Plik 0

http://www.if.pwr.wroc.pl/~wozniak/

Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Instytut Fizyki Politechniki Wrocławskiej


Wykład FIZYKA II

Wprowadzenie

http://www.if.pwr.wroc.pl/~wozniak/

LITERATURA

Literatura podstawowa: (Jednolity Kurs Fizyki)

1) Dawid HALLIDAY, Robert RESNICK, Jearl WALKER

Podstawy fizyki T. 1-5, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa

2003

Literatura pomocnicza:

2. J. Walker, Podstawy fizyki. Zbiór zadań, PWN, Warszawa 2005.

3. J. Massalski, M. Massalska, Fizyka dla inżynierów, cz. I i cz. II, WNT,

Warszawa 2008.

4. J. Orear, Fizyka, t. I i II, WNT, Warszawa 2008.

5. R. P. Feynman, R. B. Leighton, M. Sands, Feynmana wykłady z fizyki, T. 1,

cz.1; T.1. cz.2; T. 2, cz. 1; T. 2, cz. 2, T. 3 — dotyczy mechaniki kwantowej;

PWN, Warszawa 2005-7.

6. R. Eisberg, R. Resnick, Fizyka kwantowa atomów, cząsteczek, ciał stałych,

jader i cząstek elementarnych, Wyd. PWN, Warszawa 1983.


PROGRAM WYKŁADU

1. Sprawy organizacyjne. Elektrostatyka ‒ kwantyzacja ład.

elektrycznego, zasada zachowania ład. elektrycznego, pojęcie pola

elektrostatycznego, linie pola, prawa: Gaussa (postać całkowa) i

Coulomba, natężenie i potencjał pola elektrostatycznego ładunku

punktowego, zasada superpozycji, zachowawczy charakter pola,

potencjalna energia elektrostatyczna, potencjał elektrostatyczny,

wyznaczanie natężenia pola wybranych rozkładów ciągłych wysoce

symetrycznych z wykorzystaniem całkowego prawa Gaussa: pole

jednorodnie naładowanej sfery/kuli i nieskończonej płaszczyzny; dipol

elektryczny, dipol w polu elektrostatycznym (energia potencjalna,

moment siły), przewodnik w zewnętrznym polu elektrycznym

(ekranowanie); wybrane zastosowania elektrostatyki: zasada działania

kserokopiarki, filtru elektro-statycznego); pojemność elektryczna:

kondensator płaski, łączenie kondensatorów, energia i gęstość energii

pola elektrostatycznego na przykładzie kondensatora płaskiego,

dielektryk w polu elektrycznym, kondensator z dielektrykiem – 4h.


PROGRAM WYKŁADU

2. Prąd stały ‒ natężenie i wektor gęstość prądu elektrycznego, opór

elektryczny i opór właściwy, przewodnictwo elektryczne metali, prawa

Ohma i Kirchhoffa, praca i moc, obwody elektryczne – 2h.

3. Magnetostatyka ‒ pojęcie pola magnetostatycznego, pole

magnetyczne: Ziemi, magnesów sztabkowych, elektromagnesów;

wektory natężenie i indukcji, siła Lorentza, ruch ładunków

elektrycznych w polu elektromagnetycznym (cyklotron, spektrometr

mas, wyznaczanie e/m, selektory prędkości), klasyczny efekt Halla,

przewodnik i ramka z prądem w polu magnetycznym, dipolowy moment

magnetyczny, dipol magnetyczny w zewnętrznym polu magnetycznym

(energia potencjalna, moment siły), źródła pola, prawa Biota-Savarta i

Ampere’a, wyznaczanie pól magnetostatycznych wybranych źródeł

(prostoliniowy i kołowy przewodnik z prądem, cewka), oddziaływanie

dwóch równoległych przewodników z prądem, definicja jednostki

natężenia prądu elektrycznego – 4h.


PROGRAM WYKŁADU

4. Indukcja elektromagnetyczna ‒ pojęcie strumienia pola

magnetycznego, prawo Faradaya, reguła Lenza, prądy wirowe,

indukcyjność cewki, samoindukcja, energia i gęstość energii pola

magnetycznego, obwód RLC – 2h.

5. Równania Maxwella ‒ prąd przesunięcia, układ równań Maxwella

(postać całkowa i różniczkowa) i równania materiałowe, materiały

magnetyczne (paramagnetyki, diamagnetyki, ferromagnetyki) – 2h.

6. Fale elektromagnetyczne ‒ widmo i prędkość fal

elektromagnetyczne, fale płaskie sinusoidalne, równanie fali, energia,

pęd i ciśnienie fali elektromagnetycznej, wektor Poyntinga, polaryzacja

światła, prawo Malusa, współczynnik załamania (związek z względnymi

przenikalnościami ośrodków); prawa optyki geometrycznej (prawo

załamania, odbicia, całkowite wewnętrzne odbicie, polaryzacja przy

odbiciu, kąt Brewstera), dyspersja, metamateriały elektromagnetyczne

(osłony niewidki), obrazowanie za pomocą zwierciadeł i cienkich

soczewek – 2h.


PROGRAM WYKŁADU

7. Elementy optyki falowej ‒ interferencja i dyfrakcja światła,

doświadczenie Younga, interferencja w cienkich warstwach, pierścienie

Newtona, dyfrakcja na otworach kołowych, zdolność rozdzielcza

układów optycznych, kryterium Rayleigha, aberracje, dyfrakcja

promieni X na kryształach (tomografia komputerowa, fizjologiczne

efekty działania promieniowania elektromagnetycznego) – 2h.

8. Szczególna teoria względności ‒ postulaty Einsteina,

transformacje Lorentza; skrócenie długości, dylatacja czasu, paradoks

bliźniąt, transformacja prędkości, elementy dynamiki relatywistycznej,

równoważność masy i energii – 2h.


PROGRAM WYKŁADU


9. Elementy mechaniki kwantowej - prawa promieniowania

ciała doskonale czarnego, foton - kwant światła i zjawisko

fotoelektryczne, pęd fotonu i zjawisko Comptona, fale materii i

dualizm korpuskularno-falowy, zasada nieoznaczoności

Heisenberga, trój- i jednowymiarowe równania Schrödingera

(czasowe i bezczasowe), funkcja falowa i jej interpretacja,

tunelowanie kwantowe (skaningowy mikroskop tunelowy),

elektron w nieskończenie głębokiej studni potencjalnej,

kwantowanie energii, model Bohra atomu wodoru, doświadczenie

Francka–Hertza, spin i spinowy moment magnetyczny

elektronów, doświadczenie Sterna-Gerlacha, zakaz Pauliego,

liczby kwantowe i budowa układ okresowego pierwiastków,

oddziaływania światła z materią: emisja i absorpcja światła, fizyka

działania lasera – 4h.

10. Elementy fizyki ciała stałego ‒ budowa i model pasmowy

ciał stałych, półprzewodniki samoistne i domieszkowane, fizyka

wybranych urządzeń półprzewodnikowych (złącze p-n, dioda,

LED, MOSFET) – 2h.

PROGRAM WYKŁADU

11. Podstawy fizyki jądra atomowego ‒ wielkości charakteryzujące

jądro, spin jądra, siły jądrowe, energia wiązania i stabilność jądra,

promieniotwórczość naturalna i sztuczna, prawo i rozpady

promieniotwórcze, datowanie radioizotopowe, reakcje jądrowe,

rozszczepianie i synteza jąder, reaktory i elektrownie jądrowe (projekt

ITER), biologiczne efekty napromieniowania, obrazowanie za pomocą

rezonansu magnetycznego – 2h.

12. Elementy fizyki cząstek elementarnych i astrofizyki ‒

oddziaływania fundamentalne; fermiony i bozony, standardowy model

cząstek elementarnych (leptony, kwarki, cząstki pośredniczące), LHC i

bozon Higgsa, unifikacja oddziaływań, budowa Wszechświata

(promieniowanie reliktowe, skład), standardowy model rozszerzającego

się Wszechświat (Wielki Wybuch, prawo Hubble’a), jednostki Plancka,

przyszłość Wszechświata – 2h.


Plik 0

Documents

Transcript of Plik 0