Prowadzony w cyklach: 2022/23L, 2023/24L, 2024/25L, 2025/26L

Kod Erasmus: 13.3

Kod ISCED: 0531

Punkty ECTS: brak danych

Język: polski

Organizowany przez: Wydział Chemii

Fizyka 0600-S1-O-FIZ

Wiedza fizyczna ma fundamentalne znaczenie we wszystkich naukach przyrodniczych. Celem zajęć jest usystematyzowanie tej wiedzy, z którą studenci zetknęli się na wcześniejszych etapach kształcenia, a także istotne jej rozszerzenie.
Problemy zaprezentowane na zajęciach pozwolą zapoznać się z podstawowymi oddziaływaniami występującymi w przyrodzie oraz prawami rządzącymi zjawiskami fizycznymi. Pokażemy, że wiele zjawisk, które możemy obserwować wokół nas, ma stosunkowo proste wyjaśnienie fizyczne, a zrozumienie ich istoty może dawać dużą osobistą satysfakcję.
Będziemy zwracać uwagę studentów na to, że wiele technik pomiarowych wykorzystywanych obecnie rutynowo w różnych działach chemii ma swoje źródło w badaniach podstawowych z fizyki.
Omawiając kolejne problemy fizyczne pokażemy znaczenie matematyki w opisie zjawisk fizycznych, w tym narzędzi takich jak rachunek różniczkowy czy całkowy, który studenci poznają na zajęciach z matematyki. Będziemy zwracać uwagę na to, jak abstrakcyjne modele matematyczne można powiązać z rzeczywistymi procesami fizycznymi.

Program wykładu:
1. Elementy rachunku wektorowego, iloczyny skalarny i wektorowy.
2. Układy współrzędnych (kartezjański, cylindryczny, sferyczny), symetria a wybór układu współrzędnych.
3. Jednostki układu SI oraz jednostki tradycyjne (np. używane w spektroskopii czy astronomii), rozpiętość wartości różnych wielkości.
4. Opis ruchu postępowego i obrotowego punktu materialnego.
5. Zasady dynamiki Newtona, pęd, moment pędu, siła harmoniczna, siły tarcia, siła grawitacyjna, zasady zachowania pędu i momentu pędu.
6. Inercjalne i nieinercjalne układy odniesienia, siła Coriolisa.
7. Praca, energia, energia potencjalna (w polu grawitacyjnym, sprężystości), zasada zachowania energii, maszyny proste.
8. Statyka i dynamika płynów.
9. Kinetyczna teoria gazów i elementy termodynamiki.
10. Elektryczność i magnetyzm.
11. Fale: równanie falowe, interferencja fal, efekt Dopplera.
12. Zjawiska i eksperymenty świadczące o dualiźmie korpuskularno-falowym.
13. Fale elektromagnetyczne.
14. Optyka falowa i geometryczna.

Ćwiczenia rachunkowe będą ściśle skorelowane z wykładem. Zadania rozwiązywane na ćwiczeniach będą ilustrowały treści z wykładu, ćwiczone będzie wykorzystanie matematyki do rozwiązywania problemów fizycznych. Jednocześnie będziemy zwracać uwagę na to, że nie każde rozwiązanie pojawiające się w modelu matematycznym ma sens fizyczny i aspekt ten powinien być zawsze rozważany.

Na zajęciach laboratoryjnych przeprowadzane będą eksperymenty fizyczne, które, podobnie jak ćwiczenia, będą ilustrowały zagadnienia dyskutowane na wykładzie. Studenci będą musieli samodzielnie przeprowadzić wszystkie pomiary a ich wyniki opracować i znaleźć interesujące nas wielkości fizyczne. Duży nacisk będzie położony na dochowanie staranności przeprowadzenia eksperymentu, kontrolę i ograniczenie czynników, które mogę zaburzać pomiar, oraz analizę pojawiających się błędów pomiarowych.

Proponowane ćwiczenia laboratoryjne będą obejmowały następujące tematy:
- zajęcia wstępne: sposób przeprowadzania pomiarów i rachunek błędów
- prawo Archimedesa - wyznaczanie gęstości
- wahadło matematyczne i fizyczne - wyznaczanie stałej grawitacji
- równia pochyła: siły tarcia i grawitacja
- prawo Hooka
- przewodnictwo cieplne izolatorów
- elektryczność: prawo Ohma, prawa Kirchhoffa
- optyka: dyfrakcja i interferencja

W cyklu 2022/23L:

Celem zajęć jest przekazanie i przyswojenie przez studentów podstawowej wiedzy z zakresu fizyki. Pokazane zostanie, jak przy prostych założeniach oraz w oparciu o podstawowe oddziaływania i prawa przyrody można dokonać opisu zjawisk fizycznych zachodzących w otaczającym nas świecie. W trakcie wykładu przekazana zostanie podstawowa wiedza z zakresu przedstawionego w programie wykładu ze szczególnym uwzględnieniem zastosowań praktycznych. Dodatkowo celem wykładu jest wykształcenie umiejętności analizy i opisu prostych zjawisk zachodzących w otaczającym nas świecie w oparciu o podstawowe oddziaływania i prawa przyrody. Celem wykładu jest również nabycie umiejętności posługiwania się metodami matematycznymi w naukach o środowisku, opisu matematycznego zjawisk i procesów w przyrodzie oraz abstrakcyjnego rozumienia problemów z zakresu nauk przyrodniczych.

Program wykładu:
1. Podstawy rachunku wektorowego, pojęcie pochodnej i całki,
2. Układ współrzędnych, podstawowe jednostki układu SI, rzędy
wielkości długości, czasu, prędkości i masy występujące we
Wszechświecie.
3. Opis ruchu, ruch postępowy i obrotowy punktu materialnego.
4. Dynamika - zasady dynamiki Newtona, pęd, zasada zachowania
pędu, siły tarcia, siła grawitacyjna, siła Coriolisa.
5. Praca, moc, energia, zasada zachowania energii.
6. Statyka i dynamika płynów.
7. Kinetyczna teoria gazów.
8. Elementy termodynamiki.
9. Elektryczność i magnetyzm.
10. Fale, rodzaje fal, równanie falowe i jego rozwiązanie,
interferencja fal, fale stojące, dudnienie, efekt Dopplera,
elementy fizyki dźwięku.
11. Dualizm korpuskularno-falowy, zjawiska fotoelektryczne i
Comptona.
12. Światło jako promieniowanie elektromagnetyczne.
13. Optyka falowa.
14. Optyka geometryczna.
15. Optyka nieliniowa.

Ćwiczenia rachunkowe poświęcone są rozwiązywaniu prostych zadań i problemów fizycznych przy wykorzystaniu wiadomości wyniesionych z wykładu jak również wyrobienie umiejętności posługiwania się prostym aparatem matematycznym w rozwiązywaniu problemów fizycznych oraz zadań rachunkowych.

Zakres materiału na ćwiczeniach:
1. Wyznaczanie objętości prostopadłościanu - pomiary bezpośrednie i pośrednie, analiza błędu pomiarowego, sporządzanie raportu.
2. Ruch harmoniczny.
3. Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego - histogram, dopasowanie funkcji metodą najmniejszych kwadratów.
4. Ciecze.
5. Termodynamika.
6. Fale akustyczne.
7. Elementy optyki.

Zajęcia laboratoryjne ukażą złożoność nawet prostych ilościowych pomiarów fizycznych, wyrobią podstawowe nawyki i umiejętności planowania i wykonania doświadczenia fizycznego oraz wprowadzą do zagadnień analizy błędów pomiarowych.

W cyklu 2023/24L:

W cyklu 2024/25L:

W cyklu 2025/26L:

Całkowity nakład pracy studenta

Godziny realizowane z udziałem nauczycieli: 75 godz. - udział w wykładach: 30 godz. - udział w ćwiczeniach: 15 godz. - udział w laboratorium: 30 godz. Czas poświęcony na indywidualną pracę studenta: 50 godz. - przygotowanie do zajęć, studiowanie literatury, sporządzanie raportów: 25 h - przygotowanie do kolokwiów i egzaminu: 25 h Łącznie 125 godzin/25h = 5 pkt ECTS

Efekty uczenia się - wiedza

Student W1: posiada znajomość podstawowych terminów, pojęć, zasad i praw fizyki i ich uniwersalnego charakteru w stopniu wystarczającym do dalszej edukacji - K_W09; W2: zna stany skupienia materii, zasady termodynamiki - K_W08; W3: zna rolę eksperymentu w fizyce i metody szacowania błędów eksperymentalnych - K_W04; W4: zna zasady algebry liniowej, analizy matematycznej i statystyki niezbędne do opisu zjawisk fizycznych - K_W03;

Efekty uczenia się - umiejętności

Efekty uczenia się - kompetencje społeczne

K1: Analityczne myślenie: Samodzielnie i efektywnie pracuje z dużą ilością informacji, dostrzega zależności pomiędzy zjawiskami i poprawnie wyciąga wnioski posługując się zasadami logiki - K_K01; K2: Sumienność i dokładność: Jest nastawiony na jak najlepsze wykonanie zadania, dba o szczegół, jest systematyczny - K_K03; K3: Dążenie do rozwoju: Jest nastawiony na nieustanne zdobywanie nowej wiedzy, umiejętności i doświadczeń; widzi potrzebę ciągłego doskonalenie się i podnoszenia kompetencji zawodowych; zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego kształcenia - K_K05; K4: Praca zespołowa: Nawiązuje i utrzymuje długotrwałą i efektywną współpracę z innymi; dąży do realizacji celów zespołu poprzez odpowiednie zaplanowanie i organizację pracy swojej i innych; motywuje współpracowników do zwiększenia wysiłku w celu osiągnięcia założonych celów - K_K09;

Metody dydaktyczne

Wykład: wykład informacyjny z wykorzystaniem prezentacji multimedialnych. Ćwiczenia: metoda ćwiczeniowa; ćwiczenie treści omawianych na wykładzie. Laboratorium: klasyczna metoda problemowa, metoda laboratoryjna i metoda obserwacji; eksperymenty wykonywane w dwuosobowych zespołach; student przygotowuje się do danego ćwiczenia samodzielnie w oparciu o dostępną instrukcję oraz zalecaną literaturę, a następnie przygotowuje sprawozdanie zawierające wyniki, obliczenia, dyskusję błędów i wnioski.

Metody dydaktyczne podające

- wykład informacyjny (konwencjonalny)

Metody dydaktyczne poszukujące

- laboratoryjna
- doświadczeń
- klasyczna metoda problemowa
- ćwiczeniowa
- obserwacji

Rodzaj przedmiotu

przedmiot obligatoryjny

Wymagania wstępne

Podstawowa wiedza z zakresu fizyki na poziomie szkoły średniej.

Koordynatorzy przedmiotu

Piotr Jankowski
Mariusz Pawlak

Kryteria oceniania

Wykład: pozytywna ocena z egzaminu pisemnego - W1, W2, W3, W4, K3
Ćwiczenia: pozytywne oceny z kolokwiów pisemnych - U1, U2, K1, K3
Laboratorium: zaliczenie na podstawie poprawnie przygotowanych raportów zawierających opis przeprowadzonego zadania i opracowanie wyników pomiarów - U3, K1, K2, K3, K4

Kryteria oceniania:
0-50% - ndst (2)
50-60% - dst (3)
61-65% - dst plus (3+)
66-75% - db (4)
76-80% - db plus (4+)
81-100% - bdb (5)

Praktyki zawodowe

nie dotyczy

Literatura

1. S. J. Ling, J. Sanny, W. Moebs i inni, Fizyka dla szkół wyższych tom I-III, Katalyst Education, OpenStax Polska
(https://openstax.org/details/books/fizyka-dla-szkół-wyższych-polska);
2. D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Podstawy Fizyki tom I-V, PWN;
3. A. K. Wróblewski, J. A. Zakrzewski, Wstęp do fizyki, tom I-II, PWN;
4. H. Szydłowski, Pracownia fizyczna, PWN;
5. T. Dryński, Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki, PWN;
6. M. S. Cedrik i inni, Zbiór zadań z fizyki, PWN;
7. J. Jędrzejewski, W. Kruczek, A. Kujawski, Zbiór zadań z fizyki dla kandydatów na wyższe uczelnie, WNT;
8. J. Kalisz, M. Massalska, J. Massalski, Zbiór zadań z fizyki z rozwiązaniami, PWN;

W cyklu 2022/23L:

Literatura:
1. D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Podstawy Fizyki tom I-V, PWN
2. Sz. Szczeniowski, Fizyka Doświadczalna cz. I-V, PWN
3. I. W. Sawieliew, Kurs Fizyki, tom I i II, PWN,
4. R. Resnick, D. Halliday, Fizyka dla studentów nauk przyrodniczych
i technicznych, tom I i II, PWN.
5. R. P. Feynman, R. B. Leighton, M. Sands, Feynmana wykłady z
fizyki, PWN
6. A. K. Wróblewski, J. A. Zakrzewski, Wstep do fizyki, PWN,
7. A. Piekara, Mechanika Ogólna, PWN
8. J. Jędrzejewski, W. Kruczek, A. Kujawski, Zbiór zadań z fizyki dla
kandydatów na wyższe uczelnie, WNT
9. J. Kalisz, M. Massalska, J. Massalski, Zbiór zadań z fizyki z
rozwiązaniami, PWN,
10. P.G. Hewitt: Fizyka wokół nas, PWN, Warszawa, 2000

W cyklu 2023/24L:

W cyklu 2024/25L:

W cyklu 2025/26L:

Uwagi

W cyklu 2022/23L:

Kryteria oceniania:
Wykład: egzamin pisemny – W01, W03, W05, U01.
Ćwiczenia: zaliczenie na ocenę, ocena ciągła studenta w czasie zajęć – W01, W03, W05, U01.
Laboratorium: Warunkiem zaliczenia zajęć jest wykonanie przewidzianej liczby ćwiczeń wraz z uzyskaniem pozytywnych ocen z odpowiedzi oraz uzyskanie pozytywnych ocen wszystkich sprawozdań, ocena ciągła studenta w czasie zajęć – W01, W02, W03, W05, U01.

Warunkiem przystąpienia do egzaminu pisemnego z wykładu jest zaliczenie ćwiczeń oraz pracowni fizycznej na ocenę pozytywną.

Oceny końcowe z egzaminu z wykładu ustala się w następujący sposób:
[91%-100%] – bardzo dobra
[81%, 90%] – dobra plus
[71%, 80%] – dobra
[61%, 70%] – dostateczna plus
[51%, 60%] – dostateczna
[0, 50%] – niedostateczna

Ćwiczenia:
Kryteria oceniania:
1. Raporty: 4 x 5 pkt = 20 pkt
2. Kartkówki: 5 x 1 pkt = 5 pkt
3. Sprawdzian końcowy 25 pkt

>40 pkt bdb (5.0)
od 36 pkt db + (4.5)
od 31 pkt db (4.0)
od 26 pkt dst + (3.5)
od 20 pkt dst (3.0)
< 20 pkt ndst (2.0)

W cyklu 2023/24L:

Warunkiem przystąpienia do egzaminu pisemnego z wykładu jest zaliczenie ćwiczeń oraz pracowni fizycznej na ocenę pozytywną.

Ćwiczenia:
Kryteria oceniania:
1. Raporty: 4 x 5 pkt = 20 pkt
2. Kartkówki: 5 x 1 pkt = 5 pkt
3. Sprawdzian końcowy 25 pkt

>40 pkt bdb (5.0)
od 36 pkt db + (4.5)
od 31 pkt db (4.0)
od 26 pkt dst + (3.5)
od 20 pkt dst (3.0)
< 20 pkt ndst (2.0)

W cyklu 2024/25L:

Warunkiem przystąpienia do egzaminu pisemnego z wykładu jest zaliczenie ćwiczeń oraz pracowni fizycznej na ocenę pozytywną.

Ćwiczenia:
Kryteria oceniania:
1. Raporty: 4 x 5 pkt = 20 pkt
2. Kartkówki: 5 x 1 pkt = 5 pkt
3. Sprawdzian końcowy 25 pkt

>40 pkt bdb (5.0)
od 36 pkt db + (4.5)
od 31 pkt db (4.0)
od 26 pkt dst + (3.5)
od 20 pkt dst (3.0)
< 20 pkt ndst (2.0)

W cyklu 2025/26L:

Warunkiem przystąpienia do egzaminu pisemnego z wykładu jest zaliczenie ćwiczeń oraz pracowni fizycznej na ocenę pozytywną.

Ćwiczenia:
Kryteria oceniania:
1. Raporty: 4 x 5 pkt = 20 pkt
2. Kartkówki: 5 x 1 pkt = 5 pkt
3. Sprawdzian końcowy 25 pkt

>40 pkt bdb (5.0)
od 36 pkt db + (4.5)
od 31 pkt db (4.0)
od 26 pkt dst + (3.5)
od 20 pkt dst (3.0)
< 20 pkt ndst (2.0)

Więcej informacji

Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb:

Strona przedmiotu 0600-S1-O-FIZ w USOSweb