Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Fizyka I
Koordynator przedmiotu:
dr inż. Cezariusz Jastrzębski
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Robotyka i Automatyka
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
ML.NW126
Semestr nominalny:
6 / rok ak. 2021/2022
Liczba punktów ECTS:
3
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
1. Liczba godzin kontaktowych: 35, w tym: a) wykład – 30 godz., b) konsultacje – 5 godz. 2. Praca własna studenta – 40 godzin, w tym: a) 25 godz. – bieżąca analiza zalecanej literatury – przygotowanie się do wykładów. b) 15 godz. – przygotowywanie się do egzaminu. Razem – 75 godzin – 3 punkty ECTS.
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
1,4 punktu ECTS - liczba godzin kontaktowych: 35, w tym: a) wykład – 30 godz. b) konsultacje – 5 godz.
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
-
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium0h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
1) Podstawy algebry liniowej, rachunek różniczkowy i całkowy. 2) Podstawy fizyki w zakresie: mechaniki newtonowskiej, fal, termodynamiki, elektryczności i magnetyzmu, optyki, fizyki współczesnej atomu, jądra atomowego.
Limit liczby studentów:
150
Cel przedmiotu:
Przedstawienie formalizmu fizyki kwantowej oraz elementów chemii kwantowej, fizyki ciała stałego i fizyki i technologii nanostruktur.
Treści kształcenia:
Elementy mechaniki kwantowej: 1. Fizyka klasyczna i kwantowa. Fotony. Dwoista natura światła. Fale materii. Podstawowe pojęcia mechaniki kwantowej. Równanie Schrodingera. 2. Funkcja falowa. Prąd prawdopodobieństwa. Zasada nieokreśloności. Kwantowa studnia potencjału. Laser półprzewodnikowy. 3. Wielkości fizyczne. Operatory. Funkcje własne. Wartości własne. Wartości oczekiwane. 4. Bariera potencjału (tunelowanie). STM. 5. Oscylator harmoniczny. Oscylacje. Energia rotacji. 6. Atom wodoru. 7. Atom wodoropodobny. Orbitalny moment pędu. Spin. Rozszczepienie spin¬orbita. 8. Atom w polu elektrycznym i magnetycznym (stałym i zmiennym). Rezonans ESR i NMR (Tomografia komputerowa). 9. Symetria funkcji falowej. Bozony i fermiony. Statystyki kwantowe. Elementy chemii kwantowej: 1. Cząsteczka wodoru. Wiązanie chemiczne. Elementarna teoria sił chemicznych. Metody numeryczne. Hybrydyzacja. Podstawowe pojęcia dotyczące grup symetrii. Reprezentacje. Charaktery. Drgania jąder w cząsteczkach. 2. Widma molekularne. Widma rotacyjne. Widma oscylacyjno - rotacyjne. Widma elektronowe. Elementy Fizyki Ciała Stałego: 1. Struktura krystaliczna. Fonony. Elektrony w strukturze krystalicznej. 2. Półprzewodniki. 3. Nanostruktury. Urządzenia nanowymiarowe.
Metody oceny:
100% egzamin.
Egzamin:
tak
Literatura:
Zalecana literatura: 1. Hacken H., Wolf H., Atomy i kwanty. Wprowadzanie do współczesnej spektroskopii atomowej, PWN Warszawa 1997. 2. A. S. Dawydow, Mechanika kwantowa (PWN, 1967). 3. Materiały na stronie http://www.if.pw.edu.pl/~cez_j . Dodatkowa literatura: 1. L. D. Landau, E. M. Lifszic, Mechanika kwantowa, teoria nierelatywistyczna (PWN, 1979). 2. L. Schiff, Mechanika kwantowa (PWN, 1977).
Witryna www przedmiotu:
www.if.pw.edu.pl/~cez_j
Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka ML.NW126_W1
Rozumie podstawowe prawa i pojęcia mechaniki kwantowej.
Weryfikacja: Egzamin.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: AiR1_W02
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_W, I.P7S_WG.o, III.P6S_WG
Charakterystyka ML.NW126_W2
Zna technologiczne aspekty zastosowania mechaniki kwantowej i chemii kwantowej.
Weryfikacja: Egzamin.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: AiR1_W03
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_W, I.P6S_WG.o, III.P6S_WG
Charakterystyka ML.NW126_W3
Rozumie działanie współczesnych urządzeń wykorzystujących mechanikę kwantową i nanotechnologie.
Weryfikacja: Egzamin.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: AiR1_W03
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_W, I.P6S_WG.o, III.P6S_WG

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka ML.NW126_U1
Potrafi rozwiązać podstawowe zagadnienia z mechaniki kwantowej.
Weryfikacja: Egzamin.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: AiR1_U06
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_U, I.P6S_UW.o, III.P6S_UW.o
Charakterystyka ML.NW126_U2
Posiada umiejętność krytycznej analizy eksperymentów fizycznych z zakresu fizyki i chemii kwantowej.
Weryfikacja: Egzamin.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: AiR1_U06, AiR1_U20
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_U, I.P6S_UW.o, III.P6S_UW.o, I.P6S_UU
Charakterystyka ML.NW126_U3
Potrafi samodzielnie poszerzać wiedzę o zagadnieniach fizyki współczesnej i technologii w oparciu o studium literaturowe i samodzielnie wyciągać wnioski.
Weryfikacja: Egzamin.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: AiR1_U01
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_U, I.P6S_UW.o

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka ML.NW126_K1
Rozumie postęp w zakresie nauk technicznych, w tym: fizyki kwantowej i technologii i widzi jego związek z rozwojem społecznym.
Weryfikacja: Egzamin, dyskusja.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: AiR1_K02, AiR1_K06
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_KK, I.P8S_KO, P6U_K, I.P6S_KO
Charakterystyka ML.NW126_K2
Ma świadomość roli fizyki w rozwoju technologicznym i dostrzega potrzebę ustawicznego dokształcania się w tym zakresie.
Weryfikacja: Egzamin, dyskusja.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: AiR1_K01
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_K, I.P6S_KK