Structure of Matter 390-ERS-3BUM

Profil studiów: ogólnoakademicki
Forma studiów: stacjonarne
Rodzaj przedmiotu: obowiązkowy
Dziedzina i dyscyplina nauki: Nauki fizyczne, fizyka
Rok studiów/semestr: 3 rok/5 semestr, studia I stopnia (fizyka ogólna)
Wymagania wstępne: Zaliczenie wcześniejszych 4-ech semestrów studiów I stopnia z fizyki, czyli: zaliczenie wykładów ze wstępów do fizyki (mechanika, elektryczność i magnetyzm, optyka i fale, termodynamika)
Liczba godzin zajęć dydaktycznych: Wykład 30 godz., konwersatorium 45 godz., laboratorium 15 godz.
Metody dydaktyczne: Wykład w formie prezentacji multimedialnej, w miarę możliwości wzbogacony o pokaz doświadczeń związanych z tematyką zajęć; konwersatorium: rozwiązywanie zadań, dyskusja, konsultacje, praca własna studenta w domu; laboratorium: samodzielne wykonanie 5 ćwiczeń ściśle związanych z tematyką wykładu, opracowanie wyników ćwiczeń i przygotowanie końcowego opisu jako praca własna.
Punkty ECTS: 8
Bilans nakładu pracy studenta: Udział w wykładach (30 godz.), udział w konwersatoriach (45 godz.), udział w zajęciach laboratoryjnych (15 godz.), udział w konsultacjach (3 godz.), udział w szkoleniu BHP - 1 godz., praca własna (rozwiązywanie zadań i problemów, przygotowanie się do kolokwiów oraz opracowywanie opisów do ćwiczeń laboratoryjnych w domu - 1.5*45+(2.5+3.5)*5=97.5 godz.), przygotowywanie się do egzaminu pisemnego i udział w egzaminie - 15 godz. W sumie - 211.5 godz.
Wskaźniki ilościowe: Nakład pracy studenta związany z zajęciami wymagającymi bezpośredniego udziału nauczyciela - (30+45+15+3+1)=94 godz., 8 punktów ECTS, nakład pracy związany z zajęciami praktycznymi (konwersatoria, laboratorium, BHP) - 61 godz. (można przyjąć proporcjonalny udział tych zajęć w sumarycznych punktach ECTS, czyli 8*61/211.5=ok. 2 ECTS)

Tematy podejmowane na Wykładzie:
1. Wstęp: rys historyczny kształtowania się poglądów na budowę materii, zakresy wybranych wielkości fizycznych stosowane przy opisie Przyrody i praw nią rządzących.
2. Fakty doświadczalne potwierdzające hipotezę kwantów.
3. Wczesne modele atomu (Thomsona, Rutherforda), model atomu Bohra, fale de Broglie’a, dualizm korpuskularno-falowy.
4. Przypomnienie podstaw mechaniki kwantowej.
5. Klasyfikacja cząstek elementarnych, elementy Modelu Standardowego.
6. Podstawowe oddziaływania przyrody, krótka historia Wszechświata.
7. Funkcje falowe atomu wodoru, moment magnetyczny atomu, spin elektronu, zasada Pauliego.
8. Podstawowe wiadomości o jądrach atomowych, modele struktury jądra atomowego.
9. Podstawowe wiadomości o przemianach alfa, beta, gamma, reakcje jądrowe.
10. Promieniotwórczość, prawo rozpadu promieniotwórczego.
11. Elementy fizyki ciała stałego.

Tematy podejmowane na Konwersatorium:
1. Przypomnienie niektórych stałych fizycznych i podstawowych zależności energetycznych.
2. Fakty doświadczalne potwierdzające hipotezę kwantów.
3. Wczesne modele atomu, model Bohra budowy atomu wodoru. Fale de Broglie’a, dualizm korpuskularno-falowy.
4. Przypomnienie podstaw mechaniki kwantowej, zasada nieoznaczoności.
5. Klasyfikacja cząstek elementarnych, elementy Modelu Standardowego.
6. Podstawowe oddziaływania przyrody.
7. Funkcje falowe atomu wodoru, struktura atomów wieloelektronowych
(układ okresowy pierwiastków)
8. Podstawowe wiadomości o jądrach atomowych, model kroplowy jądra atomowego.
9. Podstawowe wiadomości o przemianach alfa, beta, gamma, reakcje jądrowe.
10. Promieniotwórczość, prawo rozpadu promieniotwórczego.
11. Elementy fizyki ciała stałego.

Tematy podejmowane na Laboratoriach:
Tematy podejmowane w Laboratorium:
Student wykonuje 5 ćwiczeń:
1. Rozpad promieniotwórczy.
2. Prawo Stefana - Boltzmanna.
3. Zależność natężenia promieniowania gamma w funkcji odległości od źródła.
4. Prawo Bouguera-Beera absorpcji promieniowania.
5. Rozpraszanie promieniowania gamma.