Inżynieria Bezpieczeństwa Podstawy Fizyki Inżynieria Bezpieczeństwa Semestr I 2012/13

Literatura A.K. Wróblewski, J.A. Zakrzewski, Wstęp do fizyki, tom I; D. Halliday, R. Resnick, Fizyka, tom I; Ch. Kittel, W.D. Knight, M.A. Ruderman, Mechanika; A. Piekara, Mechanika ogólna;

Plan wykładu 1. Przedmiot i metodologia fizyki: czym jest fizyka; wielkości fizyczne i ich jednostki; układy jednostek; matematyka w fizyce: kartezjański układ współrzędnych; wektory – dodawanie i mnożenie wektorów; pochodne i całki – podstawowe wiadomości.

2. Kinematyka punktu materialnego: pojęcie punktu materialnego; ruch punktu materialnego; prędkość i przyspieszenie; ruch jednostajny prostoliniowy; ruch prostoliniowy jednostajnie zmienny.

3. Dynamika punktu materialnego: zasady dynamiki Newtona; układ inercjalny i nieinercjalny – rozkłady sił w obu układach; dynamika ruchu ciał (spadek swobodny, bloczek nieważki, równia pochyła); siła tarcia; dynamika ruchu po okręgu; zasada zachowania energii mechanicznej; praca i moc.

4. Pole grawitacyjne: prawo grawitacji; prawa Keplera; ruch w polu siły ciężkości; rzut ukośny w polu grawitacyjnym; energia kinetyczna i potencjalna (grawitacyjna).

5. Ruch falowy: drgania harmoniczne – pojęcia ogólne; przykłady ruchu harmonicznego: wahadło matematyczne; prędkość rozchodzenia się fal; równanie fali płaskiej; powstawanie i rozchodzenie się fal dźwiękowych; zjawisko Dopplera; drgania wymuszone.

6. Elektrostatyka: ładunek elektryczny; zasada zachowania ładunku elektrycznego; prawo Coulomba; pole elektryczne; natężenie pola elektrycznego; prawo Gaussa; napięcie elektryczne; pojemność elektryczna; kondensatory, łączenie kondensatorów.

7. Magnetyzm: właściwości magnetyczne substancji; wektor indukcji magnetycznej; siła Lorentza; działanie pola magnetycznego na przewodnik z prądem; prawo Gaussa dla pola magnetycznego; siła elektrodynamiczna; pole magnetyczne przewodnika z prądem, prawo Ampere’a; oddziaływanie przewodników z prądem (definicja ampera); ruch cząstek naładowanych w polu magn.

8. Optyka: ogólne własności światła; współczynnik załamania i droga optyczna; zasada Fermata; prawo odbicia i załamania światła; równanie soczewki cienkiej; obrazy wytwarzane przez cienkie soczewki; proste przyrządy optyczne; rozszczepienie światła białego w pryzmacie; doświadczenie Younga; dyfrakcja i interferencja światła; polaryzacja światła.

9. Kinematyka i dynamika relatywistyczna: czasoprzestrzeń; interwał czasoprzestrzenny; transformacje Galileusza i Lorentza; stożek świetlny; jednoczesność zdarzeń.

10. Elementy termodynamiki: równanie stanu gazu doskonałego; pojęcie liczności materii; masa atomowa i molowa; zasady termodynamiki; przemiana izobaryczna, izochoryczna, izotermiczna i adiabatyczna.

11. Fizyka ciała stałego: ładunek jądra; rozmiary i kształt jąder; wiązania jąder; defekt masy; siły jądrowe; sztuczne reakcje jądrowe; bilans energii; klasyfikacja cząstek elementarnych.

12. Promieniotwórczość naturalna i sztuczna: podstawowe jednostki określające źródło oraz działanie promieniowania na otoczenie; rodzaje promieniowania jonizującego; prawo rozpadu promieniotwórczego; okres połowicznego rozpadu.

13. Elementy mechaniki kwantowej: promieniowanie ciała doskonale czarnego; efekt fotoelektryczny; efekt Comptona; doświadczenie Sterna-Gerlacha; hipoteza de Broglie’a; doświadczenie Davissona-Germera; dualizm korpuskularno-falowy; model Bohra atomu.