Elementy elektrodynamiki i optyki 1200-1ZMELOPW2

Celem wykładu jest zaprezentowanie idei i zagadnień współczesnej fizyki ze szczególnym uwzględnieniem elektrodynamiki, optyki i podstaw elektroniki będących podstawą dalszego zrozumienia zjawisk i problemów stawianych przyszłym inżynierom chemikom. Przedmiot, w swym założeniu, stanowi fundament i wprowadzenie do zagadnień bardziej zaawansowanych poruszanych na przedmiotach w kolejnych latach studiów (chemia kwantowa, chemia fizyczna, spektroskopia, technologia chemiczna i analiza instrumentalna). W związku z tym szczególny nacisk położony jest na rozumienie związków między teorią fizyczną a wynikami eksperymentów oraz na praktyczne zastosowanie wprowadzonych formalizmów w technice laboratoryjnej i przemysłowej (ze szczególnym uwzględnieniem procesów związanych z szeroko pojętą analizą chemiczną). Wykład ilustrowany jest pokazami zjawisk fizycznych. Wprowadzone są elementy współczesnego opisu matematycznego zjawisk i procesów fizycznych i chemicznych w postaci rachunku różniczkowego i całkowego.

Przedmiot składa się z 30 godzin wykładu i porusza następujące zagadnienia:
• Elektrostatyka – prawo Coulomba, pole elektryczne i potencjał elektryczny, prawo Gaussa, pole elektryczne w ośrodkach materialnych.
• Prąd elektryczny – prawa Kirchhoffa, elementy elektroniczne (oporniki, kondensatory, diody).
• Pole magnetyczne – siła Lorentza, prawo Ampère’a.
• Indukcja elektromagnetyczna – obwody prądu zmiennego, rezonans. Magnetyzm materii.
• Równania Maxwella – fale elektromagnetyczne, promieniowanie.
• Elementy elektrotechniki – silniki i prądnice, transformatory, elektromagnesy.
• Podstawowe prawa optyki – elementy i układy optyczne, interferencja i dyfrakcja fal elektromagnetycznych.
• Wstęp do mechaniki kwantowej – prawo Plancka, efekt fotoelektryczny, widma atomowe, fale materii, równanie Schrödingera.
• Współczesne elementy elektroniczne – półprzewodniki, tranzystory.
• Wstęp do fizyki jądrowej – cząstki elementarne i jądra atomowe, przemiany i reakcje jądrowe.

Celem wykładu jest zaprezentowanie słuchaczom piękna współczesnego świata wraz z wprowadzeniem niezbędnego opisu matematycznego. Rozważania ogólne dotyczące praw fizyki ilustrowane są – wszędzie, gdzie to tylko możliwe – przykładami zastosowań lub manifestacji tych praw w praktyce laboratoryjnej, technice lub przemyśle.