Opis przedmiotów

Image

 Algebra

 Słowo algebra pochodzi z tytułu dzieła uczonego arabskiego Alchwarizmiego (VIII / IX wiek) Hisab al-dżabr wa'l-mukabala (O odtwarzaniu i przeciwstawianiu) dotyczącego przenoszenia wyrazów o współczynnikach ujemnych z jednej strony róImagewnania na drugą oraz skracania równań stronami. Początkowo, jak wskazuje pochodzenie jej nazwy, algebra zajmowała się rozwiązywaniem równań pierwszego i drugiego stopnia o współczynnikach liczbowych. 

Algebra liniowa z geometrią to tak naprawdę dla fizyka zbiór ciekawostek matematycznych. Wykład prowadzony w przystępny i bardzo interesujący sposób przybliża zagadnienia związane z macierzami i rozwiązywalnością układów równań. Wprowadza także z matematycznej strony tak ważne dla fizyki wielkości jak wektor czy operator kwantowy. Oczywiście na Politechnice nie może zabraknąć konfrontacji wiedzy z konkretnymi problemami dlatego równolegle do wysłuchanej wiedzy można ćwiczyć umiejętności na zajęciach praktycznych.

 

ImageAnaliza Matematyczna

Studiowanie fizyki, podobnie jak praca każdego inżyniera wymaga języka, w którym można wyrażać swoje myśli i wyzwania. Oczywiście takim językiem jest matematyka. Zadziwiające, że wyjeżdżając na późniejszych latach studiów w ramach wymiany na zagraniczne uczelnie to właśnie dzięki matematyce można bez większego problemu zrozumieć wykłady czy podręczniki. Z tych właśnie powodów studia na Wydziale Fizyki Politechniki Warszawskiej rozpoczynają się od analizy matematycznej jako jednego z dwóch głównych przedmiotów na pierwszym roku studiów inżynierskich. Na wykładzie i ćwiczeniach nie tylko przypomnisz sobie to co zostało w głowie po maturze, ale wzbogacisz swój aparat matematyczny o pojęcia, które pozwolą Ci zrozumieć skąd się biorą różne wzory w fizyce. Nagle zobaczysz, że tak naprawdę to jedne z nich po prostu wynikają z innych.
To na tym wykładzie poznasz całki, pochodne i ciągi. To tutaj zmierzysz się po raz pierwszy z tajemniczymi równaniami różniczkowymi, takimi jak równanie ruchu. Tutaj także dowiesz się w końcu jaki jest wynik dzielenia przez zero. Oczywiście wiedza ta może być trudna, ale ogromna ilość godzin przeznaczonych na ćwiczenia rachunkowe pozwoli w odpowiednim tempie nabywać umiejętności posługiwania się tą wiedzą w praktyce utrwalając i porządkując ją tym samym. No bo czy można się nauczyć języka obcego, jak się w nim nie rozmawia?

 

Podstawy fizyki


Obszary technologii XXI wieku w których można zastosować fizykę ogranicza jedynie nasza wyobraźnia. Aby jednak naprawdę rozpocząć przygodę z techniką trzeba uporządkować podstawy fizyki. To jeden z dwóch głównym przedmiotów od którego studenci Wydziału Fizyki Politechniki Warszawskiej rozpoczynają swoją drogę ku twórczemu myśleniu charakterystycznemu dla fizyków. Wykład pozwala przypomnieć sobie wiedzę zdobytą w szkole, a także rozszerza ją o te zagadnienia, które pomagają ją przede wszystkim rozumieć, a nie tylko zapamiętywać. Bardzo duża ilość ćwiczeń rachunkowych i laboratoryjnych daje odczuć, że jesteśmy na Politechnice, gdzie w pierwszym rzędzie chodzi o umiejętności praktyczne oparte na zdobytej wiedzy. Poznasz tu podstawowe, modelowe problemy fizyczne oraz ich rozwiązania, które w toku dalszych studiów będą używane jako podstawa szczegółowych rozważań wielu zagadnień technicznych i teoretycznych.
Wykład trwa 2 semestry i obejmuje przegląd wszystkich działów fizyki od mechaniki klasycznej, przez termodynamikę, pola elektromagnetyczne, elementy fizyki kwantowej aż po fizykę relatywistyczną i wynikające z niej wnioski dla naszej wizji świata. Równolegle z tokiem wykładu prowadzone są zajęcia rachunkowe, na których treść wykładu uzupełniana jest o przykłady i dodatkowe zagadnienia o charakterze rachunkowym. Na drugim semestrze studenci Wydziału Fizyki mają okazję także „dotknąć” tego czego się nauczyli. Prawa i zasady fizyki sprawdzane są w praktyce na Laboratorium Fizyki w wymiarze większym niż na innych wydziałach Politechniki Warszawskiej. Te zajęcia pozwolą Ci nie tylko zobaczyć, czy ta cała fizyka rzeczywiście działa, ale oswoją Cię z charakterem pracy naukowej, ukażą, że wielkości fizyczne to nie tylko liczby, pozwolą wytrenować pisanie sprawozdań z własnych badań. Na późniejszych semestrach Laboratorium fizyki pozwoli coraz głębiej poznawać pracę naukową w laboratoriach badawczych wydziału prowadząc w prostej linii do realizacji Pracy inżynierskiej.


Podstawy technologii informacyjnej, Podstawy programowania, Języki Programowania, Programowanie obiektowe, podstawy projektowania przyrządów wirtualnych

Czy fizyk może być niedoświadczony w pracy z komputerem? Komputery to zbieranie danych, sterowanie urządzeniami, obliczenia, symulacje czy nawet narzędzie do pisania prac naukowych. Jednakże studenci Wydziału Fizyki Politechniki Warszawskiej nie muszą się bać, jeśli komputery są im obce. Wielosemestralny kurs pozwoli najpierw oswoić te maszyny a potem wytresować je do wykonywania zadań, które im powierzymy. Wszystko oczywiście zaczyna się od podstaw technologii informacyjnej. Na tych zajęciach poznasz podstawowe pojęcia z zakresu informatyki oraz nauczysz się nie bać komputerów. Oczywiście jeśli już dawno się ich nie boisz przedmiot ten zaliczysz w bardziej zaawansowany sposób wykonując projekt odpowiadający twoim ambicjom. Naturalnie nie jest to żaden wykład tylko wyłącznie zajęcia przy komputerze. Najcenniejszą funkcją komputera jest jednakże jego zdolność do obliczeń i sterowania różnymi urządzeniami. Dlatego podstawy programowania pojawiają się już na drugim semestrze, a na kolejnych są rozwijane o różnorakie języki programowania, a także zagadnienia dotyczące programowania obiektowego. Po wysłuchaniu tych wykładów oraz wypełnieniu towarzyszących im wielu ćwiczeń będziesz potrafił programować nie tylko w Pascalu, ale przede wszystkim w powszechnie dzisiaj używanych językach C++ i Java. Gdy już opanujesz programowanie liniowe i obiektowe nauczysz się także podstaw projektowania przyrządów wirtualnych - czyli języka graficznego LabView, który umożliwia w prosty sposób sterowanie każdym przyrządem pomiarowym.

 

Opracowywanie danych doświadczalnych

Ten mały przedmiot pojawia się zaraz na początku studiów i ma za zadanie oswoić Cię z danymi doświadczalnymi. Mierzysz linijką szerokość kartki papieru. Wychodzi 21 cm, ale czy zastanawiasz się jak dokładny był Twój pomiar? No tak linijka miała podziałkę co 1 mm więc pewnie tyle... Czy jednak koniec kartki nie wypadł gdzieś pomiędzy podziałkami? Czy podziałki na pewno są dokładnie co 1 mm? Czy jeśli zmierzysz tą kartkę w innym miejscu to otrzymasz ten sam wynik? Opracowywanie danych doświadczalnych dotyczy takich właśnie pytań. Opanowanie sztuki odpowiadania na nie pozwoli Ci patrzeć na pomiary we właściwy sposób.

 

Chemia

Chemia to nic innego jak fizyka w skali cząsteczek. Dlatego już na początku studiowania fizyki spotkasz się jej podstawami. Wykład i obszerne laboratorium prowadzone na Wydziale Chemii Politechniki Warszawskiej ukaże Ci podstawowe pojęcia i techniki chemiczne. W końcu już wkrótce projektował będziesz być może nowe materiały i nanostruktury, więc terminologia chemiczna będzie dla Ciebie językiem codziennym.


Podstawy elektroniki, elektronika w eksperymencie fizycznym


Stworzenie urządzenia, zaprojektowanie układu technicznego, obsługa zautomatyzowanego eksperymentu fizycznego - wszystko to zawiera rozwiązania elektroniczne. Trudno wyobrazić sobie inżyniera, które nie potrafiłby z łatwością posługiwać się językiem elektroniki. Na Wydziale Fizyki Politechniki Warszawskiej elektronika to oczywiście jedynie niezbędna ilość wykładu ale za to duża ilość ćwiczeń praktycznych. Prawo Ohma, diody, zasilacze stabilizowane - tego wszystkiego lepiej uczyć się na stole laboratoryjnym niż na tablicy sali wykładowej, czyż nie?

 

Probabilistyka

Prawdopodobieństwo zdarzenia kojarzy nam się z grą w lotto lub rzutem kostką, tymczasem we współczesnym świecie probabilistyka stała się narzędziem naukowym. Jak z pewnością słyszałeś fizyka kwantowa określa jedynie prawdopodobieństwo że cząstka znajduje się w konkretnym miejscu i ma określoną prędkość. To właśnie takie podejście ujawniło zjawisko tunelowe szeroko wykorzystywane m.in. w telekomunikacji światłowodowej. Wykład na 4. semestrze wprowadzi Cię w świat pojęć probabilistycznych a ćwiczenia pozwolą wytrenować umiejętności zastosowania ich do różnorodnych zagadnień.

 

Grafika inżynierska

Inżynier, który nie zna rysunku technicznego to żaden inżynier. Taka opinia panuje powszechnie wśród osób z wykształceniem technicznym. Pewnie słyszałeś też że rysunek techniczny to jeden z najtrudniejszych do zaliczenia przedmiotów. Dokładność co do milimetra, odręczne rysunki skomplikowanych śrub i fragmentów maszyn, wielokrotne wykonywanie tych samych rysunków bo nie można poprawić... to wszystko nie na Wydziale Fizyki. Inżynier powinien umieć wykonać rysunek techniczny odręcznie, ale przecież mamy XXI wiek i każdy projekt wykonuje się na komputerze, najczęściej w AutoCADzie. Dlatego grafika inżynierska dla fizyka składa się z krótkiego wstępu z użyciem ołówka (a nie tuszu) i kartki papieru w kratkę (a nie milimetrowego), ale większość semestru to rysunek techniczny myszką na ekranie. Umiejętność posługiwania się nowoczesnym oprogramowaniem to przecież dziś bardzo cenny atrybut.

 

Metody matematyczne fizyki

Matematyka powstała dla potrzeb fizyki, jednakże dzisiaj używają ją również inne nauki takie jak ekonomia czy socjologia. Rozwinęła się więc ona na wiele zaawansowanych działów. Nie sposób poznać ich wszystkich. Na czwartym semestrze spotkasz się z zaawansowanymi zagadnieniami metod matematycznych fizyki takimi jak uogólnienie silni na liczby rzeczywiste czy pojęcie iloczynu skalarnego wielomianów. Te specyficzne działy matematyki znajdują zastosowanie we współczesnej fizyce oraz informatyce. Oczywiście samo słuchanie o tych zagadnieniach nie przyniosłoby wiele korzyści bez treningu praktycznego, dlatego do wykładu dołączone jest drugie tyle ćwiczeń umożliwiających nabywanie i utrwalanie zdobytych umiejętności.

Mechanika

Działem, od którego rozpoczyna się fizyka jest mechanika klasyczna. Również studia fizyki na poważnie zaczynają się od wykładu z tej najbardziej podstawowej gałęzi wiedzy. Myli się jednak ten, kto uważa, że na temat równań ruchu i zasad Newtona wie już wszystko. Mechanika klasyczna wprowadza pojęcia, których uogólnienie potem stanie się podstawą termodynamiki i fizyki kwantowej. Mechanika klasyczna to praktyczne rozwiązywanie takich zagadnień jak zsuwanie się łańcucha o równomiernie rozłożonej masie, stabilność konstrukcji mostów czy prawa ruchu po zakrzywionej powierzchni, które zainspirowały Einsteina do budowy ogólnej teorii względności. 

 

Elektrodynamika

Z mechaniki klasycznej i odkrycia zjawiska elektryzowania się ciał wyrosła elektrodynamika. Zagadnienie istnienia ładunku elektrycznego jest każdemu znane, jeśli nie po maturze to po kursie podstaw fizyki. Na elektrodynamice zobaczysz, że pole elektryczne ma głębszy sens niż tylko oddziaływanie między ładunkami. Zobaczysz jak z elektrony tworzą prąd, jak mikroprądy wytwarzają pole magnetyczne, wreszcie jak z pola elektrycznego i magnetycznego powstaje fala radiowa i światło. Słuchając tego wykładu i rozwiązując samemu zagadnienia na ćwiczeniach prześledzisz także między innymi dlaczego niezbędna była szczególna teoria względności i założenie stałej prędkości światła.

 

Fizyka kwantowa

Dwudziesty wiek rozpoczął się zupełnie nowym podejściem do fizyki. Zjawiska występujące w atomach nie pasowały do równań mechaniki klasycznej i elektrodynamiki. Powstała koncepcja iż energia prędkość a nawet czas są skwantowane. Fizyka kwantowa zmodyfikowała aparat matematyczny mechaniki klasycznej zamieniając funkcje na operatory, wartości na funkcje, a pewność na nieoznaczoność. Ta zupełnie nowa metoda naukowa pozwoliła na wyciągnięcie całkowicie innych wniosków na temat otaczającego nas świata. Okazało się, że opis kwantowy sprawdza się w różnych doświadczeniach i stanowi źródło dla nowych gałęzi techniki. Na wykładzie i ćwiczeniach sam odkryjesz i poznasz najciekawsze zagadnienia fizyki kwantowej takie jak efekt tunelowy czy skwantowanie orbit elektronów.

 

Fizyka statystyczna i termodynamika

Układy wielu atomów oddziałujących ze sobą można opisywać zarówno jako całość - gaz jak i jako zbiór cząstek. Te dwa pojęcia tworzą fizykę statystyczną i termodynamikę. Co to są potencjały termodynamiczne, jak cząsteczki gazu oddziałują ze sobą, co się dzieje przy przemianie wody w parę? Na te inne pytania sam znajdziesz odpowiedź na ćwiczeniach i wykładzie. To jednak nie wszystko. Okazuje się bowiem, że cząsteczki gazu możemy zastąpić na przykład poszczególnymi ludźmi i te same równania i modele zaczynają nam opisywać zjawiska społeczne...

 

Wstęp do fizyki jądrowej

Mikroświat jest fascynujący dla każdego kto się z nim zetknie. Największe na świecie laboratoria, a w nich ogromne wielopiętrowe przyrządy pomiarowe powstają po to aby poznać strukturę materii i cofnąć się w czasie do początku wszechświata. Wstęp do fizyki jądrowej pozwoli Ci poznać wyniki tych badań. Dowiesz się z czego zbudowana jest materia, jak przenoszone są oddziaływania, a także że teoria względności Einsteina rzeczywiście działa dla energii bliskich prędkości światła.

 

Podstawy optyki

Światło jest formą fali elektromagnetycznej. Taką szczególną formą, która tworzy cały nasz świat. Wystarczy pomyśleć, że gdybyśmy widzieli inny zakres fal, to szyba nie byłaby przeźroczysta, a nasze ciała mogłyby świecić w ciemności. O ile w ogóle w nocy byłoby ciemno... Podstawy optyki to sztuka poskramiania światła. Soczewki, zwierciadła, światłowody - wszystkie te wynalazki pozwalają nam kontrolować światło i sprawiać, aby pracowało ono na naszą korzyść. I to pracowało z prędkością światła...

 

Wstęp do fizyki ciała stałego

Czy kiedykolwiek zastanawiałeś się czym jest ciało stałe? Niby wiesz, że zbudowane jest z atomów i niby masz świadomość, że między tymi atomami są puste przestrzenie, ale jakoś trudno to sobie wyobrazić gdy patrzy się na stół czy białą kartkę papieru. Wstęp do fizyki ciała stałego to ukazanie bogactwa zjawisk, które występują w sieciach krystalicznych ciał stałych. Od przenoszenia drgań aż po oddziaływanie ze światłem - poznanie ciał stałych prowadzi do możliwości ich kontroli a następnie tworzenia nowych niezwykłych materiałów.
 

 

Grzegorz Siudem student

Więcej …
 

Michał Dudek student

Więcej …
 
(c)2009 Wydział Fizyki, Politechnika Warszawska