Podstawy fizyki: Optyka i budowa materii Kierunek studiów: Fizyka medyczna
Kod programu: 03-S1FM12.2018

Nazwa modułu: Podstawy fizyki: Optyka i budowa materii
Kod modułu: 0305-1FM-12-04
Kod programu: 03-S1FM12.2018
Semestr: semestr zimowy 2019/2020
Język wykładowy: polski
Forma zaliczenia: egzamin
Punkty ECTS: 5
Opis:
Podczas wykładu student zapoznaje się z następującymi zagadnieniami: • Fale w ośrodkach sprężystych; funkcja falowa i klasyczne równanie fali. • Interferencja fal i fale stojące. • Dudnienia; paczki fal; prędkość fazowa i prędkość grupowa; równanie dyspersyjne • Fale elektromagnetyczne i ich właściwości; równania fali elektromagnetycznej; prędkość światła • Widmo fal elektromagnetycznych; fale świetlne; światło widzialne, podczerwień (IR) i nadfiolet (UV) • Energia fali elektromagnetycznej i ciśnienie światła • Zasada Huygensa – Fresnela • Odbicie i załamanie światła; całkowite wewnętrzne odbicie • Interferencja i dyfrakcja światła; spójne i niespójne wiązki światła • Doświadczenie Younga i podobne doświadczenia interferencyjne (podział powierzchni falowej) • Interferencja w cienkich płytkach; interferometr Michelsona (podział natężeniowy) • Dyfrakcja światła na pojedynczej szczelinie i na okrągłym otworze • Siatka dyfrakcyjna • Dyspersja światła; skończone ciągi (paczki) falowe; prędkość fazowa i grupowa światła • Kołowa, eliptyczna i liniowa polaryzacja światła; anizotropia optyczna kryształów, dwójłomność; aktywność optyczna materii • Założenia optyki geometrycznej, promień świetlny; zwierciadła, pryzmaty i soczewki cienkie; przyrządy optyczne • Spójność (koherencja) światła; spójność przestrzenna i czasowa; ilościowa miara spójności; zasada nieoznaczoności • Zdolność rozdzielcza przyrządów optycznych; falowy obraz odwzorowania optycznego; holografia • Emisyjne i absorpcyjne widma optyczne; analiza widmowa; przyrządy spektralne • Prawa promieniowania ciała doskonale czarnego; rozkład energii w widmie normalnym; prawo Plancka • Zjawisko fotoelektryczne; doświadczenie Millikana; wzór Einsteina; dualizm falowo – korpuskularny światła • Promieniowanie rentgenowskie; widmo ciągłe promieniowania hamowania i widmo charakterystyczne • Dyfrakcja i interferencja promieniowania X; prawo Bragga • Dualizm falowo – korpuskularny materii; hipoteza L. De Broglie’a; fale materii (fale de Broglie’a) • Równanie falowe Schrödingera; wartości własne i funkcje własne energii; sens fizyczny funkcji falowej • Zasada nieoznaczoności Heisenberga; elektron w potencjalnym polu elektrycznym jądra atomu • Model Bohra atomu wodoru; budowa atomu z punktu widzenia mechaniki kwantowej • Poziomy i pasma energetyczne; absorpcja światła; spontaniczna i wymuszona emisja światła, laser • Zasada odpowiedniości Na zajęciach konwersatoryjnych student: • Do rozwiązania zadań i zagadnień fizycznych wykorzystuje rachunek wektorowy, różniczkowy i całkowy. • Utrwala wyprowadzone podczas wykładu równania i zapamiętuje przykłady. • Uczy sie fizycznej interpretacji rozwiązywanych zadań. • Poznaje stronę praktyczną zjawisk i rachunków omawianych na wykładzie. W ramach pracy własnej student: • W oparciu o notatki z wykładów, literaturę uzupełniającą i wiadomości z internetu, dąży do utrwalenia uzyskanej wiedzy. • Doskonali swoje umiejętności matematyczne. • Rozwiązuje zadania zaproponowane przez prowadzącego konwersatorium.
Wymagania wstępne:
Wiedza z podstaw fizyki i matematyki w zakresie szkoły średniej i I roku studiów podstaw fizyki Zaliczenie wykładów i ćwiczeń z podstaw fizyki, Mechanika oraz Elektryczność i magnetyzm.
Literatura podstawowa:
(brak informacji)
Efekt modułowy Kody efektów kierunkowych do których odnosi się efekt modułowy [stopień realizacji: skala 1-5]
Rozumie cywilizacyjne znaczenie optyki i fizyki atomu w rozwoju fizyki i zastosowaniach w biologii i medycynie [1FM_04_1]
KFM_W01 [4/5]
Zna podstawowe zagadnienia z dziedziny optyki geometrycznej i falowej oraz fizyki atomu [1FM_04_2]
KFM_W03 [4/5]
Zna opis matematyczny i rozumie podstawowe prawa rządzące zjawiskami falowymi [1FM_04_3]
KFM_W05 [5/5]
Potrafi opisać oddziaływanie promieniowania elektromagnetycznego z materią, w tym, z materiałem biologicznym [1FM_04_4]
KFM_W19 [5/5]
Rozumie sens fizyczny dualizmu falowo – korpuskularnego materii [1FM_04_5]
KFM_U01 [4/5]
Zna zasady działania podstawowych przyrządów optycznych i potrafi je wykorzystać w praktyce [1FM_04_6]
KFM_U05 [4/5]
Typ Opis Kody efektów modułowych do których odnosi się sposób weryfikacji
kolokwium [1FM_04_w_1]
Dwa razy w semestrze; terminy kolokwium podane do wiadomości studentów przed rozpoczęciem zajęć w semestrze. Zadania podobne do zadań rozwiązywanych na zajęciach konwersatorium. Skala ocen 2 – 5 .
1FM_04_1 1FM_04_2 1FM_04_3 1FM_04_4 1FM_04_5 1FM_04_6
aktywność na zajęciach [1FM_04_w_2]
Rozwiązywanie zadań, interpretacja fizyczna wyników, odpowiedzi ustne, udział w dyskusji. Skala ocen 2 – 5. Ocena końcowa jest średnia arytmetyczną ocen cząstkowych.
1FM_04_1 1FM_04_2 1FM_04_3 1FM_04_4 1FM_04_5 1FM_04_6
egzamin pisemny/ustny/testowy [1FM_04_w_3]
1FM_04_fs_1Warunkiem przystąpienia do egzaminu jest zaliczenie konwersatorium. Zakres materiału – wszystkie zagadnienia omawiane na wykładach; skala ocen 2 – 5 .
1FM_04_1 1FM_04_2 1FM_04_3 1FM_04_4 1FM_04_5 1FM_04_6
Rodzaj prowadzonych zajęć Praca własna studenta Sposoby weryfikacji
Typ Opis (z uwzględnieniem metod dydaktycznych) Liczba godzin Opis Liczba godzin
wykład [1FM_04_fs_1]
Wykład jest prowadzony z użyciem tablicy i wykorzystaniem prezentacji multimedialnych. Uzupełnieniem wykładu są doświadczenia i pokazy ilustrujące omawiane zjawiska fizyczne
30
praca z podręcznikiem i notatkami z wykładu
50 egzamin pisemny/ustny/testowy [1FM_04_w_3]
konwersatorium [1FM_04_fs_2]
Rozwiązywanie zadań rachunkowych na tablicy. Omawianie problemów zasugerowanych zarówno przez prowadzącego konwersatorium, jak i przez studentów. Omawianie przykładów zasugerowanych przez wykładowcę.
30
Praca z podręcznikiem i zbiorami zadań. Przyswajanie wiadomości z pomocą np. internetu.
70 kolokwium [1FM_04_w_1]
Załączniki
Opis modułu (PDF)
Informacje o sylabusach mogą ulec zmianie w trakcie trwania studiów.
Sylabusy (USOSweb)
Semestr Moduł Język wykładowy
(brak danych)