Physics Field of study: Biotechnology
Programme code: 01-S1BT12.2018

Module name: Physics
Module code: 1BT_04
Programme code: 01-S1BT12.2018
Semester: winter semester 2018/2019
Language of instruction: Polish
Form of verification: course work
ECTS credits: 4
Description:
Zajęcia z fizyki obejmują wykład oraz ćwiczenia w laboratorium. Tematyka wykładu. Wektory. Dodawanie wektorów. Iloczyn skalarny i wektorowy. Reguła śruby prawoskrętnej. Podwójny iloczyn wektorowy. Twierdzenie sinusów. Twierdzenie cosinusów. Ruch jednostajny i jednostajnie zmienny. Ruch po okręgu. Prędkość kątowa. Pochodna i różniczka funkcji; przykłady: prędkość, przyspieszenie, niepewności pomiarowe. Pochodna wektora. Układy inercjalne. Transformacja Galileusza. Siła. Prawo powszechnego ciążenia. Siły sprężystości. Zasady dynamiki Newtona. Układy nieinercjalne. Siły bezwładności. Transformacja prędkości i przyspieszenia. Siła wyporu. Pęd i prawo zachowania pędu. Punkt materialny a bryła sztywna. Moment siły. Moment bezwładności. Moment pędu i prawo zachowania momentu pędu. Energia kinetyczna i potencjalna. Prawo zachowania energii mechanicznej. Transformacja Lorentza. Elementy szczególnej teorii względności. Ładunek elektryczny. Prawo Coulomba. Natężenie pola elektrycznego. Potencjał elektryczny. Napięcie elektryczne. Prąd elektryczny. Ogniwo galwaniczne. Akumulator. Prawo Ohma. Pojemność elektryczna. Pole magnetyczne. Prawo Ampere’a. Siła Lorentza. Moment magnetyczny. Indukcja elektromagnetyczna. Indukcyjność. Drgania elektromagnetyczne. Zjawisko rezonansu. Fale elektromagnetyczne. Równania Maxwella. Fale poprzeczne i podłużne. Fale dźwiękowe. Pochodna cząstkowa funkcji. Równanie falowe. Prawo odbicia i załamania w optyce. Zwierciadła, soczewki i układy optyczne. Fale de Broglie’a. Zasada nieoznaczoności Heisenberga. Równanie Schrödingera. Energia wewnętrzna. Entropia. Temperatura. Ciśnienie. Wilgotność bezwzględna i względna. Równanie stanu gazu doskonałego. Przemiany gazu doskonałego. Parowanie, topnienie i sublimacja. Bilans cieplny. Diagram fazowy. Zasady termodynamiki. Zasada zachowania energii. Pojęcie entropii. Elementy fizyki atomowej i cząsteczkowej. Prawa elektrolizy Faradaya. Student zdobywa umiejętność posługiwania się podstawowymi metodami matematycznymi w rozwiązywaniu problemów z mechaniki, termodynamiki, elektryczności i magnetyzmu. Na tle ogółu tematów z podstaw fizyki na pierwszy plan w wykładzie wysunięte są te pojęcia fizyczne, które mają szczególne zastosowanie w biologii i biotechnologii. Stosunkowo dużo uwagi poświęca się pojęciom potencjału elektrycznego, entropii i temperatury. Wykład jest ilustrowany licznymi doświadczeniami fizycznymi, także z udziałem studentów. Stosuje się różne techniki multimedialne wizualno-dźwiękowe, w tym animacje służące zrozumieniu podstawowych praw fizyki. Doświadczenia przeprowadzone w pracowni fizycznej (laboratorium) są związane z tematami wykładu. Student zdobywa umiejętność praktycznej realizacji zdobytej wiedzy wykonując w obecności opiekuna ćwiczenia eksperymentalne, analizując i obliczając niepewności pomiarowe, a także redagując sprawozdania.
Prerequisites:
Matematyka w zakresie szkoły średniej.
Key reading:
see Syllabus: compulsory reading
Learning outcome of the module Codes of the learning outcomes of the programme to which the learning outcome of the module is related [level of competence: scale 1-5]
Zna pojęcie wektora, pochodnej i różniczki funkcji w zakresie potrzebnym do zrozumienia podstaw fizyki i analizy wyników doświadczalnych. [1BT_04_1]
 1BT_W01 [3/5]
Zna podstawowe pojęcia i prawa fizyki, w szczególności zasady dynamiki i termodynamiki, prawa elektromagnetyzmu, prawa optyki i akustyki oraz zasady zachowania, a także elementy fizyki kwantowej. [1BT_04_2]
 1BT_W02 [5/5]
Dostrzega znaczenie i zastosowanie fizyki w biotechnologii. [1BT_04_3]
 1BT_W05 [4/5]
Na gruncie poznanych praw fizyki potrafi przewidywać przebieg zjawisk przyrodniczych. [1BT_04_4]
 1BT_U03 [3/5]
Stosuje na poziomie podstawowym metody matematyczne i statystyczne do analizy danych doświadczalnych, w tym rachunek niepewności pomiarowych. [1BT_04_5]
 1BT_U05 [4/5]
Wykonuje w laboratorium proste pomiary fizyczne, analizuje wyniki, przedstawia ich interpretację i redaguje sprawozdanie. [1BT_04_6]
 1BT_U06 [3/5]
Type Description Codes of the learning outcomes of the module to which assessment is related
zaliczenie [1BT_04_w_1]
Indywidualna rozmowa ze studentem. Istotny wpływ na ocenę ma to, czy student rozumie podstawowe pojęcia i prawa fizyki, a także czy potrafi – przytaczając odpowiednie przykłady – wyciągnąć wnioski dotyczące znaczenia i zastosowania fizyki w biotechnologii.
 1BT_04_1 1BT_04_2 1BT_04_3 1BT_04_4
zaliczenie [1BT_04_w_2]
Zaliczenie na podstawie kolokwiów wstępnych do ćwiczeń oraz sprawozdań, zawierających także analizę niepewności pomiarowych z przeprowadzonych doświadczeń.
 1BT_04_5 1BT_04_6
Form of teaching Student's own work Assessment of the learning outcomes
Type Description (including teaching methods) Number of hours Description Number of hours
lecture [1BT_04_fs_1]
Systematyczne przedstawienie wszystkich zagadnień ze szczególnym naciskiem na zrozumienie najważniejszych idei i pojęć przydatnych w biologii i biotechnologii, a także na prezentację przykładów oraz szczegółowa analiza najtrudniejszych elementów wykładu. Wykład ilustrowany jest licznymi doświadczeniami z fizyki oraz różnymi prezentacjami multimedialnymi.
15
Przygotowanie się do rozmowy zaliczeniowej
 5 zaliczenie [1BT_04_w_1]
laboratory classes [1BT_04_fs_2]
Wykonywanie doświadczeń fizycznych pod kierunkiem opiekuna, opracowanie i interpretacja wyników
 30
Opracowanie i interpretacja wyników oraz przygotowanie sprawozdania
 30 zaliczenie [1BT_04_w_2]
Attachments
Module description (PDF)
Information concerning module syllabuses might be changed during studies.
Syllabuses (USOSweb)
Semester Module Language of instruction
(no information given)