wykłady, ćwiczenia

Przedmiot zaliczany jest do przedmiotów podstawowych na kierunku: ochrona środowiska.
Realizowany jest w 1 i 2 semestrze studiów (I rok) w wymiarze:

• godziny obliczeniowe (45'): wykłady ( 20 godz.) i ćwiczenia ( 40 godz.)
• godziny realizowane (50'): wykłady ( 18 godz.) i ćwiczenia ( 36 godz.)

ECTS : semestr I : egzamin - 8 pkt., semestr II : zaliczenie - 4 pkt.

Podstawowe zjawiska i procesy fizyczne zachodzące w przyrodzie. Przestrzeń, ruch, czas. Struktura materii, poziomy jej organizacji, rzędy wielkości fizycznych, pomiary, jednostki. Modele matematyczne fizyki. Fizyka makro świata i fizyka mikro świata. Podstawy mechaniki klasycznej. Elementy termodynamiki, opis fenomenologiczny i statystyczny. Elementy hydromechaniki. Grawitacja. Elementy akustyki. Drgania i fale w ośrodkach sprężystych. Elektryczne i magnetyczne właściwości materii. Elektryczność. Fale elektromagnetyczne. Polaryzacja, interferencja i dyfrakcja fal. Elementy optyki falowej i geometrycznej. Elementy fizyki jądrowej. Promieniotwórczość naturalna i sztuczna. Promieniowanie słoneczne. Promieniowanie kosmiczne. Elementy kosmologii.Dyskusja na temat eksperymentu w CERN - Wielki zderzacz Hadronów - LHC. Modelowanie zjawisk fizycznych. Związki mikro i makro zjawisk jako relacje pomiędzy różnymi poziomami organizacji materii. Życie i rozwój.

Przyswojenie przez studentów podstawowych praw zjawisk i procesów zachodzących w przyrodzie, zrozumienie ich powiązań i znaczenia w strukturze samej fizyki oraz w naukach przyrodniczych i inżynierskich a zwłaszcza w ochronie środowiska oraz trwałym i zrównoważonym rozwoju. Umiejętność wykorzystywania wybranych metod i praw fizyki do analizy i rozwiązywania problemów w praktyce inżynierskiej, przyrodzie i życiu codziennym.

Semestr I

• Wykład 1:
  Przedmiot fizyki: podstawowe zjawiska i procesy zachodzące w przyrodzie.
  Struktura materii, poziomy jej organizacji, rzędy wielkości fizycznych, pomiary, jednostki.
  Modele matematyczne fizyki. Wykorzystanie fizyki w praktyce inżynierskiej ochrony środowiska.
  
  Ćwiczenia audytoryjne:
  Przykłady zastosowania modeli matematycznych;algebra i analiza wektorów, rachunek różniczkowy, równania różniczkowe, całkowanie równań różniczkowych.
•  Wykład 2:
  Podstawy mechaniki klasycznej, kinematyka, równania ruchu, dynamika, prawa zachowania pędu, krętu i energii. Związek praw zachowania z własnościami symetrii przestrzeni i czasu. Uniwersalność praw zachowania na różnych poziomach struktury materii.
  
  Ćwiczenia audytoryjne:
  Rozwiązywanie zadań rachunkowych. Analiza przykładów występujących w przyrodzie i praktyce inżynierskiej.
• Wykład 3.
  Grawitacja, pojęcie pola, elementy kosmologii. Mechanika analityczna, zasada najmniejszego działania.
  
  Ćwiczenia audytoryjne:
  Rozwiązywanie zadań rachunkowych. Analiza przykładów występujących w przyrodzie i praktyce inżynierskiej.
• Wykład 4:
  Elementy Hydromechaniki
  
  Ćwiczenia audytoryjne:
  Rozwiązywanie zadań rachunkowych. Analiza przykładów występujących w przyrodzie i praktyce inżynierskiej.
• Wykład 5:
  Termodynamika. Opis fenomenologiczny i statystyczny.
  
  Ćwiczenia audytoryjne:
  Rozwiązywanie zadań rachunkowych. Analiza przykładów występujących w przyrodzie i praktyce inżynierskiej.
• Wykład 6:
  Drgania i fale. Akustyka i elektromagnetyzm.
  
  Ćwiczenia audytoryjne:
  Zadania rachunkowe.
• Wykład 7:
  Polaryzacja, interferencja i dyfrakcja fal. Optyka falowa i geometryczna.
  
  Ćwiczenia audytoryjne:
  Rozwiązywanie zadań rachunkowych. Analiza budowy mikroskopu optycznego i elektronowego.
• Wykład 8:
  Zjawiska kwantowe, budowa atomu i jądra, promieniotwórczość.
  
  Ćwiczenia audytoryjne:
  Dyskusja na temat eksperymentu w CERN - Wielki zderzacz Hadronów - LHC,
•  Wykład 9:
  Promieniowanie słoneczne. Promieniowanie kosmiczne. Elementy kosmologii
  
  Ćwiczenia audytoryjne:
  Analiza przykładów występujących w przyrodzie i praktyce inżynierskiej. Bilans energii ziemi.

 Semestr II

• Ćwiczenia audytoryjne 1:
  Wybrane problemy mechaniki. Rozwiązywanie zadań rachunkowych. Analiza przykładów występujących w przyrodzie i praktyce inżynierskiej.
• Ćwiczenia audytoryjne 2:
  Wybrane problemy hydromechaniki. Rozwiązywanie zadań rachunkowych. Analiza przykładów występujących w przyrodzie i praktyce inżynierskiej.
• Ćwiczenia audytoryjne 3:
  Wybrane problemy fizyki ciał stałych. Rozwiązywanie zadań rachunkowych. Analiza przykładów występujących w przyrodzie i praktyce inżynierskiej.
• Ćwiczenia audytoryjne 4:
  Elektryczne i magnetyczne właściwości materii. Rozwiązywanie zadań rachunkowych. Analiza przykładów występujących w przyrodzie i praktyce inżynierskiej.
• Ćwiczenia audytoryjne 5:
  Wybrane zagadnienia akustyki. Rozwiązywanie zadań rachunkowych. Analiza przykładów występujących w przyrodzie i praktyce inżynierskiej.
• Ćwiczenia audytoryjne 6:
  Wybrane zagadnienia termodynamiki Nieliniowe procesy nierównowagowe-fluktuacje-układy dysypatywne. Fluktuacje i innowacje podobieństwa i różnice. Dyskusja o charakterze seminaryjnym .Rozwiązywanie zadań rachunkowych. Analiza przykładów występujących w przyrodzie i praktyce inżynierskiej.
• Ćwiczenia audytoryjne 7:
  Wybrane zagadnienia termodynamiki . Nieliniowe procesy nierównowagowe-fluktuacje-układy dysypatywne. Dyskusja o charakterze seminaryjnym Rozwiązywanie zadań rachunkowych. Analiza przykładów występujących w przyrodzie i praktyce inżynierskiej.
• Ćwiczenia audytoryjne 8:
  Zastosowania fizyki do modelowania problemów ochrony środowiska. Rozwiązywanie zadań projektowych i rachunkowych. Analiza przykładów występujących w przyrodzie i praktyce inżynierskiej.
• Ćwiczenia audytoryjne 9:
  Zastosowania fizyki do modelowania problemów ochrony środowiska. Rozwiązywanie zadań projektowych i rachunkowych. Analiza przykładów występujących w przyrodzie i praktyce inżynierskiej.

1. Władysław Bogusz, Jerzy Grabarczyk, Franciszek Krok, Podstawy Fizyki, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 1999, wyd.II i następne.
2. Stanisław Przestalski, Fizyka z elementami biofizyki i agrofizyki, PWN, Warszawa, 1989.
3. Kazimierz Gumiński Termodynamika PWN Warszawa 1974 i dalsze
4. Kazimierz Gumiński Termodynamika procesów nieodwracalnych PWN Warszawa 1986 i dalsze

5. Richard Feynman, Robert B. Leighton, Matthew Sands, Feynmana Wykłady z Fizyki, PWN Warszawa, 2006.
6. Ilya Prigogine, Isabelle Stengers, Z Chaosu ku Porządkowi, PIW Warszawa, 1990.
7. Ernest Schroedinger, Czym jest życie, Prószyński i S-ka, 1998
8. Egbert Boeker Rienk van Grondelle, Fizyka Środowiska, PWN, Warszawa, 2006.