Prof. dr
hab. Antoni ADAMCZYK
Wykłady z Fizyki
Ogólnej (I. rok, PW)
Zalecane podręczniki:
1. D. Halliday, R. Resnick, J. Walker – PODSTAWY
FIZYKI, t. 1 – 5, PWN 2003-2004
(Przystępny
i obszerny opis zjawisk fizycznych. Wiele przykładów szczegółowo
rozwiązanych,
duża liczba zadań do samodzielnego rozwiązania).
2. B. M. Jaworski, A. A. Dietłaf – FIZYKA. Poradnik
encyklopedyczny, PWN 2004
(Fantastycznie
napisane ale bardzo zwarte przedstawienie fizyki ogólnej na wysokim
poziomie.
Podręcznik
idealny do powtórek dla zaawansowanego studenta)
3. H. D.
Young, R. A. Friedman – UNIVERSITY PHYSICS, Pearson (np. 12th Edition)
(Najlepszy
podręcznik, moim zdaniem, fizyki ogólnej w języku angielskim. Wspaniale
wydany, napisany bardzo przystępnie, duża liczba przykładów
, piękny styl angielskiego)
Gorąco polecam także:
4. I. W. Sawieliew – KURS FIZYKI, t. 1 – 3, PWN
1987-1989
(Znakomity
podręcznik do samodzielnego studiowania podstaw fizyki ogólnej na
wysokim poziomie).
5. Minidictionary of Physics, Oxford University Press (zwarty
opis, wielokrotnie korzystam ze skondensowanego tekstu haseł)
Studenci przychodzący na Politechnikę są w ogromnej większości obciążeni uprzedzeniami do fizyki.
W świadomości nowych studentów dominuje wrażenie, że fizyka jest trudna, nudna i nieprzydatna.
Nic bardziej mylnego!
Fizyka jest najbardziej podstawową nauką
przyrodniczą i jest nauką uniwersalną, tzn. odnosi się do
wszystkich aspektów świata materialnego:
- jako zadanie stawia sobie zrozumienie wszystkich
zjawisk w przyrodzie i
opis własności wszystkich rodzajów
materii ;
- jest nauką, która nie opiera się na
żadnej innej nauce przyrodniczej; bazą fizyki jest tylko sama materia
i eksperymenty na niej;
- językiem fizyki jest najściślejszy ze
znanych języków - matematyka.
Fizyka jest tworzywem techniki, która jest tym bardziej zaawansowana, im więcej w niej nowoczesnej fizyki.
██████████████████████████████████
Aby przełamać początkowe opory nowych
studentów, zadbamy o to,
aby wykłady z fizyki stały się dla
słuchaczy satysfakcjonującą przygodą.
W czasie wykładów będziemy stosowali
demonstracje przy użyciu różnego rodzaju aparatury, a
także animacje i symulacje komputerowe.
██████████████████████████████████
PROGRAM
WYKŁADÓW
I.
i II. semestr
KINEMATYKA.
RACHUNEK WEKTOROWY
DYNAMIKA RUCHU LINIOWEGO. ZASADY
NEWTONA
GRAWITACJA
DYNAMIKA
RUCHU OBROTOWEGO
DRGANIA
I FALE
ELEMENTY
HYDRODYNAMIKI
PODSTAWY
TERMODYNAMIKI
PODSTAWY
FIZYKI STATYSTYCZNEJ
ELEKTRODYNAMIKA.
PRĄD ELEKTRYCZNY. POLE MAGNETYCZNE
RÓWNANIA
MAXWELLA. POSTACI RÓŻNICZKOWA I CAŁKOWA
ELEMENTY
OPTYKI FALOWEJ
MODEL
STANDARDOWY. BUDOWA JĄDRA ATOMOWEGO
Nie wszystkie
równania, jakie spotkamy w kursie fizyki, mają jednakowy
ciężar gatunkowy. ISTNIEJĄ „TAJEMNICE PRZYRODY”,
czyli równania odgadnięte na podstawie badań eksperymentalnych
i będące rezultatem olśnienia ich twórców. Takich
równań nie można wyprowadzić z równań jeszcze
bardziej podstawowych. Przykładami mogą być fundamentalne
równania mechaniki i elektrodynamiki:
MIĘDZYNARODOWY UKŁAD JEDNOSTEK SI. PODSTAWOWE JEDNOSTKI
Podstawowe jednostki Międzynarodowego Układu
Jednostek SI (Système International d’Unités)
metr (1 m) (jednostka
długości) - długość odcinka drogi, jaką
światło przebywa w próżni w czasie 1/299 792 458 sekundy.
Prędkość światła w próżni przyjmuje
się obecnie za wartość równą z definicji 299 792 458
ms-1 i ta wartość nie podlega już dalej pomiarom. Definicja
przyjęta w 1983 r. z tego powodu, że obecnie przedziały czasowe
potrafimy mierzyć o wiele dokładniej, niż odległości.
kilogram (1 kg)
(jednostka masy) - masa ustalonego wzorca o kształcie walca wykonanego ze
stopu platynowo-irydowego, przechowywanego w Międzynarodowym Urzędzie
Miar i Wag w Sèvres pod Paryżem.
sekunda (1 s)
(jednostka czasu) - czas trwania 9 192 631 770 cykli drgań w
promieniowaniu mikrofalowym emitowanym w przejściu atomu cezu 133 (133Cs)
między dwoma poziomami struktury nadsubtelnej stanu podstawowego 2S1/2.
Oba poziomy różnią się ustawieniem,
równoległym i antyrównoległym, spinu elektronu
najbardziej zewnętrznego względem spinu jądra. Definicja
przyjęta w 1967 r.
amper (1 A) (jednostka
natężenia prądu elektrycznego) - jest natężeniem
takiego prądu o stałej wartości, który płynąc w
dwóch prostoliniowych i równoległych przewodnikach o nieskończonej
długości, powoduje, że oba przewodniki oddziałują
wzajemnie na siebie z siłą
2×10-7 niutona na metr przewodnika.
kandela (1 cd)
(jednostka światłości) - światłość w
kierunku normalnym do płaskiej powierzchni ciała doskonale czarnego
równej 1/600 000 m2 promieniującego w temperaturze
krzepnięcia platyny (2042 K) pod ciśnieniem 1 atmosfery.
mol (1 mol) (jednostka
ilości materii) - ilość materii w układzie
zawierającym liczbę cząstek określonego rodzaju
równą liczbie atomów zawartych w 0.012 kg węgla 12C.
W zależności od rodzaju rozważanego układu, cząstkami
są atomy, molekuły, jony, elektrony itd.
Niektóre
jednostki pochodne
angstrem (1 Ǻ) - 1 Ǻ = 10-10 m.
paskal (1 Pa) (jednostka
ciśnienia) - ciśnienie wywierane przez siłę 1 niutona
działającą na powierzchnię 1 metra kwadratowego. 1 Pa = 1 N·m-2.
atmosfera (1 atm) (jednostka ciśnienia) - atmosfera fizyczna, ciśnienie wywierane przez siłę 101 325 niutona działającą na powierzchnię 1 metra kwadratowego (1 atm = 101 325 N·m-2).
herc (1 Hz) (jednostka częstotliwości) - 1 cykl drgania na sekundę.
niuton (1 N) (jednostka siły) - siła, jaka nadaje masie 1 kg przyśpieszenie 1 m·s-2.
dżul (1J) (jednostka pracy oraz energii) - praca wykonana na drodze 1 m przez siłę 1N działającą w kierunku przesunięcia.
wat (1 W) (jednostka mocy) - moc układu wykonującego pracę 1 dżula w czasie jednej sekundy. Inną używaną jeszcze jednostką mocy jest koń mechaniczny (1 KM). 1 KM = 735.5 W.
kaloria (1 cal) (jednostka ciepła) - 1 cal = 4.186 J.
kulomb (1 C) (jednostka ładunku) - ładunek, jaki przepływa w czasie jednej sekundy przez powierzchnię przekroju przewodnika, w którym płynie prąd stały o natężeniu jednego ampera.
wolt (1 V) (jednostka różnicy potencjałów oraz siły elektromotorycznej) - różnica potencjałów elektrycznych na końcach jednorodnego przewodu, w którym płynie ustalony prąd o natężeniu 1 ampera i gdy moc wydzielana w tym przewodzie ma wartość 1 wata.
elektronowolt (1 eV) (jednostka energii) - wartość o jaką zmienia się energia ciała mającego ładunek równy jednemu ładunkowi elementarnemu 1e po przejściu różnicy potencjałów 1 wolta. 1 eV = 1.602 × 10-19 J.
farad (1 F) (jednostka pojemności elektrycznej) - pojemność elektryczna przewodnika, który zmienia swój potencjał o 1 wolt gdy zostanie na nim umieszczony ładunek 1 kulomba. 1 F = 1 C·V-1.
weber (1 Wb) (jednostka strumienia magnetycznego) - 1 Wb = 1 N·m·A-1.
tesla (1 T) (jednostka indukcji magnetycznej, jednostka gęstości strumienia magnetycznego) - 1 T = 1 Wb·m-2.
om (1 Ω) (jednostka oporności elektrycznej) - jest to oporność przewodnika, w którym stała różnica potencjałów 1 wolta powoduje przepływ prądu o natężeniu 1 ampera. 1 Ω = 1 V·A-1.
henr (1 H) (jednostka indukcyjności - własnej lub wzajemnej) - indukcyjność obwodu, w którym przepływ prądu o natężeniu 1 ampera powoduje powstanie strumienia magnetycznego o wartości 1 webera przenikającego ten obwód. Jest to też indukcyjność obwodu, w którym równomierna zmiana prądu z szybkością 1 ampera na sekundę powoduje powstanie w tym obwodzie siły elektromotorycznej indukcji o wartości 1 wolta.