Introductory Physics

Celem przedmiotu jest zapoznanie z metodą naukową, zaprezentowanie uniwersalnego charakteru praw fizyki, zaprezentowanie roli eksperymentu, nauka przeprowadzania prostych pomiarów i ocena niepewności pomiarowej i sporządzanie raportów.

Profil studiów: ogólnoakademcki

Forma studiów: stacjonarne

Rodzaj przedmiotu: obowiązkowy, moduł 1 Podstawy Fizyki

Dziedzina i dyscyplina nauki: Nauki fizyczne

Rok studiów/semestr: 1 rok, 1 semestr, studia I stopnia

Wymagania wstępne: student powinien posiadać wiedzę, umiejetności i rozumienie materialu określonego przez podstawę programową z fizyki i matematyki dla szkoły podstawowej i ponadpodstawowej (https://men.gov.pl/wp-content/uploads/2011/02/zalaczniknr4.pdf).

Liczba godzin zajęć dydaktycznych: wykład 30 godz, konwersatorium 30 godz.

Metody dydaktyczne: wykład, pokazy, praca laboratoryjna, ćwiczenia rachunkowe, rozwiązywanie zadań, dyskusja, konsultacje, kolokwia, praca własna studenta w domu.

Punkty ECTS: 8

Bilans nakładu pracy studenta: udział w wykładach (30 godz.), udział w konwersatorium (30 godz.), udział w laboratorium (30 godz.),

praca własna (rozwiązywanie zadań, problemów) w domu (30 godz.),

przygotowanie do egzaminu pisemnego i ustnego (48 godz.).

Wskaźniki ilościowe: nakład pracy studenta związany z zajęciami wymagającym bezpośredniego udziału nauczyciela - 90 godz., 8 ECTS; nakład pracy studenta związany z zajęciami o charakterze praktycznym - 60 godz., 6 ECTS.

Zakres wykładu:

1. Obserwacja świata, zjawiska fizyczne, powtarzalność, pomiary wielkości fizycznych, niepewność pomiarowa, podstawowe wielkości fizyczne i ich jednostki (układ SI), zamiana jednostek.

2. Pojęcie szybkości zmiany wielkości fizycznej, prawa eksponencjalnego wzrostu i zaniku.

3. Ruch, opory ruchu i ich eliminacja. Układ izolowany, układ inercjalny, zasada względności, koncepcja zdarzeń w czasoprzestrzeni, synchronizacja zegarów, wektor położenia i prędkości, transformacja Galileusza.

4. Zasada względności i transformacja Lorentza, prędkość graniczna, elementy szczególnej teorii względności: dylatacja czasu, skrócenie lorentzowskie, względność równoczesności.

5. Zjawisko bezwładności, pojęcie masy, zasady dynamiki Newtona, pojęcie przyspieszenia i siły.

6. Przykłady ruchu pod wpływem sił, ruch pod wpływem stałej siły, składanie ruchów, ruch po okręgu, przewidywanie ruchu pod wpływem dowolnej siły.

7. Zasady zachowania w fizyce – pęd i momenty pędu.

8. Zasady zachowania w fizyce – energia.

9. Zjawisko drgań, oscylator klasyczny i kwantowy, rezonans.

10. Zjawisko fal, fale harmoniczne, twierdzenie Fouriera, interferencja, fale stojące.

11. Efekt Dopplera.

12. Prawa fizyki dla układu wielu ciał, sukces i kryzys fizyki klasycznej.

13. Układy wielu ciał – sukces fizyki kwantowej.

14. Fizyka klasyczna i kwantowa, dualizm korpuskularno falowy.

Literatura:

Robert Resnick, David Halliday, Jearl Walker, Podstawy fizyki Tom 1-5, Wydawnictwo Naukowe PWN, 2015

A.K. Wroblewski, J. A. Zakrzewski, Wstęp do fizyki, PWN

Treści wykładów umieszczone na platformie e-learningowej

K_W01, K_W02, K_W03

zapoznaje się z metodą naukową prowadzenia badań

umie rozpoznawać i obserwować zjawiska fizyczne

umie opisać wybrane zjawiska fizyczne

umie przeprowadzać pomiary prostych zjawisk fizycznych

rozumie pojęcie niepewności pomiarowej

umie szacować niepewność pomiarową

umie przedstawiać wyniki pomiarów oraz porównywać je z prostym opisem teoretycznym

umie sporządzać raport z prostych eksperymentów przedstawiający cel doświadczenia, wyniki pomiarów i porównanie z przewidywaniami

Egzamin końcowy, kolokwia, raporty z przeprowadzonych eksperymentów.