Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Fizyka jądra i cząstek elementarnych
Koordynator przedmiotu:
prof. nzw. dr hab. Piotr Magierski
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia II stopnia
Program:
Fizyka Techniczna
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
Semestr nominalny:
2 / rok ak. 2020/2021
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:
  • Wykład45h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium0h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Zaliczony kurs Mechaniki kwantowej
Limit liczby studentów:
Cel przedmiotu:
Na wykładzie student zapoznaje się z podstawami fizyki cząstek elementarnych: własnościami cząstek, ich klasyfikacją i prawami zachowania w reakcjach cząstek elementarnych. Ponadto zapoznaje się z własnościami oddziaływań jądrowych i jąder atomowych. Jest w stanie oszacować energię wiązania danego jądra atomowego, wyznaczyć niektóre własności stanu podstawowego i niskoenergetycznych wzbudzeń jądra, oraz wyznaczyć możliwe kanały rozpadu.
Treści kształcenia:
1. Elementy fizyki cząstek elementarnych Klasyfikacja cząstek. Podstawowe własności oddziaływań fundamentalnych. Liczby kwantowe, prawa zachowania. 2. Oddziaływanie nukleon-nukleon Ogólna postać oddziaływania nukleon-nukleon w próżni. Własności deuteronu. Oddziaływanie nukleon-nukleon w materii jądrowej: równanie Bethego-Goldstone'a. Anomalne rozwiązanie równania Bethego-Goldstone'a: efekt parowania nukleonów. 3. Podstawowe własności jąder atomowych Rozmiar jądra atomowego, rozkład gęstości nukleonów w jądrze. Energia wiązania jąder atomowych, formuła kroplowa. Stabilność jąder atomowych: rozpad alfa, rozpad beta, spontaniczne rozszczepienie jądra. 4. Modele jądrowe Model gazu Fermiego: energia symetrii, gęstość stanów. Model powłokowy: liczby magiczne, efekty powłokowe. Metoda Hartree-Focka otrzymywania średniego potencjału jądrowego. Modele kolektywne: rotacje i wibracje jąder atomowych. 5. Reakcje jądrowe Wychwyt nukleonów. Reakcje poprzez jądro złożone. Reakcje bezpośrednie. Model optyczny. Zderzenia ciężkich jonów przy wysokich energiach: produkcja cząstek. Powstawanie pierwiastków w przyrodzie: powstawnie lekkich pierwiastków, wybuch supernowej, proces r.
Metody oceny:
Ocenie poczas egzaminu podlega stopień przyswojenia i zrozumienia materiału wyłożonego na wykładzie.
Egzamin:
tak
Literatura:
1. B. Nerlo-Pomorska, K.Pomorski, Wybrane działy teorii jądra atomu. 2. G.E. Brown, Unified Theory of Nuclear Models and Forces (North Holland Publ. Co., Amsterdam, 1967) – istnieje polski przekład. 3. A. Bohr, B. Mottelson, Struktura jądra atomowego, t.I, II. 4. E. Leader, E. Predazzi, Wstęp do teorii oddziaływań kwarków i leptonów.
Witryna www przedmiotu:
Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Efekt FJCE_W01
Rozumie fizykę procesów jądrowych: rozszczepienia, fuzji, reakcji jądrowych, oraz mechanizm powstawania pierwiastków we Wszechświecie.
Weryfikacja: egzamin
Powiązane efekty kierunkowe: FT2_W03, FT2_W04
Powiązane efekty obszarowe: X2A_W03, X2A_W04, X2A_W05, T2A_W03, T2A_W04, InzA_W02, InzA_W05, X2A_W06, T2A_W05, T2A_W07
Efekt FJCE_W02
Zna własności cząstek elementarnych i oddziaływań fundamentalnych.
Weryfikacja: egzamin
Powiązane efekty kierunkowe: FT2_W03, FT2_W04
Powiązane efekty obszarowe: X2A_W03, X2A_W04, X2A_W05, T2A_W03, T2A_W04, InzA_W02, InzA_W05, X2A_W06, T2A_W05, T2A_W07

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Efekt FJCE_U01
Potrafi oszacować energie wiązania jądra i określić niektóre własności stanu podstawowego oraz ewentualne kanały rozpadu.
Weryfikacja: egzamin
Powiązane efekty kierunkowe: FT2_U01, FT2_U06
Powiązane efekty obszarowe: X2A_U03, T2A_U01, X2A_U02, X2A_U04, T2A_U09
Efekt FJCE_U02
Potrafi ocenić czy określona reakcja pomiędzy cząstkami elementarnymi jest dozwolona ze względu na prawa zachowania.
Weryfikacja: egzamin
Powiązane efekty kierunkowe: FT2_U01, FT2_U06
Powiązane efekty obszarowe: X2A_U03, T2A_U01, X2A_U02, X2A_U04, T2A_U09

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Efekt FJCE_K01
Absolwent potrafi myśleć w sposób kreatywny i przedsiębiorczy
Weryfikacja: egzamin
Powiązane efekty kierunkowe: FT2_K02
Powiązane efekty obszarowe: X2A_K05, T2A_K01