Fizyka III (drgania i fale)

fizyka

Ukończona szkoła średnia; zainteresowanie wiedzą przyrodniczą. Zalecany jest wczesniejszy udział w podstawowym wykładzie kursowym z Mechaniki oraz Elektryczności i magnetyzmu.

Wykład poświęcony jest drganiom prostych układów fizycznych oraz podstawowym własnościom fal rozchodzących się w ośrodkach sprężystych oraz fal elektromagnetycznych.

Wykład poświęcony jest drganiom prostych układów fizycznych oraz podstawowym własnościom fal rozchodzących się w ośrodkach sprężystych i fal elektromagnetycznych.

Wykład przeznaczony jest dla studentów III-ego semestru studiów zawodowych. Celem wykładu jest przedstawienie tematyki drgań (głównie harmonicznych) prostych układów fizycznych oraz zjawisk falowych na przykładzie fal mechanicznych rozchodzących się w ośrodkach sprężystych, fal elektromagnetycznych i fal materii. Zjawiska fizyczne związane z drganiami i falami będą omawiane w oparciu o pokazy, tzn. studenci zapoznają się najpierw z pokazem ilustrującym zjawisko fizyczne, następnie zostanie przedstawiony opis teoretyczny zjawiska, a po nim ponownie ten sam pokaz, oglądany "ze zrozumieniem".

Program:

1. Drgania prostych układów fizycznych (wahadło matematyczne i fizyczne, sprężynki, obwody elektryczne), drgania harmoniczne swobodne, tłumione i wymuszone - zjawisko rezonansu.

2. Drgania układów fizycznych o dwu i więcej stopniach swobody (drgania sprzężone).

3. Składanie drgań harmonicznych. Analiza drgań złożonych, twierdzenie Fouriera.

4. Klasyczne równanie falowe, rozwiązania w postaci harmonicznych fal stojących, fal biegnących.

5. Fale w ośrodkach sprężystych z elementami akustyki. Podstawowe własności fal. Propagacja energii. Efekt Dopplera.

6. Fale mechaniczne na granicy dwóch ośrodków, współczynnik odbicia i współczynnik transmisji.

7. Fale elektromagnetyczne - równanie falowe w próżni i w ośrodku. Energia fal elektromagnetycznych, wektor Poyntinga. Efekt Dopplera. Porównanie własności fal elektromagnetycznych i mechanicznych.

8. Zjawisko interferencji i dyfrakcji dla fal mechanicznych i elektromagnetycznych.

9. Prawa optyki geometrycznej. Odbicie i załamanie światła. Proste przyrządy optyczne.

10. Polaryzacja światła. Dwójłomność naturalna i wymuszona.

11. Dyfrakcja i interferencja fal.

Zasady zaliczania:

1. Obecność na ćwiczeniach rachunkowych jest obowiązkowa.

2. W trakcie semestru odbędą się dwa kolokwia. Z obu kolokwiów można uzyskać łącznie 60 punktów.

3. Warunkiem zaliczenia ćwiczeń jest zdobycie co najmniej 30 punktów z kolokwiów oraz co najwyżej trzy nieusprawiedliwione nieobecności.

4. Zaliczenie ćwiczeń gwarantuje przystąpienie do egzaminu ustnego w pierwszej sesji niezależnie od liczby punktów uzyskanych na egzaminie pisemnym.

5. W przypadku niezaliczenia ćwiczeń warunkiem dopuszczenia do egzaminu ustnego w pierwszej sesji jest uzyskanie >=50% punktów z egzaminu pisemnego.

1. F.S. Crawford, Fale.

2. J. Ginter, Fizyka fal.

3. H.D. Young, R.A. Freedman, University Physics.

4. D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Podstawy Fizyki, tom 2 i 4.

5. Sz. Szczeniowski, Fizyka doświadczalne, Optyka.

6. M. Baj, G. Szeflińska, M. Szymański, D. Wasik, Zadania i problemy z fizyki. Drgania i fale skalarne.

7. M. Baj, G. Szeflińska, M. Szymański, D. Wasik, Zadania i problemy z fizyki. Fale elektromagnetyczne. Fale materii.

Po zakończeniu procesu uczenia student:

1. Rozpoznaje głowne zagadnienia z fizyki drgań i fal.

2. Opisuje podstawowe własności oscylatora harmonicznego oraz ruchu falowego.

3. Pokazuje proste doświadczenia ilustrujące ruch drgający oraz ruch falowy.

4. Dokonuje rozróżnienia pomiędzy różnymi rodzajami fal.

5. Wyjaśnia i ocenia obserwowane w życiu codziennym podstawowe zjawiska z fizyki drgań i fal.

kolokwia, egzamin pisemny i egzamin ustny.

brak