Pracownia fizyczna dla NANO 0800-NPRFIZ

Pierwsza części zajęć (16 h wykładu i 16 h ćwiczeń) odbywa się w ciągu 15 spotkań, trwających 96 min każde. Z uwagi na fakt, że niektóre zagadnienia wymagają dłuższego wprowadzenie teoretycznego, a niektóre więcej czasu na ćwiczenia praktyczne, zajęcia te nie mają ścisłego podziału organizacyjnego na część wykładową i ćwiczeniową, a student zobowiązany jest do uczestnictwa w każdych zajęciach jako całości. Dopuszczalna jest jedna nieobecność nieusprawiedliwiona z powodów losowych.

Część druga (łącznie 30 h) to zajęcia laboratoryjne odbywane w I Pracowni Fizycznej IF UMK. Rozpoczynają się spotkaniem organizacyjnym, po którym ustalony zostaje harmonogram zajęć i przydział ćwiczeń.
Kolejne spotkania odbywają się co dwa tygodnie w 4-godzinnych blokach. Zadaniem uczestników jest wykonanie 6 ćwiczeń (2 wstępnych, a następnie 4 doświadczeń z zestawu głównego, obejmujących tematyką mechanikę, ciepło i fizykę cząsteczkową, elektryczność i magnetyzm oraz optykę. Szczegółowy wykaz wraz z opisami układów doświadczalnych i innymi materiałami pomocnymi w pracy jest udostępniany w kursie Moodle przedmiotu.
Do przydzielonego na dane spotkanie ćwiczenia studenci przygotowują się samodzielnie w oparciu o opis, zalecaną literaturę i inne wybrane przez siebie źródła. Przed przystąpieniem do każdego ćwiczenia student musi zdać krótkie pisemne lub ustne kolokwium. Po przeprowadzeniu pomiarów student przygotowuje indywidualnie sprawozdanie. Prawidłowo przygotowane opracowanie powinno zawierać następujące elementy:
- streszczenie
- wprowadzenie
- prezentację rezultatów pomiarów i niezbędnych obliczeń z uwzględnieniem niepewności pomiarowych oraz wnioskowania statystycznego;
- wnioski;
- suplement przedstawiający szczegóły analizy niepewności pomiarowych (t.j. węzłowe etapy zastosowanych procedur obliczeniowych).

Sprawozdania składane są na platformie Moodle w terminie 5 dni roboczych w postaci elektronicznej (plik PDF). Niedostarczenie sprawozdania w terminie traktowane jest tak samo jak nieprzygotowanie do zajęć - uniemożliwia przystąpienie do wykonywania ćwiczenia przydzielonego w danym dniu i oznacza konieczność odrobienia go w terminie dodatkowym. Opiekunowie dokonują przeglądu i oceny sprawozdań w terminie 1 tygodnia. W przypadkach poważnych braków lub błędów opracowania są zwracane Uczestnikom do poprawy ze wskazaniem elementów które wymagają uzupełnienia lub korekty. Termin na przygotowanie poprawy jest ustalany z opiekunem (nie powinien on jednak przekraczać 2 tygodni).

W przypadku naruszenia wymagań etyczno-moralnych stawianych studentom UMK w Toruniu, jak również oddania raportu rażąco niezgodnego z wymaganiami umieszczonymi w instrukcji lub wytycznymi prowadzącego (np. nie zawierającego większej części wymaganej analizy danych) ćwiczenie uznaje się za niewykonane (bez możliwości poprawy raportu).

Ostatnie zajęcia przeznaczone są na odrabianie ćwiczeń których nie wykonano według harmonogramu z powodu nieobecności lub nieprzygotowania do zajęć.

Całkowity nakład pracy studenta

Godziny realizowane z udziałem nauczycieli (godziny kontaktowe): - udział w wykładach 16 godz., - udział w ćwiczeniach: 16 godz., - udział w laboratorium: 30 godz., Czas poświęcony na pracę indywidualną studenta ( 88 godz.): - przygotowywanie sprawozdań– 64 h - czytanie literatury– 12 h - przygotowanie do sprawdzianów– 12 h Łącznie: 150 godz. (5 ECTS)

Efekty uczenia się - wiedza

W01 - posiada wiedzę o podstawowych pojęciach i prawach w zakresie mechaniki punktu materialnego i bryły sztywnej, termodynamiki, optyki geometrycznej, elektryczności i magnetyzmu; potrafi opisać zjawiska i procesy fizyczne. W02 - rozumie rolę eksperymentu fizycznego w metodologii badań naukowych; posiada świadomość ograniczeń technicznych i technologicznych aparatury w modelowaniu zjawisk fizycznych, obiektów technicznych i biologicznych. W03 - zna podstawowe pakiety oprogramowania użytkowego do analizy i opracowania danych. W04 - zna podstawowe zasady ergonomii oraz bezpieczeństwa i higieny pracy. Efekty przedmiotowe W01-W04 realizują efekty kierunkowe: K_W02, K_W04, K_W06 i K_W11

Efekty uczenia się - umiejętności

U1 - posiada umiejętność wykonywania pomiarów podstawowych wielkości fizycznych i opracowywania wyników; ma świadomość stosowanych przybliżeń. U2 - umie samodzielnie zorganizować i przeprowadzić eksperymenty fizyczne oraz zreferować ich wyniki. U3 - posiada umiejętność analizy, opisu i przystępnego przedstawiania zjawisk fizycznych z zakresu mechaniki, ciepła, elektryczności, magnetyzmu i optyki. U4 - potrafi samodzielnie wyszukiwać informacje w polskiej i anglojęzycznej literaturze fachowej i popularno-naukowej, a także w Internecie. U5 - potrafi użytkować podstawowe pakiety oprogramowania umożliwiające analizę danych i prezentacji wyników. Umiejętności U1-U5 realizują efekty kierunkowe K_U02, K_U05 i K_U08.

Efekty uczenia się - kompetencje społeczne

Zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego kształcenia w zakresie podstawowych eksperymentów fizycznych. Potrafi współpracować w grupie – realizuje efekt kierunkowy K_K01

Metody dydaktyczne

Wykład informacyjny i ćwiczenia rachunkowe z wykorzystaniem laboratorium komputerowego. Ćwiczenia laboratoryjne: metoda dydaktyczna poszukująca: ćwiczeniowa, obserwacji, doświadczeń, klasyczna metoda problemowa, laboratoryjna.

Metody dydaktyczne eksponujące

- symulacyjna (gier symulacyjnych)
- pokaz

Metody dydaktyczne podające

- wykład problemowy
- wykład konwersatoryjny
- opis
- pogadanka

Metody dydaktyczne poszukujące

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

Rodzaj przedmiotu

przedmiot obligatoryjny

Wymagania wstępne

Znajomość wybranych działów fizyki (mechanika, ciepło i fizyka cząsteczkowa, elektryczność i magnetyzm, optyka oraz elementy fizyki współczesnej) na poziomie szkoły średniej. Wiedza i praktyczne umiejętności z zakresu matematyki niezbędne do zrozumienia ilościowych modeli zjawisk fizycznych a także opracowywania danych pomiarowych (metody algebry, analizy matematycznej i statystyki na poziomie obejmowanym przeprowadzonymi zajęciami na danym kierunku studiów.

Koordynatorzy przedmiotu

Dorota Kowalska

Kryteria oceniania

Zaliczenie zajęć wykład+ćwiczenia odbywa się na podstawie zaangażowania studentów w zajęcia czyli obecności, przygotowania do zajęć i aktywnego wykonywania ćwiczeń na zajęciach oraz w ramach pracy własnej, jak również uzyskania pozytywnej oceny z raportu wstępnego do zajęć laboratoryjnych na PF1, co jest warunkiem koniecznym. Raport jest opracowywany przez studenta w ramach pracy własnej i wysyłany do prowadzącego najpóźniej na 24 h przed ostatnimi zajęciami. Omówienie uzyskanej oceny odbywa się podczas ostatnich zajęć przez prowadzącego. Student ma prawo do jednokrotnej poprawy raportu i jest zobowiązany do oddania poprawionego do oceny w czasie nie dłuższym niż 7 dni. Wówczas ocena z zaliczenia jest uzyskana w trakcie trwania sesji egzaminacyjnej.

Zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych jest możliwe w przypadku uzyskania ze wszystkich 6 ćwiczeń laboratoryjnych oceny pozytywnej. Ocena końcowa jest średnią z ocen cząstkowych. Do wystawiania oceny końcowej stosuje się standardowe zasady zaokrąglania liczb.
Ocena z każdego ćwiczenia jest składową ocen z następujących części:
1. Przygotowanie do zajęć: 10 punktów.
2. Wykonanie ćwiczenia: 10 punktów.
3. Przygotowanie raportu: 80 punktów, w tym strona redakcyjna 20 punktów, strona merytoryczna 60 punktów.
Ostateczna ocena zależy od liczby uzyskanych punktów:
0 - 49 – ndst
50 – 59 – dst
60 – 69 – dst +
70 – 79 – db
80 – 89 – db +
90 – 100 – bdb

Szczegółowe zasady i kryteria dotyczące przygotowania raportów i ich oceny znajdują się na stronie moodle kursu.

Wszelkie naruszenia rzetelności i standardów etycznych będzie karane zgodnie z Regulaminem Studiów UMK w Toruniu i może prowadzić do niezaliczenia ćwiczenia, niezaliczenia całej Pracowni, zawieszenia w prawach studenta lub nawet do wydalenia z Uczelni.

Praktyki zawodowe

brak

Literatura

Literatura podstawowa:
- H. Szydłowski, "Pracownia fizyczna", wyd. IX, PWN, Warszawa 1997 (lub inne wydanie)
- H. Szydłowski, "Pracownia fizyczna wspomagana komputerem", wyd. X, PWN, Warszawa 2003
- T. Dryński, "Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki", wyd. VI, PWN, Warszawa 1977 (lub inne wydanie)
- A. Bielski, R. Ciuryło, "Podstawy metod opracowania pomiarów", wyd. II, Wydawnictwo Naukowe UMK, Toruń 2001
- B. Ziętek, "Opracowanie wyników pomiaru", Wydawnictwo Naukowe UMK, Toruń 1997
- J.R. Taylor, "Wstęp do analizy błędu pomiarowego", PWN, Warszawa 1999
- "Teoria pomiarów", praca zbiorowa pod red. H. Szydłowskiego, PWN, Warszawa 1981
- S. Brandt, "Analiza danych", PWN, Warszawa 1998
- R. Nowak, "Statystyka dla fizyków", PWN, Warszawa 2002
Literatura uzupełniająca:
- D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, "Podstawy fizyki", t. 1-5, PWN, Warszawa 2007
- S. Szczeniowski, "Fizyka doświadczalna. Cz. 1, Mechanika i akustyka", PWN, Warszawa 1980
- S. Szczeniowski, "Fizyka doświadczalna. Cz. 2, Ciepło i fizyka cząsteczkowa", PWN, Warszawa 1976
- S. Szczeniowski, "Fizyka doświadczalna. Cz. 3, Elektryczność i magnetyzm", PWN, Warszawa 1980
- S. Szczeniowski, "Fizyka doświadczalna. Cz. 4, Optyka", PWN, Warszawa 1983
- S. Szczeniowski, "Fizyka doświadczalna. Cz. 5, Fizyka atomu", PWN, Warszawa 1976
- S. Szczeniowski, "Fizyka doświadczalna. Cz. 6, Fizyka jądra i cząstek elementarnych", PWN, Warszawa 1974
- C. Kittel, W.D. Knight, M.A. Ruderman, "Mechanika", PWN, Warszawa 1975
- E.M. Purcell, "Elektryczność i magnetyzm", PWN, Warszawa 1971
- F.C. Crawford, "Fale", PWN, Warszawa 1975
- E.H. Wichmann, "Fizyka kwantowa", PWN, Warszawa 1975
- F. Reif, "Fizyka statystyczna", PWN, Warszawa 1975
- J. Domański, "Domowe zadania doświadczalne z fizyki", Prószyński i S-ka, Warszawa 1999
- J. Domański, J. Turło, "Nieobliczeniowe zadania z fizyki", Prószyński i S-ka, Warszawa 1997
- P.J. Mohr, B.N. Taylor, D.B. Newell, Rev. Mod. Phys. 80 (2008), 633

Więcej informacji

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

Strona przedmiotu 0800-NPRFIZ w USOSweb