Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej - Inżynieria Materiałów i Nanomateriałów (S1)
Sylabus przedmiotu Fizyka fazy skondensowanej:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Inżynieria Materiałów i Nanomateriałów | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Fizyka fazy skondensowanej | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Fizykochemii Nanomateriałów | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Ewa Mijowska <Ewa.Borowiak-Palen@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Karolina Wenelska <Karolina.Wilgosz@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 4,0 | ECTS (formy) | 4,0 |
| Forma zaliczenia | egzamin | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Zna podstawy matematyki w zakresie niezbędnym do opisu zjawisk fizycznych i rozwiązywania problemów fizycznych (wektory, macierze, rozwiązywanie równań, podstawy rachunku róźniczkowego i całkowego) |
| W-2 | Potrafi wykonać proste obliczenia z wykorzystaniem kalkulatora i komputera |
| W-3 | Zna elementy fizyki przedstawione w ramach wykładu Fizyka |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Zdobycie przez studenta wiedzy z zakresu podstawowych własności fizycznych związanych z budową ciał i defektami struktury. |
| C-2 | Rozwijanie u studenta umiejętności rozwiązywania problemów dotyczących materii skondensowanej w oparciu o zdobytą wiedzę. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| T-A-1 | Poznanie różnych metod wyznaczania gęstości | 3 |
| T-A-2 | Analiza i interpretacja danych, dyskusja wyników uzyskanych na zajęciach laboratoryjnych dotyczących pomiaru oporu metali i półprzewodników w funkcji temperatury | 4 |
| T-A-3 | Analiza i interpretacja danych, dyskusja wyników uzyskanych na zajęciach laboratoryjnych dotyczących wyznaczania przerwy energetycznej półprzewodników (3 różnych w tym domieszkowanych) za pomocą odbiciowej spektrofotometrii | 4 |
| T-A-4 | Analiza i interpretacja danych, dyskusja wyników uzyskanych na zajęciach laboratoryjnych dotyczących pomiaru przewodnictwa cieplnego metodą niestacjonarnego przepływu | 3 |
| T-A-5 | Zaliczenie z zagadnień poznanych na zajęciach. | 1 |
| 15 | ||
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Wyznaczanie gęstości ciała stałego | 3 |
| T-L-2 | Pomiar przewodnictwa cieplnego metodą niestacjonarnego przepływu ciepła | 3 |
| T-L-3 | Pomiar oporu metali i półprzewodników w funkcji temperatury | 3 |
| T-L-4 | Badanie widma fluorescencji dla próbek metalicznych | 3 |
| T-L-5 | Wyznaczanie przerwy energetycznej półprzewodników (3 różnych w tym domieszkowanych) za pomocą odbiciowej spektrofotometrii optycznej | 3 |
| 15 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Struktura materii skondensowanej: Operacje symetrii, - Typy sieci krystalicznych, - Dyfrakcja, równanie Braggów, - Promieniowanie rentgenowskie, - Budowa i działanie dyfraktometru rentgenowskiego | 4 |
| T-W-2 | Przewodnictwo cieplne: Energia termiczna sieci, fonony; - Transport ciepła w metalach i izolatorach; - Opis matematyczny – równanie dyfuzji; - Metoda badania niestacjonarnego przepływu ciepła | 2 |
| T-W-3 | Ciepło właściwe, pomiary kalorymetryczne: Modele drgań sieci; - Temperatura Debye’a; - Przyczynki do ciepła właściwego; - Metody wyznaczania ciepła właściwego | 4 |
| T-W-4 | Transport elektryczny: - Mikroskopowy obraz przewodnictwa elektrycznego; - Energia Fermiego; - Model elektronów Blocha; - Półprzewodniki; - Techniki pomiarowe | 4 |
| T-W-5 | Struktura elektronowa, fluorescencja rentgenowska: - Model atomu, powłoki elektronowe; - Przejścia elektronowe; - Budowa spektrometru fluorescencyjnego | 4 |
| T-W-6 | Efekt Halla i magnetoopór: - Pole magnetyczne i metody jego wytwarzania; - Zjawiska magnetoelektryczne, efekt Halla, magnetoopór; - Charakterystyka elektromagnesu i pomiar własności magnetoelektrycznych | 4 |
| T-W-7 | Przerwa energetyczna w pomiarach optycznych: Struktura pasmowa półprzewodników; domieszkowanie,- Spektrofotometria | 3 |
| T-W-8 | Magnetyczny rezonans jądrowy: Jądro atomowe, izotopy; - Zjawisko precesji magnetycznej, precesja Larmora; - Kwantowy i klasyczny opis magnetycznego rezonansu jądrowego; - Przesunięcie chemiczne, echo spinowe i czasy relaksacji; - Podstawy eksperymentalne spektroskopii MRJ | 3 |
| T-W-9 | Podatność magnetyczna: Wielkości i jednostki w pomiarach magnetycznych; - Teoria Curie-Weissa; - Ferro- i antyferro-magnetyzm | 2 |
| 30 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| A-A-1 | uczestnictwo w zajęciach | 15 |
| A-A-2 | Przygotowanie się do zajęć audytoryjnych | 5 |
| A-A-3 | Przygotowanie się do zaliczenia | 8 |
| A-A-4 | Konsultacje | 2 |
| 30 | ||
| laboratoria | ||
| A-L-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 15 |
| A-L-2 | Przygotowanie się do zajęć laboratoryjnych | 5 |
| A-L-3 | Przygotowanie sprawozdań z laboratoriów | 8 |
| A-L-4 | Konsultacje | 2 |
| 30 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 30 |
| A-W-2 | Studiowanie literatury | 10 |
| A-W-3 | Przygotowanie się do egzaminu | 15 |
| A-W-4 | Udzaił w egzaminie | 2 |
| A-W-5 | Konsultacje | 3 |
| 60 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład informacyjny z użyciem projektora multimedialnego |
| M-2 | Ćwiczenia audytoryjne |
| M-3 | Laboratoria przedmiotowe |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena podsumowująca: Egzamin pisemny |
| S-2 | Ocena podsumowująca: Zaliczenie pisemne |
| S-3 | Ocena formująca: Sprawozdanie z zajęć laboratoryjnych |
| S-4 | Ocena formująca: Aktywność na zajęciach audytoryjnych |
Zamierzone efekty uczenia się - wiedza
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| IMiN_1A_B04_W01 Opisuje właściwości fizyczne materii skondensowanej. | IMiN_1A_W02 | — | — | C-1 | T-W-8, T-W-2, T-W-4, T-W-1, T-W-3, T-W-7, T-W-5, T-W-6, T-W-9 | M-1 | S-1 |
Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| IMiN_1A_B04_U01 Formułuje podstawowe wnioski na podstawie uzyskanych wyników eksperymentów (wykonane pomiary i obliczenia) w zakresie badania własności materii skondensowanej. | IMiN_1A_U02 | — | — | C-2 | T-A-2, T-A-1, T-L-5, T-A-3, T-L-1, T-L-4, T-L-2, T-A-4, T-L-3 | M-2, M-3 | S-2, S-4, S-3 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| IMiN_1A_B04_W01 Opisuje właściwości fizyczne materii skondensowanej. | 2,0 | |
| 3,0 | Na końcowym egzaminie pisemnym uzyskał od 51% do 65% punktów procentowych | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| IMiN_1A_B04_U01 Formułuje podstawowe wnioski na podstawie uzyskanych wyników eksperymentów (wykonane pomiary i obliczenia) w zakresie badania własności materii skondensowanej. | 2,0 | |
| 3,0 | Sumaryczna ilość punktów procentowych uzyskana z zaliczenia pisemnegooraz sprawozdania jest w przedziale 51%-65% | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Literatura podstawowa
- D. Halliday, R. Resnick, Fizyka, T. II, PWN, Warszawa, 1989
- J. Typek, Materiały dydaktyczne do wykładów, Strona internetowa http://typjan.zut.edu.pl/, Szczecin, 2012
- T. Rewaj (red), Zbiór zadań z fizyki, Wyd. Uczelniane Politechniki Szczecińskiej, Szczecin, 1996
Literatura dodatkowa
- I. Kruk, J. Typek, Laboratorium z fizyki, część II, Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Szczecińskiej, Szczecin, 2007