Pracownia technik pomiarowych

Głównym celem Pracowni fizycznej jest zapoznanie studentów z technikami pomiarowymi stosowanymi w różnych dziedzinach fizyki.

Warunkiem przystąpienia do tych zajęć jest zaliczenie Pracowni wstępnej (1100-1AF26) lub podobnych zajęć.

w sali

Pracownia technik pomiarowych służy zapoznaniu studentów z podstawowymi typami doświadczeń w zakresie mechaniki, fal , optyki, ciała stałego i fizyki współczesnej. Warunkiem rozpoczęcia wykonywania ćwiczeń z zakresu Pracowni technik pomiarowych jest zaliczenie przedmiotu Pracownia wstępna.

Pracownia technik pomiarowych służy zapoznaniu studentów z podstawowymi typami doświadczeń w zakresie mechaniki, fal , optyki, ciała stałego i fizyki współczesnej. Ćwiczenia wykonywane są pod opieką asystenta. Studenci wybierają ćwiczenie do wykonania z co najmniej tygodniowym wyprzedzeniem i przygotowują się do niego zgodnie z instrukcją do ćwiczenia dostępną na stronie przedmiotu. Przygotowanie sprawdza i ocenia asystent prowadzący ćwiczenie. Wykonanie ćwiczenia polega na przeprowadzeniu odpowiednich pomiarów, ich opracowaniu i dyskusji. Efektem wykonania ćwiczenia jest opis, który jest oceniany przez asystenta. W trakcie semestru wykonywane jest dwanaście ćwiczeń z poniższej listy:

Mechanika:

Zadanie M1 - Doświadczalne sprawdzanie drugiej zasady dynamiki Newtona

Drgania:

Zadanie D1 - Badanie drgań wahadeł sprzężonych

Zadanie D2 - Badanie drgań struny

Zadanie D3 - Badanie drgań pręta

Ciepło:

Zadanie C1 - Sprawdzanie prawa Joule'a-Lenza

Zadanie C2 - Badanie przemian gazowych - wyznaczanie temperatury zera bezwzględnego

Zadanie C3 - Wyznaczanie przewodnictwa cieplnego miedzi

Zadanie C4 - Badanie promieniowania termicznego

Fale

Zadanie F1 - Pomiar prędkości dźwięku w powietrzu

Zadanie F2 - Doświadczenie Younga dla mikrofal

Zadanie F3 - Mikrofalowy interferometr Michelsona

Optyka

Zadanie O1 - Doświadczenie Younga dla światła laserowego

Zadanie O2 - Budowa i kalibracja spektrometru

Zadanie O3 -Wyznaczanie współczynnika załamania szkła i kalcytu metodą kąta najmniejszego odchylenia

Zadanie O4 - Interferencyjny pomiar krzywizny soczewki (pierścienie Newtona)

Zadanie O5 - Absorpcja światła w materii – prawo Bouguera-Lamberta-Beera

Fizyka Ciała Stałego

Zadanie CS1 - Wyznaczanie przewodnictwa właściwego i stałej Halla dla półprzewodników - wyznaczanie ruchliwości i koncentracji nośników

Zadanie CS2 - Wyznaczanie przerwy energetycznej InSb

Zadanie CS3 - Wyznaczanie stałej sieci kryształu LiF

Fizyka współczesna

Zadanie WS1 - Pomiar zawartości radonu w powietrzu

Zadanie WS2 - Wyznaczanie zawartości izotopu 40K w naturalnym potasie

Zadanie WS3 - Badanie efektu fotoelektrycznego

Zadanie WS4 - Elektronowy Rezonans Paramagnetyczny

Zadanie WS5 - Wyznaczenie stałej Plancka oraz stosunku ładunku elektronu do jego masy

Zadanie WS6 - Badanie zjawiska Faradaya

Geofizyka

Zadanie G1 - Wyznaczanie bilansu radiacyjnego powierzchni podłoża

Zadanie G2 - Analiza parametrów meteorologicznych

Należy wykonać przynajmniej jedno ćwiczenie z następujących działów: Drgania, Ciepło, Optyka, Fizyka Ciała Stałego, Fizyka współczesna.

Warunkiem rozpoczęcia wykonywania ćwiczeń z zakresu Pracowni technik pomiarowych jest zaliczenie przedmiotu Pracownia wstępna.

Obecność na zajęciach jest obowiązkowa. Dozwolone jest nie więcej niż dwie nieobecności.

1. J. R. Taylor, Wstęp do analizy błędu pomiarowego, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 1995.
2. G. L. Squires, Praktyczna fizyka, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 1992.
3. H. Abramowicz, Jak analizować wyniki pomiarów, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 1992.
4. A. Zięba, Analiza danych w naukach ścisłych i technicznych, Wydawnictwo naukowe PWN, Warszawa, 2013.

Literatura uzupełniająca:

1. S. Brandt, Analiza danych, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 1998.
2. J. J. Jakubowski i R. Sztencel, Wstęp do teorii prawdopodobieństwa, SCRIPT, Warszawa, 2001.
3. W. Feller, Wstęp do rachunku prawdopodobieństwa, PWN, Warszawa, 1977.
4. R. Nowak, Statystyka dla fizyków, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2002.
5. W. T. Eadie, D. Drijard, F. E. James, M. Roos i B. Sadoulet, Metody statystyczne w fizyce doświadczalnej, PWN, Warszawa, 1989.
6. Grupa Robocza 1 Wspólnego Komitetu ds. Przewodników w Metrologii, Ewaluacja danych pomiarowych pomiarowych Przewodnik wyrażania niepewności pomiaru, BIPM JCGM 100:2008.

Znajomość podstawowych typów doświadczeń w zakresie mechaniki, fal elektromagnetycznych i fizyki współczesnej; umiejętność analizy statystycznej danych doświadczalnych; umiejętność dopasowania modelu teoretycznego i dyskusji wyników doświadczalnych.

Po wykonaniu ćwiczenia w laboratorium oceniane jest sprawozdanie z wykonanego doświadczenia, które należy oddać w ciągu tygodnia od wykonania ćwiczenia. Każde sprawozdanie może być jednokrotnie poprawione przez studenta. Nie można wykonywać danego ćwiczenia więcej niż raz. Ocena końcowa jest średnią z dziesięciu najlepszych uzyskanych ocen. W przypadku wykonania mniej niż dziesięciu ćwiczeń, pozostałe oceny są uzupełniane ocenami niedostatecznymi. Zaliczenie Pracowni jest możliwe, o ile średnia z uzyskanych ocen jest nie mniejsza niż 3,00. Aby uzyskać zaliczenie pracowni liczba pozytywnie ocenionych ćwiczeń nie może być mniejsza niż 8.