PROGRAMY
KURSÓW STUDIÓW WYŻSZYCH II STOPNIA
NA KIERUNKU FIZYKA ROZPOCZYNAJĄCYCH
SIĘ W ROKU AKADEMICKIM
2009/2010
Studia stacjonarne i
niestacjonarne drugiego stopnia w zakresie fizyki z elementami inżynierii
materiałowej
SPECJALNOŚĆ
NIENAUCZYCIELSKA.
Nazwa kursu: METODY MATEMATYCZNE FIZYKI
PROGRAM:
Podstawowe pojęcia przestrzeni
liniowych: liniowa zależność i niezależność wektorów, baza i wymiar przestrzeni
liniowej, transformacje składowych wektora i wektorów bazowych, orientacja
bazy, prostoliniowe i krzywoliniowe układy współrzędnych. [Bardziej szczegółowe
zagadnienia to: odwzorowania liniowe (homomorfizmy):
reprezentacja macierzowa przestrzeni homomorfizmów,
jądro (KerL) i obraz homomorfizmu (ImL), twierdzenie o wymiarach: dim
KerL + dim ImL = dimV, monomorfizmy,
epimorfizmy i izomorfizmy, przestrzeń dualna Vd (form liniowych): izomorfizm wektorów i form,
notacja bra(c)ketowa
Diraca, baza dualna, tożsamość Parsevala]. Operatory
liniowe: reprezentacja macierzowa operatorów, równanie własne operatora,
niezmienniki (wyznacznik, ślad), algebra operatorów, diagonalizowalność.
Tensory i pola tensorowe: prawo transformacji składowych tensora przy zmianie
bazy (walencje ko- i kontrawariantne),
dodawanie i mnożenie tensorów, symetryzacja, alternacja i kontrakcja, przykłady
tensora napięć sprężystych i momentu bezwładności. Zagadnienia przestrzeni
metrycznych, wprowadzenie iloczynu skalarnego wektorów jako realizacji
izomorfizmu przestrzeni liniowej z przestrzenią dualną oraz klasyfikacja tych
przestrzeni według symetrii metryki. [Bardziej szczegółowe zagadnienia to:
Nierówność Schwarza w przestrzeni Euklidesa i Hilberta
oraz jej odwrócenie w przestrzeni pseudoeuklidesowej.
Konstrukcja iloczynu wektorowego i mieszanego, zastosowanie do opera-tora obrotu. Wzory Freneta
i twierdzenie Eulera. Operatory izometryczne (ortogonalne i unitarne) i samodualne (symetryczne i hermitowskie).
Różniczkowanie kowariantne pól tensorowych, na przykładzie pól wekto-rowych, form liniowych i tensorów walencji.
Zastosowanie współczynników Christoffela do wyrażenia
przyspieszenia w dowolnych współrzędnych krzywoliniowych, co prowadzi do równań
La-grange’a II rodzaju.] Operacje różniczkowe
gradientu ko- i kontrawariantnego, dywergencji,
rotacji, laplasjanu skalarnego i wektorowego oraz kombinacje tych operacji.
Pojęcia całek krzywoliniowych, powierzchniowych i objętościowych oraz
twierdzenia Gaussa i Stokesa z ich uogólnieniami.
Funkcje analityczne. Własności ciała liczb zespolonych. Holomorficzność i
analityczność funkcji zmiennej zespolonej z przykładami funkcji
wielowartościowych (zespolony pierwiastek i logarytm). [[Bardziej szczegółowe
zagadnienia to: Twierdzenie całkowe Cauchy’ego w
obszarze jedno- i wielospójnym, wzór całkowy Cauchy’ego,
wzór całkowy Gaussa, twierdzenie Liouville’a.
Twierdzenia Weierstrassa i Abela
o szeregach funkcyjnych, szereg Taylora, szereg Laurenta
funkcji analitycznej, szereg Fouriera. Punkty osobliwe i residua funkcji
zmiennej zespolonej, przedłużenia analityczne funkcji holomorficznych. Metoda
konturowa obliczania całek oznaczonych. Typy równań różniczkowych zwyczajnych
oraz metody ich całkowania. Zespolone równania różniczkowe II rzędu w otoczeniu
punktu regularnego i punktu osobliwego. Równania różniczkowe wielomianów Legendre’a, Hermite’a i Laguerre’a. Równania różniczkowe funkcji Bessela i Hankela. Funkcje hipergeometryczne i hipergeometryczne
konfluentne. nRównania
różniczkowe cząstkowe 2 rzędu i ich klasyfikacja (eliptyczne, hiperboliczne i
paraboliczne).]
LITERATURA PODSTAWOWA
Banaszek G., Gajda W. – Elementy
algebry liniowej cz. I, II, WNT, Warszawa 2002
Kostrikin A. I., Manin J. I. – Algebra
liniowa i geometria, PWN, Warszawa 1993
Przybyło S., Szlachtowski
A. – Algebra i wielowymiarowa geometria analityczna w zadaniach, WNT, Warszawa
2005
Sołtysiak A. – Algebra liniowa,
Wydawnictwo UAM, Poznań 2003
L. Górniewicz,
R. L. Ingarden, „Analiza matematyczna dla fizyków”, t. II, PWN, Warszawa 1985
J. Koroński,
„Wykłady i ćwiczenia z matematyki”, cz.II,
Wydawnictwo PK, Kraków 2005
T.Trajdos, „Matematyka” cz.III, WNT,
Warszawa 1993
R. Rudnicki ,
„Wykłady z analizy matematycznej”, PWN, Warszawa 2001
W. Żakowski, W. Kołodziej,
„Matematyka” cz.II, WNT, Warszawa 2000
W. Żakowski, W. Leksiński, „Matematyka” cz.IV,
WNT, Warszawa 1995
LITERATURA UZUPEŁNIAJĄCA
W. Krysicki , „Analiza
matematyczna w zadaniach”, cz.II, PWN, Warszawa 1999
F. Leja , „Rachunek
różniczkowy i całkowy”, PWN, Warszawa 1979
W. Stankiewicz. „ Zadania z
matematyki dla wyższych uczelni technicznych, cz.II,
PWN, Warszawa 1980
G. I. Zaporożec, „Metody
rozwiązywania zadań z analizy matematycznej”, WNT, Warszawa 1967
Nazwa kursu: MECHANIKA TEORETYCZNA
PROGRAM:
Prawa, zagadnienia oraz pojęcia
z zakresu mechaniki klasycznej. Znajomość opisu układu mechanicznego w sformułowaniu
Eulera-Lagrange’a, Hamiltona oraz Hamiltona-Jacobiego.
Znajomość elementów teorii chaosu oraz elementów dynamiki relatywistycznej.
Umiejętność rozwiązywania
zagadnienia ruchu jednowymiarowego w polu sił potencjalnych, analizy
zagadnień wielowymiarowych, zastosowania zasady d”Alemberta,
konstrukcji działania, rozwiązywania równań Eulera-Lagrange’a
II rodzaju, znajdowania całek ruchu, analizy małych drgań, posługiwania się
równaniami Hamiltona do badania dynamiki układów mechanicznych, znajdowania
funkcji tworzących przekształceń kanonicznych, obliczania nawiasów Poissona oraz poszukiwania całek ruchu przy pomocy
twierdzenia Jacobiego, użycia równania Hamiltona-Jacobiego do analizy własności układu
dynamicznego. Rozwiązywania zagadnień mechanicznych na gruncie mechaniki
relatywistycznej.
LITERATURA PODSTAWOWA
2. W.Rubinowicz,
W.Królikowski „Mechanika teoretyczna”,
3. Ingarden R. S., Jamiołkowski
A. „Mechanika klasyczna”
LITERATURA UZUPEŁNIAJĄCA
4. Greiner W. „Classical Mechanics. Systems of Particles and Hamiltonian
dynamice”,
5. Greiner W. „Classical Mechanics. Point Particles and Relativity”.. Nazwa
kursu: MECHANIKA KWANTOWA
PROGRAM:
Przykłady układów
kwantowych i ich własności. Interferencja amplitud prawdopodobieństwa. Funkcja
falowa. Zasada superpozycji. Równanie Schrödingera
dla cząstki prostej poruszającej się w przestrzeni i postać ogólna tego
równania dla dowolnego (nierelatywistycznego) układu
kwantowego. Własności funkcji falowych. Probabilistyczna interpretacja funkcji
falowej. Równanie ciągłości. Jednowymiarowe równanie Schrödingera
i jego rozwiązania dla kilku prostych układów. Ogólna struktura
przestrzeni stanów dowolnego układu kwantowego – notacja Diraca. Stany własne
układu kwantowego związane z wynikami pomiarów. Pojęcie zupełnego układu
wektorów stanu. Prawdopodobieństwo uzyskania danego wyniku. Postulat redukcji
wektora stanu. Obserwable i ich podstawowe własności.
Statystyczne charakterystyki obserwabli. Obserwable zgodne – równocześnie mierzalne. Zupełny układ obserwabli zgodnych. Pojęcie reprezentacji w mechanice
kwantowej. Komutator i relacje nieoznaczoności. Bra-wektory
własne położenia i pędu. Reprezentacje położeniowa i pędowa. Widmo ciągłe.
Ogólne równanie Schrödingera – ewolucja czasowa
wektora stanu.
Operator
ewolucji czasowej. Znaczenie hamiltonianu. Stany stacjonarne i stacjonarne
równanie Schrödingera oraz sposoby rozwiązywania tego
równania. Funkcja Greena równania Schrödingera.
Równanie określające szybkość zmian wartości średniej danej obserwabli.
Twierdzenie Ehrenfesta. Zasada nieoznaczoności czas –
energia. Kwantowy oscylator harmoniczny. Operator ogólnego momentu pędu.
Algebraiczne wyznaczanie stanów własnych ogólnego momentu pędu. Orbitalny
moment pędu. Spinowy moment pędu. Harmoniki sferyczne. Problem dwóch cząstek
oddziałujących przez siłę centralną. Atom wodoru. Cząstka naładowana w
zewnętrznym polu elektromagnetycznym – sprzężenie minimalne. Transformacje gauge. Efekt Aharonova – Bohma.
Opis cząstki masywnej ze spinem ½. Równanie Pauliego.
Efekt Zeemana. Symetria w mechanice kwantowej.
Generatory transformacji symetrii i stałe ruchu. Stacjonarny rachunek zaburzeń.
Rachunek zaburzeń zależnych od czasu i jego zastosowania. Opis układów
złożonych – iloczyn tensorowy przestrzeni stanów. Stany splątane. Bozony i
fermiony. Elementy relatywistycznej mechaniki kwantowej; równania Kleina –
Gordona i równanie Diraca.
LITERATURA:
Iwo Białynicki
– Birula, Marek Cieplak, Jerzy Kamiński „Teoria
kwantów”,
Stanisław Szpikowski
„Podstawy mechaniki kwantowej”, Feynmana wykłady z
fizyki Tom III., Bronisław Średniawa „Mechanika kwantowa”, Kacper Zalewski
„Wykłady z nierelatywistycznej mechaniki kwantowej”,
L. W. Tarasow „Podstawy mechaniki kwantowej”, Anthony Sudbery „Quantum mechanics and the
particle of nature”, P. A. M. Dirac „The Principles of Quantum Mechanics”, David J. Griffiths „Introduction to Quantum Mechanics”.. .
Nazwa kursu: LABORATORIUM FIZYKI
WSPÓŁCZESNEJ 1-2
PROGRAM:
Zapoznanie się z wybranymi
zagadnieniami w zakresie Fizyki fazy skondensowanej, Fizyki jądrowej i optyki
jak również ze współczesnymi kierunkami i technikami badań oraz z aparaturą
pomiarową w tym współpracującą z komputerem (sterowanie eksperymentem i
gromadzenie danych).
Samodzielna praca
doświadczalna (zaprojektowanie eksperymentu, opracowanie i analiza otrzymanych
wyników pomiarowych przy użyciu metod komputerowych)
LITERATURA PODSTAWOWA
1. II Pracownia Fizyczna, WN AP,
Kraków 2000
2. Sz. Szczeniowski
- Fizyka doświadczalna, cz.I – VI,
PWN, W-wa 1980.
3. I.W.Sawieliew
- Kurs fizyki, t.1-3, PWN, W-wa 1989.
LITERATURA UZUPEŁNIAJĄCA
http://www.ap.krakow.pl/fiz/prac2/.
Nazwa kursu: ASTROFIZYKA Z ELEMENTAMI
KOSMOLOGII
PROGRAM:
Budowa wewnętrzna gwiazd,
atmosfery gwiazdowe, źródła energii i jej transport, ewolucja gwiazd,
budowa Wszechświata i jego ewolucja, modele
kosmologiczne.
Wyjaśnienie podstawowych zjawisk
fizycznych zachodzących w gwiazdach, materii międzygwiazdowej i
galaktykach,
Wyjaśnianie różnorodności
obserwowanych ciał niebieskich jako efekt ewolucji materii, uzasadnienie
jedności praw przyrody we Wszechświecie.
LITERATURA PODSTAWOWA
M. Kubiak: Gwiazdy i materia
międzygwiazdowa
M. Jaroszyński: Galaktyki i budowa
Wszechświata
LITERATURA UZUPEŁNIAJĄCA
F. Shu
Galaktyki, gwiazdy,życie.
Nazwa kursu: FIZYKA FAZY SKONDENSOWANEJ
PROGRAM:
Wewnętrzna
struktura ciał stałych, rodzaje sił wiązania
i odpychania. Sieć krystaliczna, oznaczenia Millera. Dyfrakcja promieni
rentgenowskich na kryształach. Własności mechaniczne ciał stałych, deformacje i
dyslokacje. Elementy statystyki fizycznej, układy niezdegenerowane
i zdegenerowane. Funkcje rozkładu dla gazu fermionowego
i bozonowego. Własności cieplne ciał stałych, drgania
sieci, widmo drgań, pojęcie fononów. Ciepło właściwe ciał stałych. Teoria
pasmowa ciał stałych. Zapełnianie pasm elektronami: przewodniki, dielektryki i
półprzewodniki. Widmo energetyczne elektronów w krysztale, zależność energii
elektronu od wektora falowego, funkcja
Blocha, strefy Brillouin`a masa efektywna. Poziom
Fermiego w półprzewodnikach. Przewodnictwo elektryczne ciał stałych, gaz
niezdegenerowany i gaz zdegenerowany. Zależność
ruchliwości nośników prądu od temperatury. Przewodnictwo
elektryczne czystych metali, stopów i półprzewodników. Nadprzewodnictwo
niskotemperaturowe, nadprzewodnik w zewnętrznym polu elektrycznym i
magnetycznym. Pole magnetyczne w magnetykach, własności magnetyczne atomów,
atomy grupy żelaza. Magnetyzm ciał stałych, dia-,
para-, ferri-, ferro- i antyferromagnetyki. Ze
względu na obszerność materiału kurs sprowadzono do podstawowych pojęć i zagadnień, dzięki czemu opanowanie treści programowych jest możliwe dla przyszłego nauczyciela fizyki. Celem ćwiczeń jest opanowanie treści i problemów
omawianych na wykładach na przykładzie zadań rachunkowych. i
problemowych.. W szczególności: opis struktury krystalicznej, Określenie
płaszczyzny – wskaźniki Millera, dyfrakcja promieni rentgenowskich na
kryształach, Czynnik strukturalny i atomowy, energia spójności; stała Madelunga; moduł sprężystości, funkcja falowa, poziomy
energetyczne, gęstość stanów i energia Fermiego; powierzchnia Fermiego; ciepło
właściwe gazu elektronowego, przewodnictwo elektryczne i cieplne metali,
funkcje Blocha; liczba stanów w paśmie, masa efektywna elektronów. Koncentracja
nośników w półprzewodnikach typu n oraz momenty magnetyczne jonów w ciele
stałym.
LITERATURA
PODSTAWOWA
C.Kittel- Wstęp do fizyki ciała stałego wyd
IV
UZUPEŁNIAJĄCA
N.W. Ascroft,
N.D. Mermin- Fizyka ciała stałego.
Nazwa kursu: ELEKTRODYNAMIKA TEORETYCZNA
PROGRAM:
Wstęp matematyczny: pola skalarne wektorowe, tensorowe, twierdzenia Stokesa i Gaussa, dowody twierdzeń o istnieniu potencjału
skalarnego i wektorowego dla pól bezwirowych i
bezźródłowych odpowiednio.
Opis źródeł pola: definicje gęstości ładunku, natężenia prądu przez
powierzchnię i wektora gęstości prądu, równanie ciągłości.
Elektrostatyka: prawo Coulomba, definicja pola e-s,
równania Maxwella dla e-s, potencjał e-s, prawo Gaussa, zagadnienie jednoznaczności rozwiązań w e-s, metoda obrazów, przewodniki, pola e-s
w materii, energia pola e-s.
Magnetostatyka: siła Lorentza, definicja pola indukcji magnetycznej,dyskusja zagadnienia bezźródłwości
pola magnetycznego, równania Maxwella dla m-s, potencjał wektorowy, cechowanie
potencjału wektorowego, prawo Biota i Savarta, pola
magnetyczne w materii, energia pola m-s.
Pola zmienne w czasie: prawo indukcji Faraday'a, prąd
przesunięcia, komplet równań Maxwella, opis pól zmiennych w czasie przy pomocy
potencjałów, zagadnienie cechowania potencjałów e-m,
istnienie cechowań Lorentza i Coulomba, energia pola e-m, zasada zachowania energii pola e-m,
równanie falowe, fale e-m, prędkość fazowa i
grupowa, prawo Snella, polaryzacja, potencjały
przedwczesne i opóźnione.
Elektrodynamika
relatywistyczna: transformacja Lorentza,
pełna grupa Lorentza, czasoprzestrzeń Minkowskiego,
tensory w przestrzeni Minkowskiego, czterowektor prądu, tensor pola e-m,
jawnie relatywistycznie niezmiennicze równania Maxwella.
Rozumienie zjawisk elektromagnetycznych
i praw rządzących nimi, umiejętność ich opisu w sposób
klasyczny (przy pomocy analizy wektorowej) i relatywistyczny.
LITERATURA PODSTAWOWA
J.D. Jackson, “Elektrodynamika klasyczna, PWN, Warszawa
1987
E.M. Purcell, “Elektryczność i magnetyzm”, PWN,
Warszawa 1971,
Januszajtis, “Fizyka dla politechnik” tom I, II, PWN,
Warszawa 1982
Griffiths David J., Podstawy elektrodynamiki”, Wydawnictwo Naukowe
PWN, 2005
LITERATURA UZUPEŁNIAJĄCA
Landau, E. Lifszic,
“Teoria pola”, PWN, Warszawa 1980,
R. Ingarden, A. Jemiołkowski,
“Elektrodynamika klasyczna”, PWN, Warszawa 1980,
W. Thirring, “Fizyka
matematyczna” tom.II, PWN, Warszawa 1985
R.P. Feynman, R. Leighton, M. Sands, “Feynmana wykłady z fizyki” tom II, PWN, Warszawa 1971,
M. Sufczyński,
“Elektrodynamika”, PWN ,Warszawa 1980.
Nazwa kursu: ELEMENTY FIZYKI
STATYSTYCZNEJ
PROGRAM:
Znajomość termodynamiki
fenomenologicznej i fizyki statystycznej jako uzupełniających się teorii
dających możliwość zrozumienia zjawisk zachodzących w ciałach makroskopowych.
Warunki zachodzenia procesów termodynamicznych oraz warunki równowagi i
stabilności układów termodynamicznych. Liniowa termodynamika procesów
nieodwracalnych, przykłady zastosowań równań transportu. Różne stany materii,
przemiany fazowe, ich klasyfikacja i mikroskopowa interpretacja. Elementy
klasycznej mechaniki statystycznej. Zespoły statystyczne, przykłady zastosowań
rozkładów statystycznych do wyjaśniania cech różnych układów mikroskopowych.
Statystyki kwantowe, ich zastosowania oraz dyskusja zakresu stosowalności
przybliżeń klasycznych. Analiza równoważności metod fizyki statystycznej i
termodynamiki fenomenologicznej w badaniach makroskopowych. Elementy kwantowej
fizyki statystycznej. Zastosowania klasycznej i kwantowej mechaniki statystycznej
w termodynamice i fizyce fazy skondensowanej.
Posługiwanie się
formalizmem termodynamiki fenomenologicznej oraz fizyki statystycznej do
znajdowania i interpretacji zależności termodynamicznych na bazie
makroskopowych i mikroskopowych modeli ciał makroskopowych.
LITERATURA
PODSTAWOWA
K. Gumiński, Termodynamika;
A.I. Anselm,
Podstawy fizyki statystycznej;
M. Toda,
R. Kubo, N. Saito, Fizyka statystyczna;
K. Zalewski, Wykłady z mechaniki i
termodynamiki statystycznej.
LITERATURA
UZUPEŁNIAJĄCA
R.S. Ingarden, A. Jamiolkowski, R. Mrugała, Fizyka statystyczna i
termodynamika; K. Huang, Podstawy fizyki
statystycznej..
Nazwa kursu: LABORATORIUM ASTRONOMICZNE
PROGRAM:
Współczesne obserwacje
astronomiczne, tematyka i najnowsze osiągnięcia astrofizyki, badań kosmicznych
i kosmologii,
Analiza i interpretacja
symulacji obserwacji astronomicznych prowadzonych najnowszymi technikami,
samodzielne planowanie, przeprowadzenie obserwacji astronomicznych z
wykorzystaniem komputerowych technik rejestracji i analizy obrazu,
LITERATURA PODSTAWOWA
J.M Kreiner:
„Astronomia z Astrofizyką”
LITERATURA UZUPEŁNIAJĄCA
M.Kubiak „Gwiazdy i materia miedzygwiazdowa”.
Nazwa kursu: PODSTAWY NAUKI O
MATERIAŁACH
PROGRAM:
Nauka o materiałach opiera
się na fizyce i chemii ciała stałego. Z uwagi na obszerność materiału kurs
został ograniczony do zasadniczych pojęć i zagadnień. Student opanowuje (w
niektórych przypadkach pogłębia wiedzę zdobytą wcześniej) następujące treści
programowe: defekty struktury, przemiany strukturalne materiału (siła napędowa,
zarodkowanie i krystalizacja, przemiany fazowe dyfuzyjne i bezdyfuzyjne,
itp.), wykresy fazowe (reguła faz, reguła dzwigni,
przemiany: eutektyczna, perytektyczna, eutektoidalna), technologia otrzymywania i właściwości
podstawowych materiałów (metali i stopów, ceramiki i szkła, polimerów,
kompozytów, półprzewodników), materiały nowoczesne (cienkie warstwy, nanomateriały, przewodniki superjonowe i materiały interkalowane, kwazikryształy i
struktury modulowane, ferroelektryki), obróbka mechaniczna, obróbka cieplna,
obróbka magnetościerna, metody badania struktury
materiału
Wykorzystanie związku
pomiędzy strukturą (mikrostrukturą) materiału a jego właściwościami do
świadomego kształtowania struktury w ten sposób aby
otrzymać materiał o właściwościach funkcjonalnych. Zaprojektowanie (dobranie
materiału) prostych przedmiotów użytkowych takich jak np.
widelec, szczypce, śrubokręt, itp. oraz urządzeń bardziej skomplikowanych
takich jak np. łopatki turbiny parowej, rury
wydechowej samochodu, itp.
LITERATURA PODSTAWOWA
Blicharski M., Wstęp do
inżynierii materiałowej, WNT, Warszawa (1998, 2001)
Pampuch R., Zarys nauki o
materiałach, PWN, Warszawa (1977)
Ashby M.F., Jones D.R.H., Materiały inżynierskie (część 1 i
2), WNT, Warszawa (1995, 1996)
Krzemień E., Materiałoznawstwo,
Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice (2001)
Kędzierski Z., Przemiany fazowe
w układach skondensowanych, Wydawnictwo AGH, Kraków (2003)
LITERATURA UZUPEŁNIAJĄCA
Przybyłowicz K., Przybyłowicz
J., Materiałoznawstwo w pytaniach i odpowiedziach, WNT, Warszawa (2000, 2004)
Wantuch E.T., Podstawy
technologii magnetościernej, WNT, Warszawa (2000)
Ciszewski B., Nowoczesne
materiały w technice, Wydawnictwo Bellona (1993)
Blicharski M., Inżynieria materiałowa-stal,
WNT, Warszawa (2004)
Oleś A., Metody doświadczalne
fizyki ciała stałego, WNT, Warszawa (1998)
Garbarczyk J., Wstęp do fizyki
ciała stałego, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa (2000)
Sienko M.J., Plane R.A., Chemia, podstawy
i zastosowania, WNT, Warszawa (1980, 2002)
Nowacki J., Spiekane metale i
kompozyty z osnową metaliczną, WNT, Warszawa (2005).
Nazwa kursu: FIZYKA ATOMOWA I
CZĄSTECZKOWA
PROGRAM:
Fizyka stanów elektronowych w atomie i cząsteczce. Oddziaływanie
między elektronami. Równanie Schrodingera we
współrzędnych sferycznych dla atomu jednoelektronowego.
Orbitalny moment pędu. Energia elektronu w atomie wodoru. Widmo atomu wodoru,
poszerzenie linii widmowych. Momenty magnetyczne. Zjawiska Zeemana
i Starka. Spin elektronu. Struktura subtelna, struktura nadsubtelna.
Atomy wieloelektronowe. Równanie falowe układu wieloelektronowego. Przybliżenie Hartree'ego.
Zakaz Pauliego i nierozróżnialność cząstek. Metoda Hartree'go-Focka. Układ okresowy pierwiastków. Cząsteczka.
Wiązania. Metoda liniowej kombinacji atomowych orbitali.
LITERATURA:
H.A. Enge,
M.R. Wer, J.A. Richards, Wstęp do fizyki atomowej,
PWN, Warszawa, 1983
J. Ginter, Wstęp do fizyki
atomu, cząsteczki i ciała stałego, PWN, Warszawa, 1979
H. Haken,
H.Ch. Wolf, Atomy i kwanty, PWN, Warszawa, 1997 .
Nazwa kursu: FIZYKA JĄDROWA
PROGRAM:
Modele jądrowe, spektroskopia alfa, beta, gamma, elementy chromodynamiki kwantowej, nukleo-synteza,
rozszczepienie jąder atomowych, podstawy dozymetrii, oddziaływania nadsubtelne, budowa akceleratorów, detektory promieniowania
jądrowego, umiejętność wykonania prostych obliczeń przy zastosowaniu modeli
jądrowych.
LITERATURA
A. Strzałkowski Wstęp do fizyki jądra atomowego
E. Skrzypczak, Z. Szefliński Wstęp do
fizyki jądra atomowego i cząstek elementarnych
C. Sharp
Cook Budowa jądra atomowego.
Nazwa kursu: WSTĘP DO FIZYKI CZĄSTEK
ELEMENTARNYCH
PROGRAM:
Relatywistyczne równanie
ruchu. Podstawowe procesy fizyki cząstek elementarnych. Relatywistyczny opis
oddziaływań dwóch ciał. Klasyfikacja oddziaływań pod względem energetycznym.
Klasyfikacja cząstek, liczby kwantowe. Ścieżka ośmiokrotna. Model
Weinberga-Salama. Podstawy modelu
standardowego. Równanie Diraca i jego rozwiązania dla
cząstki swobodnej. Związki między fizyką cząstek oraz astrofizyką i kosmologią.
Opanowanie opisu zjawisk w
dziedzinie cząstek elementarnych. Umiejętność rozwiązywania zadań i problemów
dotyczących omawianych zagadnień.
LITERATURA PODSTAWOWA:
G.BIAŁKOWSKI, R.SOSNOWSKI „CZĄSTKI ELEMENTARNE”
,
D.H.PERKINS „WSTĘP DO FIZYKI WYSOKICH ENERGII”,
E.SKRZYPCZAK Z.SZEFLIŃSKI „FIZYKA JĄDRA ATOMOWEGO I
CZĄSTEK ELEMENTARNYCH” .
LITERATURA UZUPEŁNIAJĄCA:
F.CLOSE „KOSMICZNA CEBULA”..
WYKŁAD MONOGRAFICZNY 1, 2, 3
Program tych wykładów jest
corocznie dobierany do tematyki prac magisterskich oraz zainteresowań studentów
ostatniego roku i sygnalizowanego przez nich zapotrzebowania.
PRZYKŁADOWE PROGRAMY
WYKŁADÓW MONOGRAFICZNYCH:. WYBRANE
ZAGADNIENIA TEORII STRUKTUR DYSSYPATYWNYCH
Zarys termodynamiki
procesów nieodwracalnych. Przemiany fazowe w układach skondensowanych. Informacja
strukturalna i różne definicje entropii. Termodynamiczne zasady ekstremalne:
zasada minimum produkcji entropii, zasada maksimum informacji, zasada minimum
entalpii swobodnej. Typy struktur dyssypatywnych i
ich modele matematyczne: układy konwekcyjne, układy reakcyjno-dyfuzyjne
(niestabilności i tworzenie pattern w fizyce , chemii, biologii i medycynie), pattern
wędrujących fal. Samoorganizacja materii w skali kosmicznej.
Umiejętność analizy i opisu
ewolucji układów złożonych w kontekście termodynamiki układów otwartych, w
których występują procesy samoorganizacji, zjawiska krytyczne i chaos. . FIZYKOCHEMIA CIAŁA STAŁEGO
Analiza związków
występujących w przyrodzie, ze szczególnym zwróceniem uwagi na tlenki
metali przejściowych z grup żelaza (3d), lantanowców (
Równania ewolucji układów
otwartych – opis od poziomu mikroskopowego po makroskopowy oraz w skali
kosmicznej: równania Langevina, Fokkera-Plancka,
Langevina-Ito. Złożoność, parametry porządku i zasada
podporządkowania. Nierównowagowe przejścia fazowe i tworzenie pattern. Zarys teorii informacji. Elementy chaosu
deterministycznego: chaos w układach zachowawczych i dyssypatywnych,
dziwne atraktory, scenariusz Feigenbauma,
model logistyczny, wykładnik Lapunowa.
Natura fraktalna dziwnych atraktorów,
bifurkacje porządek-chaos. Zastosowania wprowadzonego formalizmu do opisu
samoorganizacji w rzeczywistych układach fizycznych, biologicznych i
chemicznych. Umiejętność analizy i opisu ewolucji układów złożonych w
kontekście termodynamiki układów otwartych, w których występują procesy
samoorganizacji, zjawiska krytyczne i chaos. . WSTĘP
DO KWANTOWEJ ATOMISTYCZNEJ TEORII CIAŁA STAŁEGO
Istnienie różnych związków
w przyrodzie jako efekt działania podstawowych praw
fizyki. Analiza związków występujących w przyrodzie, ze szczególnym
zwróceniem uwagi na związki metali przejściowych z grup żelaza
(3d), lantanowców (
Opanowanie następujących
treści programowych: charakterystyka powierzchni, dynamiczne własności
powierzchni, oddziaływanie elektronów i jonów z powierzchnią i metody
badawczych, zjawisko tunelowe i inne metody sondy skanującej, wytwarzanie
cienkich warstw, nanostruktury i nanotechnologie.
Wykład skonstruowano pod
kątem jego przydatności w przyszłej pracy nauczyciela fizyki np. przy prowadzeniu kółek zainteresowań.. METODYKA
TWORZENIA KURSÓW E-LEARNINGOWYCH
Przekrojowe ujęcie procesu
tworzenia kursów e-learningowych. Zasady tworzenia
kursów. Wprowadzenia do metodyki e-learningu,
definiowanie i uszczegółowianie celów nauczania, problematyka specyficznych
treści e-learningu, środków i metod oraz procesu
tworzenia kursów. Systematyczne ujęcie zagadnień teoretycznych oraz
problematyka praktycznego tworzenia materiału e-learningowego.
Zaprezentowanie wybranych narzędzi do konstruowania e-learningu. . . Nazwa
kursu: SEMINARIUM MAGISTERSKIE FIZYKA 1-2 oraz ASTRONOMIA 1-2
PROGRAM:
Przygotowanie do obrony pracy
magisterskiej i egzaminu magisterskiego. Wiedza dotycząca zagadnień poruszanych
na egzaminie magisterskim. Umiejętność prezentacji wyników własnej pracy
magisterskiej, dyskusji na temat jej założeń, treści, metodologii postępowania
badawczego (o ile praca miała charakter badawczy) itp. Umiejętność rzeczowego
formułowania odpowiedzi na stawiane pytania, reagowania na wątpliwości oraz
umiejętność dyskusji. .
Nazwa
kursu: Dobór i inżynieria biomateriałów
Nazwa kursu w j. ang: Biomaterials
selection and engineering
WARUNKI WSTĘPNE
WIEDZA
Kurs
przeznaczony dla studentów międzywydziałowych studiów fizyka z inżynierią
materiałową
UMIEJĘTNOŚCI
Zainteresowanie
zagadnieniami z zakresu biologii, fizyki, chemii, inżynierii materiałowej i
inżynierii wytwarzania.
KURSY
Wykształcenie
z zakresu techniki, fizyki, biologii i chemii
EFEKTY KSZTAŁCENIA
WIEDZA
Studenci zapoznają się z zagadnieniami podziału podstawowych grup
materiałów i ich właściwości, charakterystyką grup biomateriałów –
metalicznych, ceramicznych, polimerowych, węglowych i kompozytowych, metodyką
badań biozgodności i odporności na wybrane środowisko organizmu, biomateriałami
stosowanymi w kardiochirurgii, na endoprotezy oraz na urządzenia medyczne.
Wykłady zostaną podsumowane prognozą dla biomateriałów.
W ramach ćwiczeń omówione zostaną techniki wytwarzania produktów
stosowanych na protezy, elementy typu stenty,
narzędzia chirurgiczne, dentystyczne, aparaturę medyczną np.
do dializy itp. Ćwiczenia prowadzone będą w formie prezentacji, dyskusji,
projektów ewentualnie wycieczki technologicznej.
UMIEJĘTNOŚCI
Znajomość grup materiałowych, wytwarzania i projektowania części
stosowanych w biotechnologii.
LITERATURA
[1] Lis J., Stoch L., Biomateriały cz.4, Wyd.Exit,
2004
[2] Dobrzański L, Materiały inżynierskie i
projektowanie materiałowe. Podstawy nauki o materiałach materiałach
metaloznawstwo, WNT 2006
Nazwa
kursu: Elektrotechnika i elektronika
Nazwa kursu w j. ang: Electrical
engineering and Electronics
WARUNKI WSTĘPNE
WIEDZA
Elektrotechnika
Elektronika
UMIEJĘTNOŚCI
Elektrotechnika
Elektronika
KURSY
Elektrotechnika
Elektronika
EFEKTY KSZTAŁCENIA
WIEDZA
Elektrotechnika
·
prawa elektrostatyki i magnetyzmu
·
podstawowe prawa i zależności
matematyczne dotyczące obwodów prądu stałego i przemiennego
·
metoda liczb zespolonych w analizie obwodów
prądu przemiennego
·
układy trójfazowe
·
skojarzenie odbiorników i źródeł
w gwiazdę i trójkąt
·
analiza obwodów 3-fazowych
·
moc i energia w obwodach 1- i 3-fazowych
·
transformatory
·
maszyny prądu przemiennego
·
ochrona przed porażeniem elektrycznym
Elektronika
·
przyrządy półprzewodnikowe
·
elementy bezzłączowe,
diody, tranzystory, triaki, diaki,
tyrystory
·
wzmacniacze mocy, wzmacniacze
operacyjne
·
sposoby wytwarzania drgań, budowa i zasada
działania generatorów
·
układy prostownicze, zasilacze
(parametryczne, kompensacyjne, impulsowe)
·
układy dwustanowe i cyfrowe
·
schematy blokowe i architektura
mikrokomputerów, elementy techniki mikroprocesorowej
Laboratorium
studenci uzyskują
podstawowe przygotowanie praktyczne, które umożliwia im samodzielne studiowanie
przedmiotu w miarę rozwoju technologii i szczegółowych rozwiązań
konstrukcyjnych urządzeń elektronicznych wprowadzanych do powszechnego
użytkowania.
UMIEJĘTNOŚCI
Elektrotechnika
·
wykorzystanie poznanych zjawisk i
zależności elektrycznych do rozwiązania zadanego problemu i ich zastosowania w
technice
Elektronika
·
wykorzystanie poznanych twierdzeń,
zależności, zjawisk do zastosowania ich w technice
Laboratorium
Zrealizowanie
programu nauczania przedmiotu, powinno przygotować studentów do prowadzenia
lekcji z przedmiotu technika w zakresie tematów związanych z zasadą
działania, budową i zastosowaniem odbiorników i źródeł energii
elektrycznej, układów elektronicznych w technicznych aspektach codziennego
kontaktu ludzi z cywilizacją techniczną.
LITERATURA
PODSTAWOWA
Elektrotechnika
Elektronika
UZUPEŁNIAJĄCA
Elektrotechnika
1.
Jaracz K. Zielińska J.: Laboratorium podstaw elektrotechniki. WN
WSP Kraków 1995
Elektronika
2.
Luciński J.: Układy tyrystorowe, WNT 1972
Nazwa
kursu: Grafika inżynierska oraz podstawy
projektowania
Nazwa kursu w j. ang: Graphics
for Engineers with Elements of Machine Design
WARUNKI WSTĘPNE
WIEDZA
znajomość
podstawowych figur i brył geometrycznych, zasad odwzorowania budowy przedmiotów
metodą rzutowania, znajomość elementarnych pojęć i
twierdzeń z zakresu mechaniki punktu materialnego i bryły
sztywnej oraz wytrzymałości materiałów
UMIEJĘTNOŚCI
kreślenie prostych konstrukcji geometrycznych,
umiejętność
pomiaru wielkości
liniowych i kątowych (poziom podstawowy)
EFEKTY KSZTAŁCENIA
WIEDZA
Przygotowanie do studiowania teorii konstrukcji, znajomość metod
odwzorowania budowy zewnętrznej i wewnętrznej przedmiotów metodą rzutowania
(aksonometrycznego, równoległego, środkowego), znajomość zasad sporządzania
dokumentacji technicznej rysunkowej w tym zagadnień dotyczących unifikacji i
normalizacji zapisu konstrukcji, klasyfikacji i typizacji części maszyn,
zamienności części maszyn, zasad tolerowania wymiarów, kształtu i położenia. Znajomość
problematyki niezawodności i bezpieczeństwa konstrukcji. Kryteria oceny
projektowanych konstrukcji, doboru materiału konstrukcyjnego oraz cech
konstrukcji typowych części maszyn i ich połączeń w oparciu o analizę stanu
obciążeń oraz warunków pracy (obliczenia wytrzymałościowe).
UMIEJĘTNOŚCI
umiejętność poszukiwania i selekcji informacji o charakterze technicznym, poprawnego
odczytywania i samodzielnego wykonywania prostej dokumentacji technicznej w
formie rysunków technicznych maszynowych (wykonawczych, złożeniowych,
schematycznych...) Umiejętność powiązania konstrukcji z technologią wytwarzania
i materiałoznawstwem, zaznajomienie z budową podstawowych elementów i zespołów
maszyn, opanowanie umiejętności samodzielnego opracowania prostych projektów
typowych części maszyn (osie i wały maszynowe oraz sposoby ich łożyskowania,
przekładnie mechaniczne, sprzęgła i hamulce,) oraz połączeń części maszyn.
LITERATURA
PODSTAWOWA
1. Dobrzański T. Rysunek
Techniczny Maszynowy, WNT, Warszawa 2001
2. Pr. zb. Pod red. Z. Osiński, Podstawy konstrukcji maszyn, wyd.
PWN Warszawa 1999, 2003.
3. Pr. zb. Pod red. Dietrich M. Podstawy konstrukcji
maszyn, t. I-III Wydawnictwa Naukowo-Techniczne WNT Warszawa 1995, 1999
4.
Rutkowski A., Części maszyn, wyd. WSiP,
Warszawa, 2005.
5.
Korewa W., Części maszyn, wyd. PWN, Warszawa
1976.
6.
Knosala R., Gwiazda A., Baier A., Gendarz P., Podstawy konstrukcji maszyn. Przykłady
obliczeń, wyd. WNT, Warszawa 2000.
UZUPEŁNIAJĄCA
1.
Bober A., Dudziak M.: Zapis konstrukcji WN PWN Warszawa 1999,
2.
Pr. zb. pod
red. F. Stachowicza, Wytwarzanie i konstrukcja elementów maszyn, wyd. Oficyna
Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 1996.
3.
Pr. zb. pod
red. K. Tubielewicza, Technologia, konstrukcja i eksploatacja maszyn, wyd.
Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 1999.
4.
Mały Poradnik Mechanika, wyd. PWT, Warszawa 1961.
5.
Osiński Z., Wróbel J., Teoria konstrukcji, PWN, Warszawa
1995
6.
Kocańda S., Szala J., Podstawy obliczeń zmęczeniowych, PWN, Warszawa 1997
7.
Szewczyk K., Połączenia gwintowe, PWN, Warszawa 1991
8.
Krzemiński-Freda H., Łożyska toczne, PWN, Warszawa 1989
9.
Dąbrowski Z., Wały maszynowe, PWN, Warszawa 1999
10. Lawrowski Z., Technika smarowania, PWN, Warszawa
1996
11. Dziama A., Michniewicz M.,
Niedźwiedzki A., Przekładnie
zębate, PWN, Warszawa 1995
12. Osiński Z., Sprzęga i hamulce, PWN, Warszawa 1996
Nazwa kursu: Informatyczne wspomaganie
inżynierii materiałowej
Nazwa kursu w
j. ang.: Computer aided material design
WARUNKI WSTĘPNE
WIEDZA
Wiedza
z matematyki, fizyki i mechaniki na poziomie studiów licencjackich
UMIEJĘTNOŚCI
Wiedzę
teoretyczną potrafią wykorzystać przy rozwiązywaniu konkretnych zagadnień
technicznych
KURSY
Matematyka
1, Matematyka 2, Mechanika, Termodynamika, Modelowanie zjawisk i procesów w
przyrodzie
EFEKTY KSZTAŁCENIA
WIEDZA
Materia i jej składniki. Materiały techniczne naturalne i
inżynierskie -porównanie ich struktury, własności i zastosowania. Zasady doboru
materiałów inżynierskich. Podstawy projektowania materiałowego. Źródła
informacji o materiałach inżynierskich, ich własnościach i zastosowaniach.
Zależności projektowania materiałowego i technologicznego produktów i ich
elementów. Podstawowe czynniki uwzględniane podczas projektowania
technologicznego.
Źródła informacji o materiałach inżynierskich. Informatyczne bazy
danych o materiałach inżynierskich. Podstawy komputerowej nauki o materiałach.
Techniki komputerowe w badaniach struktury i własności materiałów. Wprowadzenie
do metody teorii funkcjonału gęstości (DFT). Właściwości sprężyste,
mechaniczne, elektryczne i optyczne, niezawodność.
Materiały polimerowe, kompozytowe włókniste, inteligentne i
funkcjonalne. Metody badania materiałów. Elementy komputerowej nauki o
materiałach oraz komputerowego wspomagania projektowania materiałowego oraz
doboru materiałów. Programy informatyczne wspomagające projektowanie.
UMIEJĘTNOŚCI
Po ukończeniu kursu uczestnicy powinni być w stanie dobrać materiały, elementy i konstrukcje
urządzeń do wymagań technicznych i warunków eksploatacyjnych; projektowania
urządzeń i procesów montażu.
LITERATURA
PODSTAWOWA
UZUPEŁNIAJĄCA
Nazwa kursu: Materiały ceramiczne
Nazwa kursu w j.
ang.: Ceramic materials
WARUNKI WSTĘPNE
WIEDZA
Wiadomości
z zakresu własności fizycznych, chemicznych, mechanicznych oraz struktury
materiałów.
UMIEJĘTNOŚCI
Posiadane
wiadomości pozwolą na zapoznanie się z immanentnymi własnościami materiałów ceramicznych oraz
wynikających z nich zastosowań.
EFEKTY KSZTAŁCENIA
WIEDZA
Struktura krystaliczna, defekty, wiązania w materiałach
ceramicznych. Mechanizmy odkształcenia. Wiedza na temat tradycyjnych,
zaawansowanych konstrukcyjnych
i funkcjonalnych materiałów ceramicznych, kompozytów ceramicznych, materiałów
porowatych, nanomateriałów ceramicznych, otrzymywania
i zastosowania.
UMIEJĘTNOŚCI
Poznanie aktualnych trendów w nauce o materiałach ceramicznych
oraz nowych zastosowań materiałów ceramicznych w elektronice, przemyśle
motoryzacyjnym, lotniczym, kosmicznym, medycynie.
LITERATURA
PODSTAWOWA
Nazwa
kursu: Materiały metaliczne
Nazwa
kursu w j. ang.: Metallic
materiale
WARUNKI WSTĘPNE
WIEDZA
Ogólna
wiedza na temat materiałów i ich właściwości oraz wiązań chemicznych.
EFEKTY KSZTAŁCENIA
WIEDZA
Mikrostruktura metali, metody opisu sieci krystalicznych,
defekty sieci krystalicznych, roztwory stałe, przemiany fazowe, układy
równowagi faz, mikrostruktury i właściwości stopów na osnowie Fe, Al i Cu oraz
stopów Ni, Mg, Ti. Właściwości i zastosowanie stopów łożyskowych,
niskotopliwych, lutowniczych, drukarskich, z pamięcią kształtu. Mechanizmy
umacniania stopów. Mechanizmy umacniania metali i stopów. Obróbka cieplna stali
(hartowanie), umocnienie wydzieleniowe stopów Al.
UMIEJĘTNOŚCI
Stosowanie prawidłowej terminologii. Opis budowy metali i
stopów. Rozpoznawanie i opis mikrostruktury wybranych stopów na osnowie Fe, Al,
Cu. Opis zastosowania stopów Ni, Mg, Ti oraz specjalnych. Opis obróbki cieplnej
stali i stopów Al. Analiza układów równowagi faz. Określanie położeń, kierunków
i płaszczyzn w sieci krystalicznej.
LITERATURA
PODSTAWOWA
1.
M.F. Ashby, D.R.H. Jones, „Materiały Inżynierskie”, WNT,
Warszawa 1995
2.
M. Blicharski, „Stal” WNT, Warszawa 2005
3.
L. Dobrzański Metalowe Materiały Inżynierskie, Wyd. Nauk. Techn.
Gliwice 2004
4.
F. Wojtkun, Materiały specjalnego
przeznaczenia, Radom 2001
UZUPEŁNIAJĄCA
1.
C.C. Koch Nanostructure Materials, Noyes Publication New York 2002
2.
Z. Bojar W. Przetakiewicz,
Materiały metalowe z udziałem faz międzymetalicznych, Warszawa 2006
3.
J. Sobczak, Kompozyty metalowe, Wyd.
Inst. Odlewnictwa Kraków 2001
4.
J. Perkins, Shape memory effects in alloys, Plenum Press New York1975
5.
B. Mikułowski Stopy żaroodporne i
żarowytrzymałe, wyd. AGH Kraków 1997
Nazwa
kursu: Materiały polimerowe
Nazwa
kursu w j. ang.: Polymers
WARUNKI
WSTĘPNE
WIEDZA
Podstawowe
zagadnienia dotyczące procesów polimeryzacji,
budowy, właściwości i otrzymywania podstawowych grup
materiałów polimerowych.
EFEKTY
KSZTAŁCENIA
WIEDZA
Wykłady mają na celu poznanie zagadnień związanych z:
·
budową, strukturą, właściwościami i zastosowaniem
podstawowych polimerów
·
metodami otrzymywania polimerów,
·
charakterystyką zanieczyszczeń
powstających podczas produkcji tworzyw sztucznych
·
podziałem polimerów pod względem przetwórstwa, rodzaju łańcuchów, pochodzenia, budowy (topologii)
·
charakterystyką
zaawansowanych materiałów polimerowych dla elektroniki
·
charakterystyką
polimerowych biomateriałów
·
charakterystyką specjalnych polimerów konstrukcyjnych.
·
degradacją i metodami degradacji materiałów polimerowych.
Ćwiczenia
laboratoryjne mają na celu doświadczalne zapoznanie się studentów z przykładami
materiałów polimerowych, badaniem ich właściwościami oraz nowoczesnymi metodami
badawczymi. Zajęcia stanowią praktyczne uzupełnienie teoretycznych zagadnień
podejmowanych w formie wykładów.
UMIEJĘTNOŚCI
Teoretyczne i praktyczne poznanie wybranych
zagadnień dotyczących materiałów polimerowych oraz nabycie umiejętności w
doborze tych materiałów do zastosowań. Student uzyskuje podstawowe umiejętności
pracy laboratoryjnej.
LITERATURA
PODSTAWOWA
1. Sikorski T., "Podstawy
chemii i technologii polimerów", PWN Warszaw, 1985
2.
Gruin I., Materiały polimerowe, PWN 2003
3.
Floriańczyk Z.; Penczek S. Chemia polimerów, OWPW Warszawa 1995-1998 (I -
III tom)
4.
Broniewski T., Kapko J., Płaczek W., Thomalla
J.: Metody badań i ocena właściwości tworzyw sztucznych. WNT, Warszawa 2000
UZUPEŁNIAJĄCA
1.
Łędzki A.K., "Recykling materiałów polimerowych", WNT Warszawa, 1997
2.
Kozłowski M – Podstawy recyklingu tworzyw sztucznych. Wyd.
Politechnika Wrocławska.2001
3.
Czasopisma naukowe z inżynierii
materiałów polimerowych
Nazwa
kursu: Metody badań strukturalnych
Nazwa
kursu w j. ang.: Structural studies methods
WARUNKI WSTĘPNE
WIEDZA
Podstawowe
wiadomości z zakresu fizyki ciała stałego, krystalografii metali, budowy
materii, promieniowania rentgenowskiego, optyki, właściwości promieniowania
świetlnego, dyfrakcji i interferencji światła, spektralnej analizy atomowej.
UMIEJĘTNOŚCI
Posiadane
wiadomości pozwolą na właściwą ocenę zjawisk zachodzących w strukturze
materiału.
EFEKTY KSZTAŁCENIA
WIEDZA
Struktura kryształów, defekty, wykresy fazowe,
wiązania, charakterystyka mikrostruktury. Krystalografia dyfrakcyjna:
rentgenowska, neutronowa, elektronowa. Mikroskopia optyczna, mikroskopia
konfokalna. Mikroskopia elektronowa (transmisyjna): rozdzielczość, kontrast
dyfrakcyjny, mikroskopia wysokorozdzielcza, Skaningowy mikroskop elektronowy. transmisyjny,
tunelowy i mikroskop sił atomowych. Spektroskopia optyczna: sposoby
analizowania widma. Spektroskopia elektronów Auger:
zjawisko Auger, zastosowania.
UMIEJĘTNOŚCI
Poznanie nowych metod badawczych stosowanych do obserwacji
struktury materiałów inżynierskich.
LITERATURA
PODSTAWOWA
1.
L.A. Dobrzański, E. Hajduczek, Mikroskopia świetlna i elektronowa,
WNT, Warszawa, 1987.
2. J. Przedmojski,
Rentgenowskie metody
badawcze w inżynierii materiałowe, WNT, Warszawa, 1990.
3. A.
Oleś, Metody doświadczalne fizyki ciała stałego, WNT, Warszawa, 1998
UZUPEŁNIAJĄCA
1.
B.D. Cullity, Podstawy dyfrakcji
promieni rentgenowskich, PWN, Warszawa, 1964.
2.
J. Kozubowski, Metody transmisyjnej
mikroskopii elektronowej, Wyd. Śląsk, Katowice,
1975.
Nazwa
kursu: Metody badania właściwości
mechanicznych
Nazwa kursu w j. ang.: Measurement
method
of mechanical properties
WARUNKI WSTĘPNE
WIEDZA
Znajomość zagadnień z
zakresu matematyki, chemii, fizyki, podstaw nauki o materiałach ze szczególnym
uwzględnieniem tematyki budowy materii oraz odkształcalności materiałów na
poziomie studiów licencjackich
UMIEJĘTNOŚCI
Swobodne posługiwanie
się aparatem matematycznym, wzorami chemicznymi, stosować zdobytą wiedzę
fizyczną
KURSY
Studia pierwszego
stopnia na kierunkach ścisłych i technicznych
EFEKTY KSZTAŁCENIA
WIEDZA
Zagadnienia poruszane
podczas wykładów maja zapoznać studentów z problematyką badania właściwości
mechanicznych materiałów różnych typów z uwzglednieniem ich specyfiki w
powiązaniu ze zjawiskami zachodzącymi w ich wnętrzu. Omawiane będą podstawowe
zagadnienia związane z prowadzeniem testów spęczania, rozciągania, skręcania,
zginania, pomiarów twardości i udarności oraz prób zmęczeniowych. Obszar
zagadnień dotyczy przede wszystkim metod badawczych wykorzystywanych do badania
konstrukcyjnych tworzyw metaliczych, ceramicznych oraz kompozytowych w
temperaturze pokojowej jak również w temperaturach obniżonych i podwyższonych.
W ramach ćwiczeń
studenci mają zapoznać się ze sprzętem do prowadzenia badań, preparatyką próbek
jak również samodzielnie prowadzić wybrane badania oraz analizować otrzymane
wyniki w celu określenia podstawowych właściwości mechanicznych badanych
materiałów. Wyniki prowadzonych badań będą przedstawiane na kolejnych
ćwiczeniach w formie sprawozdań.
UMIEJĘTNOŚCI
Przygotowanie studenta
do prowadzenia samodzielnych badań właściwości mechanicznych i analizy
otrzymanych wyników.
LITERATURA
PODSTAWOWA
1.
M. Blicharski: Wstep do inżynierii materiałowej. WNT, 2003,
Warszawa
2.
M. F. Ashby: Dobór materiałów w projektowaniu inżynierskim, WNT,
1998, Warszawa.
3.
S. Katarzyński, St. Kocańda, M. Zakrzewski Badanie właściwości
mechanicznych metali, WNT, 1967, Warszawa
4.
J.W. Wyrzykowski, E. Pleszakow, J. Sieniawski Odkształcanie i
pękanie metali, WNT, 1999, Warszawa
5.
St. Ochelski Metody doświadczalne mechaniki kompozytów
konstrukcyjnych, WNT, 2004, Warszawa
6.
Polskie Normy
Nazwa
kursu: Metody obróbki materiałów i
inżynieria powierzchni
Nazwa kursu w j. ang.: Material processing and surface engineering
WARUNKI WSTĘPNE
WIEDZA
Podstawowe zagadnienia dotyczące procesów otrzymywania i obróbki materiałów konstrukcyjnych
EFEKTY KSZTAŁCENIA
WIEDZA
Wykłady mają na celu poznanie podstaw teoretycznych:
·
procesów wytwarzania materiałów konstrukcyjnych,
technologii kształtowania struktury i właściwości wybranych materiałów,
·
możliwości i sposobów
modyfikowania warstwy wierzchniej tworzyw,
·
doboru materiałów oraz projektowania
materiałowego.
Ćwiczenia laboratoryjne, prowadzone w z-dach
przemysłowych, mają na celu doświadczalne zapoznanie się studentów z
technologią wytapiania stopów metali, badaniem ich jakości, metodami ich
obróbki (przeróbka plastyczna, odlewanie, obróbka skrawaniem, obróbka cieplna,
obróbka powierzchniowa). Zajęcia stanowią praktyczne uzupełnienie teoretycznych
zagadnień podejmowanych w formie wykładów.
UMIEJĘTNOŚCI
Teoretyczne i praktyczne poznanie wybranych zagadnień
dotyczących wytwarzania i obróbki materiałów konstrukcyjnych oraz nabycie
umiejętności w doborze tych materiałów do zastosowań.
LITERATURA
PODSTAWOWA
5.
Feld M.: Projektowanie procesów technologicznych
typowych części maszyn. WNT, W-wa 2003.
6.
Przybyłowicz K.: Metaloznawstwo. WNT, W-wa
1999.
7.
Blicharski M.: Wstęp do inżynierii materiałowej. WNT, W-wa 1998.
8.
Telejko I. Wytapianie odlewniczych stopów metali. Wyd. STOP,
OIG, Kraków 2008.
9.
Tasak E. Metalurgia spawania. JAK, Kraków 2008.
UZUPEŁNIAJĄCA
1.
Dobrzański L.. Metaloznawstwo z podstawami nauki o materiałach.
WNT, W-wa 1998.
2.
Tasak E.: Spawalność stali. Wyd. Fotobit.
Kraków 2002.
3.
Skarbiński M.: Technologiczność części maszyn. WNT, W-wa 1977..
4.
Krzemień E.: Materiałoznawstwo. Wyd. Politechniki Śląskiej,
Gliwice 1999.
5.
Stachurski W.: Techniki wytwarzania CCNS, Kraków
2000.
Nazwa
kursu: Nowoczesne materiały i
technologie
Nazwa kursu w j. ang.: Modern
materials and technologies
WARUNKI WSTĘPNE
WIEDZA
Rodzaje
wiązań w materiałach, struktura ciał stałych i płynów, w tym koloidów, rodzaje
faz występujących w materiałach inżynierskich, przemiany fazowe w materiałach,
wykresy równowagi fazowej, badania struktury i właściwości materiałów, przemian
strukturalnych (w tym temperaturowych) i fazowych w materiałach, podstawy
optyki, ceramiki oraz technologii wytwarzania elementów ze stanu ciekłofazowego. Podstawy wiedzy z zakresu materiałów
kompozytowych oraz procesów symulacyjnych.
UMIEJĘTNOŚCI
Posługiwanie
się wykresami równowagi fazowej, znajomość metod analizy struktury, morfologii
materiałów oraz przemian w materiałach.
EFEKTY KSZTAŁCENIA
WIEDZA
Pogłębienie
wiedzy w zakresie matematycznej i fizykochemicznej analizy z zakresu wielkości
oraz rozkładu wielkości makro i nanocząstek,
stosowanych jako materiały inżynierskie w procesach technologicznych. Omówione
zostaną metody pomiaru, a także ich interpretacja, w oparciu o zastosowanie
współczesnych układów pomiarowych. Szczególna uwaga zostanie zwrócona na teorię
budowy nanocząstek (w tym koloidalnych) z
wykorzystaniem teorii rozpraszania światła na ich powierzchni. Istotnym
uzupełnieniem przedstawionych treści, będzie omówienie stabilności układu
„inercyjna i aktywna faza rozpraszająca – faza rozproszona”. Zostanie
przedstawiona charakterystyka nowoczesnych stopów niklu, magnezu oraz żelaza, w
tym żeliwa ADI oraz zagadnienia związane z wytwarzaniem, badaniem,
zastosowaniem i utylizacją kompozytów na osnowie metalicznej. Ważnym
zagadnieniem będzie omówienie zasad symulacji komputerowej procesów cieplnych
oraz szybkiego prototypowania RPS (także z wykorzystaniem systemów skanujących)
elementów o złożonej geometrii, z zastosowaniem najnowszych urządzeń i
materiałów inżynierskich.
UMIEJĘTNOŚCI
Pojęcie
wielkości cząstki w ujęciu
parametrycznym oraz związane z nim metody pomiarowe, wraz z
opisem ich zalet, wad i ograniczeń. Metody określania wielkości oraz rozkładu
wielkości makrocząstek i nanocząstek.
Wstęp
do teorii nanocząstek koloidalnych, z uwzględnienieniem ich budowy strukturalnej. Podstawy teorii
rozpraszania światła na powierzchni cząstek (elektromagnetyczne równania
Maxwella, teoria Mie, aproksymacja Rayleigh’a, Rayleigh’a – Gans’a – Debay’a oraz Fraunhofera).
Zagadnienia
związane z analizą
wielkości nanocząstek, Badania struktury, wielkości i
rozkładu wielkości nanoczastek, z zastosowaniem
rezonansu magnetycznego Si29NMR, spektroskopii Fouriera (FTiR),
a także spektroskopii z korelacja fotonową (Proton Correlation
Spectroscopy – PCS).
Zachowanie
się nanocząstek stanowiących fazę rozproszoną w
inercyjnej i aktywnej fazie rozpraszającej, z uwzględnieniem ich potencjału
Zeta oraz metody jego pomiaru.
Przemiany
fazowe i temperaturowe układów wiążących (adhezyjno-kohezyjnych)
Nowoczesne
stopy magnezu. Nowoczesne stopy niklu. Nowoczesne stopy żelaza.
Kompozyty
oraz metody oceny ich właściwości fizykochemicznych i użytkowych. Teoria i
praktyka utylizacji kompozytów.
Symulacja
komputerowa procesów cieplnych.
Zasady
i metody szybkiego prototypowania elementów o złożonej geometrii kształtu.
LITERATURA
[1] Fleming E., Polzin H., Kooyers
T.J., Beitrag zum Eizatz verbesserter
Formtechnologien auf der Basis von Alkali – Silikat – Binderlösungen, Giesserei
– Praxis, 1996, nr 9/10, s.177
[2] Iler R.K., The
Chemistry of Silica, 1968, wyd. John Wiley,
[3] Vail J.G., Soluble Silicates (ACS
Monograph Series), t.1 i 2, 1952, wyd.
[4] Bilska
M., Holtzer M., Application of fourier
transform infra-red spectroscopy (FTIR) to investigation of moulding
sands with furan resins hardening process, Archives of Metallurgy, 2003, 48, 2,
s. 233-242.
[5]
[6] Baliński
A. Wybrane zagadnienia technologii mas formierskich ze spoiwami
nieorganicznymi. Struktura uwodnionego krzemianu sodu i jej wpływ na wiązanie
mas formierskich, ISBN 83-9111283-5-0, wyd. IOd,
Kraków, 2000
[7] Jurczyk M., Nanomateriały.
Wybrane zagadnienia, 2001, wyd. Politechnika Poznańska
[9] Praca zbiorowa, Physical
and chemical processes in metalcasting,
2008, 2009, ed. by Andrzej Baliński, Foundry Research Institute
[10]
Blicharski M., Wstęp do inżynierii materiałowej.
Nazwa
kursu: Tworzywa amorficzne
Nazwa
kursu w j. ang.: Amorphous
materiale
WARUNKI WSTĘPNE
WIEDZA
Rodzaje
wiązań w materiałach, struktura krystaliczna, rodzaje faz występujących w
materiałach inżynierskich, przemiany fazowe w materiałach, wykresy równowagi
fazowej, badania struktury i właściwości materiałów, przemian strukturalnych i
fazowych w materiałach
UMIEJĘTNOŚCI
Posługiwanie
się wykresami równowagi fazowej, znajomość metod analizy struktury, morfologii
materiałów oraz przemian w materiałach, umiejętność rozróżniania przewidywanych
właściwości materiałów na podstawie występujących w nich wiązań
EFEKTY KSZTAŁCENIA
WIEDZA
Wiadomości
z zakresu przedmiotu obejmują:
·
powstawanie substancji
amorficznych: przejście do stanu stałego; zeszklenie a krystalizacja,
otrzymywanie materiałów amorficznych,
·
charakterystyka struktury amorficznej
i metody badań,
·
zastosowania materiałów
amorficznych i ich rodzaje,
·
charakterystyka materiałów
amorficznych: ceramicznych, metalicznych i polimerowych.
UMIEJĘTNOŚCI
Znajomość typowych procesów doprowadzających do zeszklenia
materiałów, znajomość metod pozwalających na zidentyfikowanie struktury
amorficznej, znajomość zastosowań praktycznych procesu amorfizacji
i materiałów amorficznych
LITERATURA
PODSTAWOWA
UZUPEŁNIAJĄCA