plancka
Weryfikacja: Ocena sprawozdania z ćwiczenia laboratoryjnego
Powiązane efekty kierunkowe:
IM_U08, IM_U09
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_U08, T1A_U09, T1A_U08, T1A_U09
- Efekt F III_U2
- Potrafi wyznaczyć parametry półprzewodników w oparciu o zjawisko Halla
Weryfikacja: Ocena sprawozdania z ćwiczenia laboratoryjnego.
Powiązane efekty kierunkowe:
IM_U08, IM_U09
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_U08, T1A_U09, T1A_U08, T1A_U09
- Efekt F III_U3
- Potrafi z pomocą światłowodu wyznaczyć rozkłady natężenia światła emitowanego przez laser
Weryfikacja: Ocena sprawozdania z ćwiczenia laboratoryjnego.
Powiązane efekty kierunkowe:
IM_U08, IM_U09
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_U08, T1A_U09, T1A_U08, T1A_U09
- Efekt F III_U4
- Umie na podstawie zalecanej literatury lub innych fachowych źródeł rozszerzyć - poprzez pracę własną-posiadaną dotychczas wiedzę i umiejętności z zakresu fizyki
Weryfikacja: Kolokwium, obserwacja i ocena umiejętności studenta w trakcie zajęć.
Powiązane efekty kierunkowe:
IM_U05
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_U05
- Efekt F III_U5
- W trakcie wykonywania doświadczeń w laboratorium stosuje zasady bezpieczeństwa i higieny pracy.
Weryfikacja: Obserwacja i ocena umiejętności studenta w trakcie zajęć.
Powiązane efekty kierunkowe:
IM_U11
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_U11