Załącznik nr 1 do Zarządzenia Rektora UR Nr 4/2012 z dnia 20.01.2012r.
SYLABUS
Nazwa przedmiotu Pierwsza pracownia fizyczna
Nazwa jednostki prowadzącej przedmiot Wydział Matematyczno-Przyrodniczy, Instytut Fizyki
Kod przedmiotu Studia
Kierunek studiów Poziom kształcenia Forma studiów
Fizyka techniczna studia inżynierskie pierwszego stopnia
stacjonarne
Rodzaj przedmiotu podstawowy
Rok i semestr studiów 1 rok- II semestr; 2 rok- III i IV semestr Imię i nazwisko koordynatora przedmiotu dr Andrzej Wal (kierownik pracowni) Imię i nazwisko osoby prowadzącej (osób
prowadzących) zajęcia z przedmiotu
dr Marta Łuszczak, dr Krzysztof Kucab
Cele zajęć z przedmiotu
- Wykonywanie działań praktycznych w warunkach zbliżonych do sytuacji naturalnej.
- Wykonywanie działań praktycznych w sytuacji umownej – modele zjawisk fizycznych.
- Przeprowadzanie doświadczeń i wyciąganie wniosków z otrzymanych wyników.
- Znajomość podstawowych wielkości fizycznych dotyczących mechaniki, ciepła, elektryczności, magnetyzmu i optyki.
- Umiejętność formułowania zagadnień i problemów fizycznych w języku matematyki oraz nabycie umiejętności praktycznego posługiwania się nimi w rozwiązywaniu prostych zagadnień fizycznych.
- Umiejętność stosowania właściwych wzorów i relacji do rozwiązywania problemów i obliczeń rachunkowych.
Wymagania wstępne - Znajomość matematyki i fizyki na poziomie szkoły ponadgimnazjalnej oraz wiedza zdobyta w trakcie pierwszego semestru studiów pierwszego stopnia.
- Umiejętność opracowywania danych pomiarowych w zakresie określonym programem przedmiotu „Wprowadzenie do metrologii”.
- znajomość praw i zjawisk fizycznych objętych programem kursu
„Podstawy fizyki”.
Efekty kształcenia
Wiedza:
- ma podstawową wiedzę w zakresie metrologii, zna i rozumie metody pomiaru - FT_W12
- ma elementarną wiedzę na temat cyklu życia urządzeń - FT_W13 - zna podstawowe zasady bezpieczeństwa i higieny pracy
obowiązujące przy obsłudze laserów i wykorzystywaniu światła laserowego w różnych zastosowaniach - FT_W15
Umiejętności:
- potrafi pozyskiwać informacje z literatury i innych źródeł; potrafi integrować uzyskane informacje, dokonywać ich interpretacji, a także wyciągać wnioski oraz formułować i uzasadniać opinie- FT_U01
- potrafi wykorzystywać do formułowania i rozwiązywania zadań inżynierskich metody analityczne oraz eksperymentalne- FT_U02
- potrafi pracować indywidualnie i w zespole; umie oszacować czas potrzebny na realizację zleconego zadania- FT_U03
- potrafi opracować dokumentację dotyczącą realizacji zadania inżynierskiego i przygotować tekst zawierający omówienie wyników realizacji tego zadania- FT_U04
- posługuje się językiem angielskim w stopniu wystarczającym do czytania ze zrozumieniem instrukcji obsługi urządzeń elektronicznych- FT_U05
- ma umiejętność samokształcenia się, m.in. w celu podnoszenia kompetencji zawodowych- FT_U06
- potrafi dokonać analizy sygnałów stosując odpowiednie narzędzia sprzętowe - FT_U07
- potrafi posłużyć się właściwie dobranymi metodami i urządzeniami umożliwiającymi pomiar parametrów elektrycznych i optycznych - FT_U08
- potrafi posłużyć się właściwie dobranymi metodami i urządzeniami umożliwiającymi pomiar podstawowych wielkości charakteryzujących własności promieniowania laserowego- FT_U09
- potrafi zaplanować pomiary charakterystyk elektrycznych i optycznych, a także ekstrakcję podstawowych parametrów charakteryzujących materiały; potrafi przedstawić otrzymane wyniki w formie liczbowej i graficznej, dokonać ich interpretacji i wyciągnąć właściwe wnioski- FT_U10
- potrafi korzystać z kart katalogowych w celu dobrania odpowiednich komponentów projektowanego układu elektronicznego- FT_U12
- stosuje zasady bezpieczeństwa i higieny pracy- FT_U14
Kompetencje społeczne:
- rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się, podnoszenia kompetencji zawodowych, osobistych i społecznych - FT_K01
- ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz gotowość podporządkowania się zasadom pracy w zespole i ponoszenia odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadania - FT_K02
- ma świadomość roli społecznej absolwenta uniwersytetu, a zwłaszcza rozumie potrzebę formułowania i przekazywania społeczeństwu - m.in. poprzez środki masowego przekazu -
informacji i opinii dotyczących osiągnięć fizyki technicznej i innych aspektów działalności inżyniera; podejmuje starania, aby przekazać takie informacje i opinie w sposób powszechnie zrozumiały - FT_K03
Forma(y) zajęć, liczba realizowanych godzin
ćwiczenia laboratoryjne – 45 godzin w każdym z trzech semestrów, razem 135 godzin
Treści programowe Problematyka ćwiczeń laboratoryjnych:
Na każde ćwiczenie przeznaczony jest czas trzech godzin.
Wykaz przykładowych ćwiczeń:
Mechanika:
- Wyznaczanie gęstości ciał stałych o kształtach regularnych przy użyciu mierników długości i wag o różnej klasie dokładności.
- Wyznaczanie gęstości ciał stałych i cieczy za pomocą piknometru.
- Wyznaczanie współczynnika lepkości cieczy metodą Stokesa.
- Wyznaczanie współczynnika tarcia statycznego.
- Wyznaczanie modułu sztywności metodą dynamiczną.
- Sprawdzanie praw ruchu obrotowego za pomocą zmodyfikowanego wahadła Oberbecka.
- Giroskop.
- Sprawdzanie twierdzenia Steinera za pomocą wahadła fizycznego.
- Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego.
- Rezonans akustyczny: wyznaczanie prędkości fali dźwiękowej w powietrzu za pomocą rury Kundta.
Ciepło:
-Wyznaczanie współczynnika lepkości cieczy metodą wypływu.
- Wyznaczanie napięcia powierzchniowego cieczy za pomocą wagi torsyjnej.
-Wyznaczanie ciepła parowania wody.
- Pomiar ciepła topnienia lodu.
- Badanie zależności temperatury wrzenia wody od ciśnienia.
Elektromagnetyzm:
- Wyznaczanie ładunku kondensatora z krzywej rozładowania
- Regulacja prądu i napięcia stałego. Porównywanie wskazań mierników elektrycznych o różnej klasie dokładności
- Badanie układów mostkowych stałoprądowych - pomiar oporu omowego za pomocą mostka Wheatstone'a
- Wyznaczanie SEM ogniwa metodą kompensacji
- Poszerzanie zakresu pomiarowego mierników elektrycznych: posobnikowanie woltomierza - Poszerzanie zakresu pomiarowego mierników elektrycznych: bocznikowanie
amperomierza
- Sprawdzanie praw elektrolizy: wyznaczanie równoważnika elektrochemicznego miedzi i stałej Faraday'a
- Wyznaczanie składowej poziomej natężenia pola magnetycznego ziemskiego za pomocą busoli stycznych
- Wyznaczanie oporu wewnętrznego i czułości galwanometru
- Pomiar pola magnetycznego wytworzonego przez obwody z prądem
Optyka:
- Soczewki: wyznaczanie odległości ogniskowych soczewek za pomocą ławy optycznej - Soczewki: pomiar promienia krzywizny soczewek
- Mikroskop: cechowanie skali mikrometru okularowego i pomiar małych odległości za pomocą mikroskopu
- Mikroskop: wyznaczanie współczynnika załamania za pomocą mikroskopu - Pomiar współczynnika załamania za pomocą refraktometru Abbego - Sprawdzanie praw fotometrii. Fotometr Bunsena
- Cechowanie termopary metodą pomiaru prądu termoelektrycznego
Zjawiska elektromagnetyczne. Prąd zmienny:
- Badanie zjawiska histerezy magnetycznej ferromagnetyków - Indukcyjność własna i pojemność w obwodach prądu zmiennego - Badanie układów mostkowych zasilanych napięciem przemiennym:
a) pomiar pojemności kondensatora
b) pomiar współczynnika samoindukcji metodą mostkową - Pomiar mocy prądu zmiennego za pomocą watomierza - Badanie transformatora
Modele budowy atomu. Badanie widm emisyjnych:
- Badanie widma par rtęci za pomocą spektroskopu
- Badanie dyspersji szkła pryzmatu za pomocą goniometru optycznego
Kwantowe własności promieniowania:
- Sprawdzanie prawa Stefana-Boltzmanna
- Wyznaczanie stałej Stefana-Boltzmanna za pomocą pirometru optycznego - Badanie zjawiska fotoelektrycznego
Drgania i fale:
- Wyznaczanie stosunku Cp/Cv dla powietrza metodą rezonansu akustycznego - Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego - Badanie drgań tłumionych wahadła sprężynowego
- Rezonans akustyczny: wyznaczanie prędkości fali dźwiękowej w powietrzu za pomocą rury Quinckego, oraz w ciałach stałych (prętach) za pomocą rury Kundta
- Propagacja fal elektromagnetycznych wzdłuż przewodów- układ Lechera - Pomiar długości fali świetlnej za pomocą siatki dyfrakcyjnej
- Pierścienie Newtona
- Badanie skręcenia płaszczyzny polaryzacji przez wodny roztwór cukru - Sprawdzanie związku Lorentza-Lorenza dla roztworów
Suma godzin: 135
Metody dydaktyczne ćwiczenia laboratoryjne – wykonywanie ćwiczeń laboratoryjnych przy stanowiskach
Sposób(y) i forma(y) zaliczenia Sposób zaliczenia ćw. laboratoryjnych – zaliczenie z oceną;
Forma zaliczenia ćw. laboratoryjnych – ustalenie oceny zaliczeniowej na podstawie ocen cząstkowych ze sprawozdań do ćwiczeń oraz oceny z tzw. egzaminu praktycznego.
Metody i kryteria oceny Ćwiczenia – ocena końcowa (w każdym semestrze) jest średnią arytmetyczną ocen ze sprawozdań do wykonanych przez studenta ćwiczeń. Brana jest także pod uwagę aktywność studenta na zajęciach a także ocena z tzw. egzaminu praktycznego.
Wymagania odpowiadające poszczególnym ocenom:
Ocena bardzo dobra
Student opanował pełny zakres wiedzy i umiejętności określony programem ćwiczeń. Sprawnie posługuje się zdobytymi wiadomościami, umie korzystać z różnych źródeł wiedzy, rozwiązuje samodzielnie zadania rachunkowe i problemowe. Wykonuje działania praktyczne w warunkach zbliżonych do sytuacji naturalnej.
Ocena dobra
Student opanował w dużym zakresie wiadomości i umiejętności bardziej złożone, poszerzające relacje między elementami treści. Nie opanował jednak w pełni wiadomości określonych programem ćwiczeń.
Poprawnie stosuje wiadomości do rozwiązywania typowych zadań lub problemów.
Ocena dostateczna
Student opanował wiadomości najważniejsze z punktu widzenia przedmiotu, proste, łatwe do opanowania.
Rozwiązuje typowe zadania z pomocą prowadzącego ćwiczenia, zna podstawowe twierdzenia i wzory.
Całkowity nakład pracy studenta potrzebny do osiągnięcia założonych efektów w godzinach oraz punktach ECTS
Aktywność Liczba godzin/ nakład pracy studenta
ćw. laboratoryjne 135 godz.
(3·15·3 godz.)
przygotowanie do ćwiczeń 135 godz.
(3·15·3 godz.)
przygotowanie sprawozdań 225 godz.
(3·15·5 godz.)
udział w konsultacjach 6 godz. (3·2godz.) przygotowanie do egzaminu
praktycznego 9 godz. (3·3godz.)
udział w egzaminie praktycznym 3 godz. (3·1godz.)
SUMA GODZIN 513 godz.
LICZBA PUNKTÓW ECTS 18
Język wykładowy polski
Praktyki zawodowe w ramach przedmiotu
nie
Literatura Literatura podstawowa:
1. H. Szydłowski, Pracownia fizyczna, PWN, Warszawa 1999.
2. J. Smela, T. Zamorski, A. Puch, Pierwsza pracownia fizyczna - przewodnik, Wydawnictwo Oświatowe FOSZE, Rzeszów 1995.
3. J.R. Taylor, Wstęp do analizy błędu pomiarowego, PWN, Warszawa 1999.
4. T. Dryński, Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki, PWN, Warszawa 1980.
5. Sz. Szczeniowski, Fizyka doświadczalna, cz. 1, PWN, Warszawa 1980.
Literatura uzupełniająca:
1. R. Resnick, D. Halliday, Fizyka t. 1 i 2, PWN, Warszawa 1996.
2. D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Podstawy fizyki t. 1-5, PWN, Warszawa 2006.
Podpis koordynatora przedmiotu Podpis kierownika jednostki
