Elementy fizyki jądrowej i cząstek elementarnych 390-FS2-1EFJ
Profil studiów: ogólnoakademicki
Forma studiów: stacjonarne
Rodzaj przedmiotu: do wyboru
Dziedzina i dyscyplina nauki: Dziedzina nauk ścisłych i przyrodniczych, Dyscyplina nauki fizyczne.
Poziom kształcenia: studia drugiego stopnia
Rok studiów/semestr: 1. rok/2. semestr
Punkty ECTS: 7
Wymagania wstępne: Zaliczony na I stopniu przedmiot Budowa materii oraz znajomość podstaw mechaniki kwantowe
Bilans nakładu pracy studenta:
- udział w wykładach (30 godz.),
- udział w konwersatoriach (30 godz.),
- udział w laboratoriach (15 godz.),
- udział w konsultacjach (30 godz.),
- praca własna studenta w domu (70 godz.),
Wskaźniki ilościowe:
- nakład pracy studenta związany z zajęciami wymagającymi bezpośredniego udziału nauczyciela - 4.2 ECTS;
- nakład pracy studenta związany z samodzielna pracą - 2.8 ECTS.
Zasady użycia sztucznej inteligencji (SI):
Podczas zajęć dozwolone jest korzystanie z systemów SI w zakresie:
1. Tłumaczenia maszynowego tekstów źródłowych z języków obcych.
2. Wyszukiwania i organizowania źródeł naukowych.
3. Tworzenia symulacji i modelowania omawianych na wykładzie zjawisk fizycznych.
W przypadku stwierdzenia naruszeń powyższych zasad, osoba kształcąca się może zostać pociągnięta do odpowiedzialności na podstawie odrębnych przepisów dyscyplinarnych.
Tematy podejmowane na Wykładzie:
1. Przypomnienie podstawowych pojęć z dziedziny fizyki jądrowej (nazewnictwo).
2. Przekrój czynny (liniowy i masowy współczynnik absorpcji).
3. Własności jąder atomowych i metody ich badania (ładunek jąder atomowych, rozmiary i kształt jąder atomowych, masa i energia wiązania jąder atomowych, deficyt masy, zależność energii wiązania od liczby masowej, liczby magiczne). Spin i moment magnetyczny jąder atomowych, parzystość jąder atomowych, statystyka jąder atomowych: Fermiego-Diraca, Bosego-Einsteina.
4. Modele struktury jądra atomowego (model gazu Fermiego, model kroplowy, model powłokowy, modele kolektywne, model optyczny).
5. Przemiany promieniotwórcze i prawa nimi rządzące (spontaniczne przemiany promieniotwórcze alfa, beta, gamma i ich charakterystyki, rodziny promieniotwórcze, ścieżka stabilności. Przypomnienie prawa rozpadu promieniotwórczego i podstawowych charakterystyk rozpadu, zastosowanie rozpadu promieniotwórczego.
6. Reakcje jądrowe (podział reakcji, zasady zachowania, reakcje wprost i poprzez jądro złożone, reakcje rezonansowe). Reakcje rozszczepienia, reakcje łańcuchowe, masa krytyczna.
7. Metody eksperymentalne fizyki wysokich energii i przykłady odkryć nowych cząstek.
9. Przegląd cząstek elementarnych („stare” i nowe liczby kwantowe, ogólny podział cząstek elementarnych). Elementy Modelu Standardowego. Leptony i kwarki.
Tematy podejmowane na Laboratorium:
- Prawo rozpadu promieniotwórczego.
- Zależność natężenia promieniowania gamma w funkcji odległości od źródła promieniotwórczego,
- Prawo absorpcji promieniowania.
- Fluorescencja rentgenowska
Rodzaj przedmiotu
Tryb prowadzenia przedmiotu
Założenia (lista przedmiotów)
Założenia (opisowo)
Efekty kształcenia
Student:
1. uzyskuje rozszerzoną wiedzę w zakresie fizyki jądra atomowego i podstawowych metod eksperymentalnych stosowanych w tej dziedzinie fizyki (KP7_WG2)
2. nabywa zdolności do poszerzania wiedzy w zakresie fizyki mikroświata w oparciu o opanowany język i zakres pojęć,
3. rozumie i potrafi wytłumaczyć przebieg wybranych zjawisk mikroświata wykorzystując poznane narzędzia ich opisu, (KP7_WG4)
4. umie analizować proste problemy z zakresu fizyki mikroświata oraz znajdować ich rozwiązania w oparciu o uzyskaną wiedzę, wykonywać stosowne analizy ilościowe oraz formułować wnioski jakościowe,
5. umie ze zrozumieniem i krytycznie korzystać z zasobów literatury oraz zasobów Internetu w odniesieniu do problemów fizyki jądrowej.
6. umie wykonywać proste doświadczenia z zakresu fizyki jądra atomowego oraz analizować ich wyniki (KP7_UW3).
9. umie objaśnić zasadę działania wybranych zestawów pomiarowych z zakresu fizyki jądrowej (KP7_UK1).
Kryteria oceniania
Laboratorium oceniane jest na podstawie oceny z kolokwium zajęć rachunkowych i sprawozdań z przeprowadzonych doświadczeń.
Po zakończeniu kształcenia z przedmiotu Podstawy fizyki jądrowej i cząstek elementarnych odbywa się egzamin ustny na podstawie znanej listy 50 pytań.
Praktyki zawodowe
Nie dotyczy
Literatura
1. E.Żukowski, Miniskrypt do wykładu
2. E.Skrzypczak, Z.Szefliński „Wstęp do fizyki jądra atomowego i cząstek elementarnych”, PWN, Warszawa 2002.
3. A.Strzałkowski, „Wstęp do fizyki jądra atomowego”, PWN, 1978.
4. D.Halliday, R.Resnick, J.Walker, „Podstawy fizyki”, Tom 5, PWN, Warszawa 2003
5. A.Bettini, „Introduction to Elementary Particle Physics”, Cambridge University Press 2008
Więcej informacji
Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb: