Fizyka ogólna 3 - fizyka falowa i optyka 0800-FOG3

W trakcie zajęć zostaną zaprezentowane następujące zagadnienia:
1) Ruch harmoniczny (drgania mechaniczne; siła harmoniczna; równanie jednowymiarowego oscylatora harmonicznego i jego rozwiązanie; energia w ruchu harmonicznym; wahadło matematyczne, fizyczne i torsyjne; składanie drgań, figury Lissajous);
2) Drgania mechaniczne tłumione i wymuszone (równania ruchu w obecności tłumienia i wymuszenia oraz ich rozwiązania; logarytmiczny dekrement tłumienia; rezonans mechaniczny i jego przykłady: wzrost amplitudy drgań wymuszonych, wahadła sprzężone, katastrofy);
3) Drgania elektromagnetyczne (obwody RL, RC, LC i RLC; wzór Thomsona; rezonans w obwodzie szeregowym RLC; cyklotron);
4) Fale mechaniczne I (powstawanie i rozchodzenie się fal; podział fal mechanicznych; podstawowe wielkości: amplituda i faza, długość i liczba falowa, okres i częstotliwość, prędkość; propagacja energii; równanie falowe);
5) Fale mechaniczne II (dyfrakcja fal; zasada Huygensa-Fresnela; prawo odbicia; zmiana fazy przy odbiciu; prawo załamania; zasada superpozycji; interferencja fal: fala stojąca, węzły i strzałki, dudnienia);
6) Fale akustyczne (propagacja fal dźwiękowych; dźwięk w muzyce europejskiej; cechy dźwięku: natężenie, głośność, barwa; prędkość dźwięku; rezonans akustyczny; zjawisko Dopplera; ultradźwięki i infradźwięki);
7) Fale elektromagnetyczne (właściwości i źródła; równania i prawa Maxwella; równanie falowe: wyprowadzenie, rozwiązanie; elektromagnetyczna fala płaska; wektor falowy a wektor Poyntinga; widmo fal elektromagnetycznych);
8) Elementy fizyki relatywistycznej (transformacje Galileusza; osobliwa cecha prędkości światła i historyczne próby wyznaczenia jej wartości; względność jednoczesności; transformacje Lorentza; kontrakcja długości; dylatacja czasu; pęd i energia w fizyce relatywistycznej);
9) Podstawowe prawa optyki geometrycznej (promień świetlny; zasada Fermata; prawo odbicia i załamania światła; współczynnik załamania; całkowite odbicie wewnętrzne; miraże; złudzenia optyczne);
10) Elementy optyczne I (rodzaje obrazów; zwierciadło płaskie, wklęsłe i wypukłe; równanie zwierciadła; konstrukcja obrazów; powiększenie; aberracje);
11) Elementy optyczne II (pryzmat, kąt najmniejszego odchylenia; powierzchnia sferyczna: tworzenie obrazów, równanie; soczewka: rodzaje, równanie szlifierzy soczewek, równanie Gaussa, konstrukcja obrazów, moc optyczna, korekcja wad wzroku, soczewka cienka a gruba);
12) Przyrządy optyczne (odległość dobrego widzenia; przyrządy: lupa, lornetka, mikroskop optyczny, teleskop soczewkowy i zwierciadłowy);
13) Fotometria energetyczna i dyspersja chromatyczna (światłość i strumień świetlny; natężenie oświetlenia; fotometr Bunsena; rozszczepienie światła białego; opis ilościowy dyspersji; spektrometr pryzmatyczny; zjawiska meteorologiczne);
14) Dyfrakcja i interferencja światła (rozwój poglądów na naturę światła; doświadczenie Younga; spójność światła; interferencja w cienkich warstwach; interferometr Michelsona; dyfrakcja światła na jednej i dwóch szczelinach oraz na otworze kołowym; siatka dyfrakcyjna);
15) Polaryzacja światła (światło niespolaryzowane a spolaryzowane; prawo Malusa; polaryzacja przy odbiciu, kąt Brewstera; polaryzacja przy załamaniu, dwójłomność; skręcenie płaszczyzny polaryzacji).