7.3.1 Kierunek Fizyka

7.3.1.1 Fizyka Doświadczalna i Geofizyka

Wykłady kursowe i specjalistyczne:

Fizyka Cząstek Elementarnych i Oddziaływań Fundamentalnych:

Przedmiot: 404 Fizyka cząstek elementarnych i wysokich energii I
Wykładowca: prof. dr hab. Andrzej K. Wróblewski
Semestr: zimowy	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 0
Kod: 13.507404	Liczba punktów kredytowych: 2,5
Program: Program wykładu obejmuje podstawowe wiadomości o systematyce cząstek elementarnych i ich oddziaływań. Wiadomości wstępne: układ jednostek h = c = 1, eksperymenty formacji i produkcji cząstek. Systematyka cząstek w modelu kolorowych kwarków i gluonów (konstrukcja multiple-tów mezonowych i barionowych) Model kwarkowo - partonowy oddziaływań cząstek. Diagramy kwarkowe. Kąt Cabbibo, macierz Kobayashi-Maskawy. Zasady zachowania w fizyce cząstek. Parzystość P, parzystość ładunkowa C, parzystość G, parzystość kombinowana CP. Wnioski z zasady zachowania izospinu w oddziaływaniach silnych (formalizm Szmuszkiewicza). System neutralnych kaonów, oscylacje dziwności, regeneracja składowej krótko- życiowej. Niezachowanie parzystości CP. Kinematyka oddziaływań. Wnioski z transformacji Lorentza. Zmienna x Feynmana, Pospieszność (rapidity) i pseudopospieszność (pseudorapidity). Rozpraszanie leptonów na hadronach. Zmienna x Bjorkena. Rozpraszanie głębokonieelastyczne (DIS). Elementy analizy fal cząstkowych (PWA) w eksperymentach formacji. Przegląd danych doświadczalnych dotyczących produkcji cząstek w oddziaływaniach lepton-lepton, lepton-hadron, hadron-hadron (Przekroje czynne, krotności). Uwaga: Wykład ten jest kontynuowany w semestrze letnim; jego tematyka przeznaczona w zasadzie dla osób ze specjalizacji fizyki cząstek - obejmuje bardziej zaawansowane zagadnienia fizyki cząstek, w tym szczegóły analizy eksperymentów.
Proponowane podręczniki: Żaden podręcznik nie odpowiada ściśle programowi wykładu. Jako lekturę pomocniczą zaleca się: D. H. Perkins, Wstęp do fizyki wysokich energii.
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem: Fizyka I, II, III, Fizyka kwantowa lub Mechanika kwantowa I.
Forma zaliczenia: Egzamin.

***

Przedmiot: 404 Fizyka cząstek elementarnych i wysokich energii II
Wykładowca: prof. dr hab. Jan Królikowski
Semestr: letni	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 3
Kod: 13.507404	Liczba punktów kredytowych: 6,5
Program: Wykład jest kontynuacją wykładu z cząstek elementarnych z semestru zimowego. Wykorzystując podstawowe pojęcia tam wprowadzone wykład w semestrze letnim obejmuje: aspekty integracyjne eksperymentów w fizyce cząstek. podstawowe wyniki doświadczalne świadczące o poprawności modelu standardowego (badania oddziaływań e+e-, ep i hadron-hadron, dokładne testy modelu standardowego w rozpadach Z0). przyszłe eksperymenty, czyli poszukiwania fizyki poza modelem standardowym. Wykład dotyczy zagadnień i wyników aktualnych, jego dokładny program zmienia się co roku w miarę napływu nowych danych. Wykład nawiązuje do seminarium z fizyki wysokich energii, na którym niektóre omawiane zagadnienia są prezentowane bardziej szczegółowo.
Proponowane podręczniki: Żaden podręcznik nie odpowiada ściśle programowi wykładu. Literatura (głównie prace oryginalne i artykuły przeglądowe) jest podawana bieżąco na wykładzie.
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem: Fizyka I, II, III, Mechanika kwantowa I lub Fizyka kwantowa, Fizyka cząstek elementarnych i wysokich energii (semestr zimowy).
Forma zaliczenia: Zaliczenie ćwiczeń. Egzamin pisemny i ustny.

Fizyka Jądra Atomowego i Spektroskopia Jądrowa

Przedmiot: 408 Fizyka jądrowa - spektroskopia jądrowa
Wykładowca: prof. dr hab. Chrystian Droste i prof. dr hab. Jan Żylicz
Semestr: zimowy i letni	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 0
Kod: 13.507408	Liczba punktów kredytowych: 5
Program: 1. Model kroplowy energia wiązania nuklidów, linia stabilności, linia zerowej energii wiązania protonów i neutronów spontaniczne rozszczepienie wg. modelu kroplowego 2. Model gazu Fermiego poziom Fermiego, głębokość studni potencjału, gęstość stanów jądrowych 3. Model powłokowy jądra sferycznego doświadczalne dowody istnienia powłok w jądrach atomowych potencjał jądrowy, stany jednocząstkowe, własności jądra wg. modelu powłokowego zastosowania modelu: hiperjądra, struktura powłokowa daleko poza linią stabilności 4. Model Nilssona jąder niesferycznych potencjał anizotropowego harmonicznego oscylatora, potencjał Nilssona, własności jądra 5. Oddziaływanie typu d, krótkozasięgowe korelacje dwójkujące (" pairing ") wyniki teorii BCS, kwazicząstki, obsadzanie stanów jądrowych, szczelina energetyczna 6. Poprawka powłokowa kształty jądra, izomery kształtu, jądra superciężkie, nowe magiczne liczby 7. Przejścia elektromagnetyczne klasyfikacja przejść gamma, reguły wyboru, jednostki Weisskopfa, konwersja wewnętrzna 8. Modele kolektywne - niskie spiny wibracje jądra sferycznego i zdeformowanego, rotacja, pasma rotacyjne, silne sprzężenie 9. Jądro atomowe w warunkach szybkiego obrotu uszeregowanie rotacyjne, "back-bending", przecinanie się pasm, superdeformacja 10. Rozpad beta zarys teorii rozpadu beta, rozpad neutronu, stała oddziaływania słabego rozpad beta Fermiego, stany analogowe, rozpad mionu, test Modelu Standardowego rozpad beta Gamowa-Tellera, rezonanse Gamowa-Tellera, "quenching " nasilenia GT fizyka neutrin, podwójny rozpad beta, poszukiwanie bezneutrinowego podwójnego rozpadu 11. Emisja naładowanych cząstek i neutronów rozpad alfa i emisja cząstek cięższych, zastosowanie przybliżenia WKB emisja protonów ze stanu podstawowego, opóźniona emisja protonów i neutronów 12. Przegląd metod doświadczalnych spektroskopii "na wiązce" ciężkich jonów współczesne spektrometry promieniowania gamma, układy wielodetektorowe rozkłady kątowe, metoda DCO, pomiary momentów magnetycznych i czasów życia.
Proponowane podręczniki: A. Strzałkowski, Wstęp do fizyki jądra atomowego. T. Mayer-Kuckuk, Fizyka jądrowa.
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem: Mechanika kwantowa I, Wstęp do fizyki jądra atomowego i cząstek elementarnych.
Forma zaliczenia: Egzamin ustny.

***

Przedmiot: 504 Reakcje jądrowe
Wykładowca: prof. dr hab. Krystyna Siwek-Wilczyńska i dr Brunon Sikora
Semestr: zimowy i letni	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 0
Kod: 13.507504	Liczba punktów kredytowych: 5
Program: Kinematyka reakcji dwuciałowych. Ciepło reakcji. Układ laboratoryjny i układ środka masy. Geometryczna interpretacja przekroju czynnego reakcji. Różniczkowy przekrój czynny. Rozpraszanie cząstek przez sferyczny symetryczny potencjał. Pojęcie toru cząstki. Funkcja odchylenia. Opis kwantowy rozpraszania. Metoda fal parcjalnych. Przekroje czynne reakcji i rozpraszania. Rozpraszanie ciężkich jonów. Rozpraszanie Fresnela i Fraunhofera. Macierz S. Zasada równowagi szczegółowej. Podstawowe mechanizmy reakcji wywołanych prze lekkie i średnio ciężkie cząstki w obszarze niskich energii. Metody ich rozróżniania. Jądro złożone. Model Bohra. Przekrój czynny reakcji. Reakcje rezonansowe. Rozpraszanie rezonansowe i potencjałowe. Wzór Brieta-Wignera. Model statystyczny jądra złożonego. Formuła Hausera-Feshbacha. Gęstość poziomów jądrowych. Model równoodległych poziomów jednocząstkowych. Zależności spinowe gęstości poziomów jądrowych. Fluktuacje przekrojów czynnych. Krótki przegląd niektórych metod detekcji cząstek naładowanych. Teleskopy półprzewodnikowe. Metoda czasu przelotu. Jądro złożone dla reakcji wywołanych przez ciężkie jony. Ograniczenia reakcji pełnej syntezy. Siła kontaktowa. Model krytycznego promienia. Model krytycznego momentu pędu. Pełna synteza jąder ciężkich. Model Świąteckiego. Dopchnięcie ("extra push"). Kanały rozpadu układu złożonego. Konkurencja rozszczepienie-wyparowanie. Reakcje niepełnej syntezy jądrowej. Model optyczny oddziaływań jądrowych. Potencjały optyczne. Reakcje bezpośrednie przekazu nukleonów i wzbudzenia nieelastycznego. Metoda fal zaburzonych Borna. Zastosowanie w badaniach struktury jąder. Czynniki spektroskopowe. Zarys metody kanałów sprzężonych. Reakcje głęboko nieelastyczne ciężkich jonów. Diagram Wilczyńskiego. Czas trwania reakcji. Mechanizm dyssypacji energii i krętu. Potencjały jądro-jądro: "proximity" i "folding". Rozszczepienie jąder atomowych. Warunki rozszczepialności. Bilans energii. Krzywe wzbudzenia. Rozkłady masowe produktów. Kształt bariery rozszczepienia. Poprawka powłokowa Strutinskiego. Prawdopodobieństwo rozszczepienia. Czasy życia nuklidów rozszczepiających się. Reakcje jądrowe przy energiach średnich i niskich-relatywistycznych. Kinematyka: śpieszność i jej własności. Efekty kolektywne. Płaszczyzna reakcji. Rodzaje pływów. Opis teoretyczny: Zarys metod BUU i QMD. Równanie stanu materii jądrowej. Multifragmentacja. Produkcja nowych cząstek.
Proponowane podręczniki: P. Frö brich, R. Lipperheide, Theory of nuclear reactions. E. Gadioli, P. Hodgson, Preequilibrium nuclear reactions, rozdz.1-4. T. Mayer-Kuckuk, Fizyka jądrowa. A. Strzałkowski, Wstep do fizyki jądra atomowego.
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem: Mechanika kwantowa I, Wstęp do fizyki jądra atomowego i cząstek elementarnych. Zajęcia sugerowane do zaliczenia/wysłuchania przed wykładem: Termodynamika lub Fizyka statystyczna I.
Forma zaliczenia: Egzamin.

Optyka:

Przedmiot: 413 Elementy optyki współczesnej
Wykładowca: prof. dr hab. Krzysztof Ernst
Semestr: zimowy i letni	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 0
Kod: 13.207413	Liczba punktów kredytowych: 5
Program: I. Spektroskopia laserowa wysokich zdolności rozdzielczych 1. Spektroskopia nasyceniowa 2. Spektroskopia dwufotonowa 3. Spektroskopia polaryzacyjna 4. Dudnienia kwantowe 5. Nieliniowy efekt Hanlego 6. Zastosowania 1 i 2 w spektroskopii atomu wodoru II. Niekonwencjonalne techniki spektroskopii laserowej 1. Spektroskopia Optoakustyczna (OA) 2. Spektroskopia Optogalwaniczna (OG) 3. Rezonansowa Spektroskopia Jonizacyjna (RIS) III. Chłodzenie i pułapkowanie atomów IV. Elementy Chemii Laserowej 1. Laserowa separacja izotopów 2. Reakcje chemiczne indukowane światłem laserowym 3. Klastery i śnieg laserowy V. Analiza spektralna zdalnie sterowana 1. Badania atmosferyczne i stratosferyczne 2. LIDAR VI. Lasery półprzewodnikowe i ich zastosowania 1. Cząsteczkowa spektroskopia overtonowa VII. Spektroskopia na wiązkach atomowych VIII. Pompowanie optyczne 1. Magnetometry 2. Zegary atomowe IX. Atomy rydbergowskie i ich własności
Proponowane podręczniki: W.Demtroder, Spektroskopia laserowa, PWN. A.Corney, Atomic and Laser Spectroscopy, Clarendon Press.
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem: Fizyka kwantowa, Wstęp do fizyki atomu, cząsteczki i ciała stałego lub Wstęp do optyki i fizyki ciała stałego (od 1998/9). Zajęcia sugerowane do wysłuchania przed tym wykładem: Mechanika kwantowa I.
Forma zaliczenia: Egzamin ustny.

***

Przedmiot: 507 Fizyka laserów
Wykładowca: prof. dr hab. Krzysztof Wódkiewicz
Semestr: zimowy i letni	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 0
Kod: 13.207507	Liczba punktów kredytowych: 5
Program: 1. Kwantowe wzmacniacze promieniowania. 2. Promieniowanie w pustych wnękach rezonansowych. 3. Teoria Einsteina oddziaływania promieniowania z materią. 4. Klasyczna i półklasyczna teoria dyspersji. 5. Kwantowa teoria dyspersji. Równania Blocha. 6. Półklasyczna teoria lasera. Elementy teorii Lamba. 7. Wiązki laserowe. Optyka geometryczna optycznych rezonatorów. 8. Falowa teoria rezonatorów optycznych. 9. Teoria koherencji promieniowania laserowego. 10. Fluktuacje i statystyka fotonów w laserach.
Proponowane podręczniki: K. Shimoda, Wstęp do Fizyki laserów. P. Milonni i J. H. Eberly, Lasers.
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem: Mechanika kwantowa I, Elektrodynamika.
Forma zaliczenia: Egzamin.

Fizyka Ciała Stałego:

Przedmiot: 417 Fizyka ciała stałego
Wykładowca: prof. dr hab. Marian Grynberg
Semestr: zimowy i letni	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 0
Kod: 13.207417	Liczba punktów kredytowych: 5
Program: Elementy krystalografii. Elektron w potencjale periodycznym. Model prawie pustej sieci. Kryształ skończony, warunki periodyczności Borna-Karmana. Drgania sieci krystalicznej-fonony. Transport nośników prądu, zlinearyzowane równanie Boltzmanna. Przybliżenie czasu relaksacji. Równanie masy efektywnej, płytkie stany domieszkowe. Własności optyczne metali. Dynamiczna funkcja dielektryczna w kryształach częściowo jonowych. Osobliwości van Hoove, optyczne własności ciał stałych. Magnetooptyka na swobodnych nośnikach i międzypasmowa. Ekscytony swobodne i związane. Wpływ jednoosiowych naprężeń na strukturę elektronową kubicznych kryształów. Kryształy silnie domieszkowane, hopping przejścia metal izolator. Ciała amorficzne. Powierzchnia kryształu jako zaburzenie periodyczności. Heterostruktury, studnie kwantowe. Dwuwymiarowy gaz elektronowy. Pełna kwantyzacja w polu magnetycznym. Całkowity kwantowy efekt Halla. Układy jedno i zerowymiarowe. Cel wykładu: Przygotowanie studentów specjalizacji fizyki ciała stałego do wykonania pracy dyplomowej na V roku.
Proponowane podręczniki: N.W. Ashcroft, N.D. Mermit, Fizyka ciała stałego. Ch. Kittel, Wstęp do fizyki ciała stałego. P. Yu, M. Cardona, Fundamental of Semiconductors.
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem:
Forma zaliczenia: Egzamin ustny.

Metody Jądrowe Ciała Stałego:

Przedmiot: 421 Struktura i dynamika sieci fazy skondensowanej
Wykładowca: prof. dr hab. Izabela Sosnowska
Semestr: zimowy i letni	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 0
Kod: 13.207421	Liczba punktów kredytowych: 5
Program: Wykład jest poświęcony elementom współczesnej krystalografii. Zawiera on omówienie elementów symetrii występujących w ciałach stałych, włączając symetrię struktur modulowanych i kwazikryształów. Przedmiotem wykładu będą związki pomiędzy strukturą krystaliczną, dynamiką wewnętrzną i własnościami fizycznymi materiałów. Przedstawione będą również oddziaływania wewnętrzne w fazie skondensowanej materii. Omówione zostaną struktury i własności magnetyków, ferroelektryków, nadprzewodników, superjonowych przewodników, substancji amorficznych, ciekłych kryształów i kwazikryształów. Podane będą różne metody badania struktury materiałów oraz porównanie różnych technik badawczych. Przedmiotem wykładu będą również zmiany własności materiałów pod wpływem czynników zewnętrznych: ciśnienia, temperatury i pola magnetycznego. Omówione zostaną również przejścia fazowe w fazie skondensowanej i metody ich badania.
Proponowane podręczniki: Z. Bojarski, M. Gigla, K. Stróż, M. Surowiec, Krystalografia, PWN, 1996. B.K. Weinstein, Krystalografia Współczesna, Nauka, Moskwa 1979 (wydana w jęz. angielskim i rosyjskim), t. I-IV.
Zajęcia sugerowane do zaliczenia przed wykładem: Podstawy dyfrakcji promieni X i neutronów, Fizyka V.
Forma zaliczenia: Egzamin ustny.

***

Przedmiot: 511 Metody jądrowe fizyki ciała stałego
Wykładowca: prof. dr hab. Izabela Sosnowska
Semestr: zimowy i letni	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 0
Kod: 13.207511	Liczba punktów kredytowych: 5
Program: Elementy współczesnej krystalografii. Symetrię kryształów, włączając symetrię struktur modulowanych i kwazikryształów. Oddziaływania wewnętrzne w fazie skondensowanej materii. Związki pomiędzy strukturą krystaliczną, dynamiką wewnętrzną i własnościami fizycznymi materiałów. Własności fizyczne magnetyków, ferroelektryków, nadprzewodników, superjonowych przewodników, substancji amorficznych, ciekłych kryształów i kwazikryształów. Zmiany własności materiałów pod wpływem czynników zewnętrznych: ciśnienia, temperatury i pola magnetycznego. Przejścia fazowe. Dyfuzję. Metody badania struktury i dynamiki wewnętrznej materiałów oraz porównanie różnych technik badawczych. Rozpraszanie neutronów powolnych w fizyce materiałów oraz porównanie tej techniki z innymi metodami jądrowymi takimi jak: efekt Mössbauera, jądrowy rezonans magnetyczny (NMR) oraz promieniowanie synchrotronowe.
Proponowane podręczniki: Z. Bojarski, M. Gigla, K. Stróż, M. Surowiec, Krystalografia, PWN, 1996. B.K. Weinstein, Krystalografia Współczesna, Nauka, Moskwa 1979 (wydana w jęz. angielskim i rosyjskim), tom 1-4.
Zajęcia sugerowane do zaliczenia przed wykładem: Dyfrakcja promieni X i neutronów oraz Fizyka V, Mechanika kwantowa 1.
Forma zaliczenia: Egzamin ustny.

Rentgenowskie Badania Strukturalne:

Przedmiot: 425 Fizyka promieni X -I
Wykładowca: prof. dr hab. Jerzy Gronkowski i prof. dr hab. Maria Lefeld-Sosnowska
Semestr: zimowy i letni	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 0
Kod: 13.207425	Liczba punktów kredytowych: 5
Program: l. Źródła promieniowania rentgenowskiego (lampy, źródła synchrotronowe). 2. Oddziaływanie promieniowania X z materią (rozpraszanie, absorpcja, załamanie). 3. Defekty w kryształach. 4. Dynamiczna teoria dyfrakcji promieni X na kryształach (kryształy idealne i zdeformowane, równania Takagi-Taupina, wysokorozdzielcza dyfraktometria wielo-krystaliczna).
Proponowane podręczniki: J. Gronkowski, Materiały do wykładu 1995/96. N. A. Dyson, Promieniowanie rentgenowskie w fizyce atomowej i jądrowej. M. Lefeld-Sosnowska, Rozprawa habilitacyjna (UW 1979).
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem: Fizyka I, II, III, IV, Podstawy dyfrakcji promieni X i neutronów. Zajęcia sugerowane do zaliczenia przed wykładem: Wstęp do fizyki atomu, cząsteczki i ciała stałego lub Wstęp do optyki i fizyki ciała stałego (od 1998/9), Elektrodynamika ośrodków materialnych.
Forma zaliczenia: Egzamin ustny.

***

Przedmiot: 513 Fizyka promieni X - II
Wykładowca: prof. dr hab. Jerzy Gronkowski i prof. dr hab. Maria Lefeld-Sosnowska
Semestr: zimowy i letni	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 0
Kod: 13.209513	Liczba punktów kredytowych: 5
Program: Zastosowania dyfrakcji promieni X (metoda fal stojących; metody proszkowe; dyfraktometria; wyznaczanie parametrów sieci; interferometria rentgenowska; optyka rentgenowska; wyznaczanie struktur krystalicznych; przypadek wielu fal; dyfrakcja poślizgowa; kwazikryształy). Rozpraszanie promieni X (rozpraszanie niesprężyste, porównanie z rozpraszaniem neutronów; rozpraszanie dyfuzyjne, defekty punktowe; rozpraszanie niskokątowe). Rentgenowska spektroskopia emisyjna i absorpcyjna (EXAFS, SAXS). Przegląd badań materiałowych metodami rentgenowskimi i innymi (reflektometria, badania cienkich warstw; mikroskopia rentgenowska; obrazowanie za pomocą kontrastu fazowego; litografia rentgenowska; metody elektronowe, spektroskopia fotoelektronów, LEED, RHEED). Rentgenowskie lasery na swobodnych elektronach (działanie undulatora).
Proponowane podręczniki: J. Gronkowski, Materiały do wykładu 1995/96. N. A. Dyson, Promieniowanie rentgenowskie w fizyce atomowej i jądrowej. M. Lefeld-Sosnowska, Rozprawa habilitacyjna (UW 1979).
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem: Fizyka I, II, III, IV, Podstawy dyfrakcji promieni X i neutronów Zajęcia sugerowane do zaliczenia przed wykładem: Wstęp do fizyki atomu, cząsteczki i ciała stałego lub Wstęp do optyki i fizyki ciała stałego (od 1998/9), Elektrodynamika ośrodków materialnych.
Forma zaliczenia: Egzamin ustny.

Biofizyka:

Przedmiot: 428 Mechanika kwantowa II (dla studentów Biofizyki)
Wykładowca: dr hab. Maciej Geller
Semestr: zimowy	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 1
Semestr: letni	Liczba godzin wykł./tydz.: 1 Liczba godzin ćw./tydz.: 1
Kod: 13.207428	Liczba punktów kredytowych: 6,5
Program: Wykład obejmuje wstęp do mechaniki kwantowej układów cząsteczkowych, mechaniki molekularnej i teorii oddziaływań międzycząsteczkowych. Od równania Schrö dingera do metody SCF-HF-MO-LCAO: pokazanie kolejnych kroków umożliwiających przybliżone rozwiązywanie równania Schrödingera dla układów molekularnych, w tym: przybliżenie Borna-Oppenheimera; przybliżenie jednoelektronowe; metoda Hartree-Focka; metoda pola samouzgodnionego (SCF) i funkcja falowa układu w postaci wyznacznika Slatera; metoda Hartree-Focka-Roothaana (przybliżenie LCAO). Metody ab initio i metody półempiryczne; bazy funkcyjne. Fizyczna interpretacja stabilności wiązania chemicznego: tw. wirialne; tw. Elektrostatyczne i tw. Hellmanna-Feynmana. Orbitale wiążące i antywiążące; p i s ; układy p -elektronowe; orbitale zhybrydyzowane. Metody mechaniki molekularnej. Opis oddziaływań międzycząsteczkowych: rachunek zaburzeń Rayleigha-Schrödingera; oddziaływania hydrofobowe. Zastosowania opisu kwantowego w badaniach struktury elektronowej cząsteczek i makrocząsteczek biologicznych.
Proponowane podręczniki: W. Kołos, Chemia kwantowa.
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem: Mechanika kwantowa I.
Forma zaliczenia: Zaliczenie ćwiczeń i egzamin.

***

Przedmiot: 429 Biologia
Wykładowca: doc. dr hab. Jan Sabliński
Semestr: zimowy	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 0
Kod: 13.101429	Liczba punktów kredytowych: 2,5
Program: Następujące zagadnienia z zakresu biologii ogólnej i molekularnej: Teoria komórkowa: ogólne wiadomości o budowie, funkcjonowaniu i organizacji komórek roślinnych i zwierzęcych, bakterii, struktur subkomórkowych i wirusów. Cykl komórkowy: chromosomy, kod genetyczny, mitoza i mejoza. Podstawy genetyki: geny, prawa Mendla, segregacja genów, genotyp-fenotyp-środowisko, genetyka człowieka i determinacja płci. Mutacje chromosomowe i genowe, choroby dziedziczne. Różnicowanie komórek, regulacja i ekspresja genów, rola cytoklin. Podstawowe wiadomości z zakresu fizjologii. Podstawy onkologii molekularnej i klinicznej, protoonkogeny-onkogeny-choroby nowotworowe u ludzi. Podstawy immunologii: budowa i wytwarzanie przeciwciał, rearanżacja genów, geny zgodności tkankowej, tolerancja immunologiczna, autoagresja. Terapia genowa w leczeniu chorób dziedzicznych, zwierzęta transgeniczne. Podstawy radiobiologii – wpływ promieniowań jonizujących na organizmy żywe. Wybrane zagadnienia ewolucji.
Proponowane podręczniki: ---
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem: ---
Forma zaliczenia: Egzamin.

***

Przedmiot: 430 Chemia organiczna
Wykładowca:dr hab. Zygmunt Kazimierczuk
Semestr: zimowy	Liczba godzin wykł./tydz.: 4 Liczba godzin ćw./tydz.: 0
Kod: 13.303430	Liczba punktów kredytowych: 5
Program: Wykład obejmuje podstawowe zagadnienia chemii organicznej i fizycznej chemii organicznej. Szczególnie rozwinięte są zagadnienia dotyczące reaktywności, struktury i właściwości cząsteczek biologicznych (aminokwasy, białka, cukry, pochodne kwasów nukleinowych). Celem wykładu jest przygotowanie studentów do zrozumienia wykładu z biochemii, który jest w semestrze letnim.
Proponowane podręczniki: M. Masztalerz, Chemia organiczna.
Zajęcia sugerowane do zaliczenia przed wykładem: Wstęp do biofizyki.
Forma zaliczenia: Egzamin.

***

Przedmiot: 432 Biochemia
Wykładowca: dr hab. Ewa Kulikowska
Semestr: letni	Liczba godzin wykł./tydz.: 4 Liczba godzin ćw./tydz.: 4
Kod: 13.607432	Liczba punktów kredytowych: 10
Program: Białka - struktura I, II, III i IV- rzędowa. Ewolucja molekularna białek, systematyka białek. Enzymy. Terminy i jednostki, specyficzność, systematyka i nomenklatura enzymów. Kinetyka enzymatyczna - teoria Michaelisa. Rodzaje inhibicji i aktywacji enzymów. Allosteria. Regulacja aktywności enzymów. Mechanizm działania enzymów - budowa miejsca aktywnego, mechanizmy katalityczne. Kompleksy enzymatyczne. Koenzymy - budowa, rodzaje reakcji katalizowanych, wybrane mechanizmy elektronowe. Metabolizm białek. Enzymy proteolityczne. Transminacja, dekarboksylacja, dezaminacja oksydacyjna. Cykl mocznikowy. Oksydacyjna dekarboksylacja a-ketokwasów. Kwasy nukleinowe. Struktura I- rzędowa. Biosynteza z prekursorów. DNA-struktura II- i III- rzędowa. RNA: t-RNA, m-RNA, r-RNA. Enzymy rozszczepiające kwasy nukleinowe. Funkcje genetyczne: replikacja DNA, transkrypcja RNA- processing, splicing. Geny mozaikowe. Mechanizm przekazywania informacji genetycznej. Kod genetyczny. Translacja - biosynteza białka. Wirusy - budowa, cykl życiowy i patogenność, wirus HIV. Węglowodany – budowa i metabolizm. Mono-, di- i polisacharydy zwierzęce i roślinne. Glikozydy. Hydroliza i fosforoliza polisacharydów. Glikoliza i fermentacja. Fosforylacja substratowa. Cykl Krebsa. Cykl pentozowy. Glukoneogeneza. Fotosynteza - proces ciemniowy - cykl Calvina. Lipidy - budowa i metabolizm. Tłuszcze właściwe, fosfolipidy, glikolipidy, sterydy, woski, izoprenoidy, witaminy. Metabolizm: trawienie tłuszczów, b-oksydacja kwasów tłuszczowych, biosynteza kwasów tłuszczowych, glicerydów i fosfolipidów. Utlenianie biologiczne - podstawy bioenergetyki. Sprzężenie przez ATP i inne związki “wyskoenergetyczne" procesów endo- i egzoergicznych. Przyczyny wysokiej zmiany entalpii swobodnej hydrolizy związków “bogatych w energię”. Łańcuch oddechowy. Przenośniki elektronów i ich potencjały oksydoredukcyjne. Mechanizm fosforylacji oksydacyjnej wg. Mitchella. Porównanie bilansu energetycznego fosforylacji oksydacyjnej i substratowej. Budowa mitochondrium. Fotosynteza - proces świetlny. Budowa chloroplastu. Barwniki kompleksu antenowego. Fotochemiczne pompowanie chlorofilu. Fotosystem I i II. Transport elektronów w procesach fosforylacji cyklicznej i niecyklicznej. Biochemia organelli komórkowych - lokalizacja procesów biochem. Błona komórkowa - budowa, skład chemiczny. Mechanizmy i energetyka transportu błonowego aktywnego i biernego. Kanały i pory błonowe, przenośniki, kotransport, jonofory. ATP-azowa pompa sodowo-potasowa w błonie. Pompa wapniowa. Jądro komórkowe - budowa chromosomu pro- i eukariotycznego, plazmidy, transposony. Biochemia mitochondrium, funkcje biochemiczne retikulum endoplazmatycznego rybosomów. Współzależności metaboliczne. Etapy katabolizmu komórkowego. Dopływy i odpływy z cyklu Krebsa do puli białek, węglowodanów i tłuszczowców. Współgranie katabolizmu tlenowego i beztlenowego, regulacja allosteryczna. Regulacja metabolizmu. Jacoba-Monda model indukcji i represji enzymatycznej. Inne mechanizmy regulacji na poziomie genetycznym. Regulatory endogenne allosterczne. Sygnalizacja międzykomórkowa. Regulacja hormonalna - mechanizmy. System fosforylacji białek przez kinazy białkowe zależne od cAMP. Regulacja przez układ nerwowy. Przewodzenie wzdłuż neuronu i na synapsach. Neurotransmitery. Rola jonów Ca++ i kalmeduliny.
Proponowane podręczniki: L. Stryer, Biochemia. A.L. Lehninger, Biochemia. P. Karlson, Zarys Biochemii, t. I i II.
Zajęcia sugerowane do zaliczenia przed wykładem: Wstęp do biofizyki. Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem: Chemia organiczna.
Forma zaliczenia: Zaliczenie ćwiczeń. Egzamin.

***

Przedmiot: 433 Spektroskopia molekularna
Wykładowca: dr hab. Mieczysław Remin
Semestr: letni	Liczba godzin wykł./tydz.: 3 Liczba godzin ćw./tydz.: 2
Kod: 13.208433	Liczba punktów kredytowych: 6
Program: Teoria, metody i zastosowania (badania struktury i dynamiki) spektroskopii molekularnej; magnetyczny rezonans jądrowy w jednym i dwu wymiarach, klasyczny i kwantowy opis układu spinów jądrowych, relaksacja spinów, ekranowanie elektronowe, sprężenia skalarne i dipolowe, jądrowy efekt Overhausera, jądrowy rezonans magnetyczny 1H , 13C i 31P w makromolekułach biologicznych, transfer magnetyzacji jądrowej w układach biologicznych in vivo , przestrzenna lokalizacja spinów i obrazowanie w biomedycynie; absorpcja IR i UV-VIS, fluorescencja, poziomy energetyczne w cząsteczce, reguły wyboru, widma elektronowe, oscylacyjne i rotacyjne, dichroizm kołowy, spektroskopia Ramana, spektometria masowa, efekt Mössbauera.
Proponowane podręczniki: P.W. Atkins, Physical Chemistry. A. Abragam, Principles of magnetic resonance. G. Herzberg, Molecular spektra and molecular structure. H. Gü nter, Spektroskopia wysokiej zdolności rodzielczej NMR. Z. Kęcki, Podstawy spektroskopii molekularnej. R. Ernst, G. Bodenhausen, Principles of nuclear magnetic resonance in one and two dimmension. T. James, Biomedical magnetic resonance. T. Evans, Biomolecular NMR spektroscopy. Journals of the International Society of Magnetic Resonance in Medicine: Journal of Magnetic Resonance Imaging, ed. G. D. Fullerton; Magnetic Resonance in Medicine ed. F. W. Wehrli,
Zajęcia sugerowane do zaliczenia przed wykładem: Fizyka statystyczna. Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem: Mechanika kwantowa I.
Forma zaliczenia: Egzamin.

***

Przedmiot: 515 Biofizyka molekularna I
Wykładowca: prof. dr hab. Ryszard Stolarski
Semestr: zimowy	Liczba godzin wykł./tydz.: 4 Liczba godzin ćw./tydz.: 0
Kod: 13.909515	Liczba punktów kredytowych: 5
Program: Program wykładu obejmuje zagadnienia struktury przestrzennej /konformacja/, dynamiki ruchów molekularnych i oddziaływań międzycząsteczkowych polimerów biologicznych, białek i kwasów nukleinowych oraz podstawowych metod doświadczalnych i teoretycznych badania tych zagadnień. Zagadnienia wstępne obejmują przypomnienie budowy chemicznej, mechanizmów biosyntezy i roli biologicznej kwasów nukleinowych i białek. Następnie omawiane są szczegółowo metody badania konformacji i dynamiki biopolimerów: sekwencjonowanie, elektroforeza, ultrawirowanie, magnetyczny rezonans jądrowy (NMR), dyfrakcja promieniowania rentgenowskiego na monokryształach i włóknach, dynamika molekularna (MD), z rozszerzeniem kwantowym i na dynamikę brownowską. Omawianie struktur i dynamiki kwasów nukleinowych DNA i RNA oraz białek jest prowadzone od poziomu monomerów składowych do poziomu struktur trzecio- i czwartorzędowych. Szczególny nacisk położony jest na najbardziej aktualne, “gorące” zagadnienia prezentowane w literaturze światowej, np. zwijanie /folding/ białek in vitro i in vivo, specyficzne rozpoznawanie wzajemne białek i kwasów nukleinowych o ściśle określonych sekwencjach, niemichaelisowskie przebiegi kinetyki reakcji enzymatycznych.
Proponowane podręczniki: W. Saenger, Princilples of nucleic acid structure. T. E. Creighton, Proteins. Structures and molecular properties.
Zajęcia sugerowane do zaliczenia przed wykładem: Pracownia chemii fizycznej, Pracownia biochemii, Mechanika kwantowa II. Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem: Spektroskopia molekularna, Biochemia.
Forma zaliczenia: Egzamin ustny.

***

Przedmiot: 516 Genetyka molekularna
Wykładowca:dr hab. Edward Darżynkiewicz
Semestr: zimowy	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 0
Kod: 13.909516	Liczba punktów kredytowych: 2,5
Program: Wykład obejmuje wybrane, a jednocześnie będące kluczowymi, zagadnienia ze współczesnej genetyki molekularnej. W rozważaniach nad struktura i funkcja DNA omawiane są takie tematy, jak: dlaczego DNA ma strukturę helikalną, różne rodzaje heliksów, formy heliksów w przestrzeni, superzwinięcie DNA, DNA i chromosomy, metody stosowane do badania struktury DNA, DNA jako matryca w procesie transkrypcji - zasady procesu transkrypcji, organizacja sekwencji DNA, kompleks transkrypcyjny, regulacja procesu transkrypcji, transkrypcja a nukleosomy. Kolejnym cyklem tematów są sprawy związane ze struktura i funkcja różnych rodzajów RNA, m. innymi: procesy dojrzewania RNA (splicing, capping, poliadenylacja), transport wewnątrzkomórkowy kwasów rybonukleinowych i jego regulacja, mechanizmy biosyntezy białka. Sporo miejsca w wykładach poświęcone jest molekularnym mechanizmom oddziaływania faktorów białkowych z odpowiednimi strukturami kwasów nukleinowych w kluczowych dla biologii molekularnej procesach. Wydzielony blok wykładów obejmuje tematy związane z inżynieria genetyczną, w tym: uzyskiwanie genu do rekombinacji, wprowadzanie rekombinowanego genu do komórek pro- i eukariotycznych, analiza zrekombinowanych komórek, sekwencjonowanie genów i genomów, praktyczne wykorzystanie genetyki molekularnej (molekularna medycyna, kontrolowane modyfikacje genetyczne mikroorganizmów roślin i zwierząt).
Proponowane podręczniki: Genetyka molekularna, red. Piotr Węgleński, PWN. Nowe tendencje w biologii molekularnej i inżynierii genetycznej oraz medycynie, Wyd. Sorus, Poznań. A. Jerzmanowski, Geny i ludzie. L. Stryer, Biochemia.
Zajęcia sugerowane do zaliczenia przed wykładem: Biochemia (dla studentów Biofizyki).
Forma zaliczenia: Egzamin.

***

Przedmiot: 518 Wstęp do modelowania matematycznego i komputerowego w naukach przyrodniczych
Wykładowca:prof. dr hab. Bohdan Lesyng
Semestr: zimowy	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 2
Kod: 11.009518	Liczba punktów kredytowych: 5
Program: Na wykładzie dyskutowane są stosunkowo proste układy i procesy z obszarów fizyki, chemii i biologii. Omawiane są algorytmy pozwalające na symulację tych procesów. Algorytmy są optymalizowane, badana jest również ich stabilność. Przedstawione są modele klasycznej oraz kwantowej mechaniki i dynamiki oraz typowe zastosowania tych modeli. Współczesne architektury komputerowe. Superskalarne stacje robocze. Wektorowe i masywnie równoległe superkomputery. Teoria i eksperyment. Modelowanie i symulacje procesów fizycznych i biomolekularnych. Redukcjonizm. Trajektorie w przestrzeni fazowej. Klasyfikacja systemów dynamicznych. Procesy stochastyczne i kwantowe. Dyskretyzacja przestrzeni fazowej. Prawo wielkich liczb. Rozkłady gęstości. Funkcje korelacji. Periodyczne warunki brzegowe. Metody skończonych różnic. Algorytmiczna stabilność. Algorytmy Monte-Carlo i dynamiki molekularnej. Proste dyskretne modele. Modele twardych i miękkich kul oraz rzeczywiste układy atomowe i molekularne. Przegląd kwantowych metod pozwalających na wyznaczanie mikroskopowych potencjałów oddziaływania między układami atomowymi lub molekularnymi: (a) Przybliżenie Borna - Oppenheimera. (b) Metoda Hartree - Focka rozszerzona o rachunek zaburzeń Mellera – Plessera uwzględniający energię korelacji. (c) Perturbacyjny rachunek zaburzeń w przybliżeniu polaryzacyjnym. (d) Metody typu “Density Functional”. Symulacje układów dyskretnych w stanach równowagowych. (a) Podstawowe zespoły statystyczne i termodynamiczne właściwości. Mikroskopowy obraz ciśnienia, temperatury oraz ciepła właściwego. (b) Termodynamiczne funkcje odpowiedzi. Termodynamiczne całkowanie. Symulacje różnic energii swobodnej. Symulacje ewolucji w czasie układów dyskretnych. (a) Czasowe funkcje korelacji. (b) Współczynniki transportu. Proste procesy dyfuzyjne. (c) Lepkość i inne makroskopowe właściwości. Przegląd wybranych zastosowań. (a) Kropla cieczy. (b) Stopione sole. (c) Ciekłe kryształy. (d) Cienkie warstwy. Struktura i dynamika kwasów nukleinowych, nośników informacji genetycznej. Struktura i dynamika białek. Wstęp do symulacji reakcji enzymatycznych.
Proponowane podręczniki: J. M. Haile, Molecular Dynamics Simulation, Elementary Methods. R. W. Hockney, J. W. Eastwood, Computer Simulation Using Particles. M. P. Allen, D. J. Tildesley, Computer Simulation of Liquids. J. A. McCammon, S. Harvey, Dynamics of Proteins and Nucleic Acids. B. Lesyng, J. A. McCammon, Molecular Modeling Methods, Basic Techniques and Challenging Problems in Pharmac.Ther. vol. 60, pp.149-167, 1993.
Zajęcia sugerowane do zaliczenia przed wykładem: Fizyka statystyczna I, Wstęp do atomu, cząsteczki i ciała stałego lub Wstęp do optyki i fizyki ciała stałego (od 1998/9). Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem: Fizyka I, II, III, IV, V, Mechanika kwantowa I.
Forma zaliczenia: Zaliczenie ćwiczeń. Egzamin.

***

Przedmiot: 519 Biofizyka molekularna II
Wykładowca: kilku wykładowców (organizacja wykładu prof. dr hab. Ryszard Stolarski)
Semestr: letni	Liczba godzin wykł./tydz.: 4 Liczba godzin ćw./tydz.: 0
Kod: 13.909519	Liczba punktów kredytowych: 5
Program: Wykład jest kontynuacją Biofizyki molekularnej I. Obejmuje prezentację najnowszych zagadnień badawczych prowadzonych aktualnie w dziedzinie biofizyki. Tematyka wykładu w danym roku akademickim zależy od składu wykładowców i zakresu przez nich prowadzonych badań. Wykład ma na celu przygotowanie studentów do pracy magisterskiej w zakresie tematyki badawczej Zakładu Biofizyki oraz zapoznanie ich z tematyką, która w naszym Zakładzie nie jest realizowana, a która wydaje się niezbędna w wykształceniu biofizyka.
Proponowane podręczniki:
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem: Biofizyka molekularna I.
Forma zaliczenia: Egzamin pisemny.

***

Przedmiot: 520 Metody modelowania molekularnego. Przegląd i zastosowania praktyczne
Wykładowca:prof. dr hab. Bogdan Lesyng
Semestr: letni	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 2
Kod: 11.009520	Liczba punktów kredytowych: 5
Program: W wykladzie omawiane sa najbardziej popularne metody modelowania molekularnego stosowane w biologii molekularnej i biofizyce. Metody odwo#108;uja sie do modeli z obszaru fizyki mikroskopowej i mezoskopowej. Prezentowane sa podstawowe programy komputerowe pozwalajace na prowadzenie badan naukowych w w/w dziedzinach. W szczególnosci sa to programy z obszarów chemii kwantowej, mechaniki molekularnej, dynamiki molekularnej, rozwiazujace równania Poissona-Boltzmanna oraz programy pozwalajace badac procesy dyfuzji w ukladach biomolekularnych. Cwiczenia sa skorelowane z wykladem. Przegląd wybranych technik eksperymentalnych, dostarczających informacji o strukturze przestrzennej i dynamice molekuł, w tym biopolimerów (optyczna spektro-skopia molekularna, NMR, dyfrakcja rentgenowska i neutronowa). Wstęp do teorii elektronowej molekuł: Metody ab initio pola samouzgodnionego. Bazy funkcyjne. Poprawki korelacyjne. Własności elektronowe. Potencjał elektrostatyczny. Programy: Turbomole, Gamess i Gaussian. Metody funkcjonału gęstości elektronowej: Twierdzenie Kohna-Sharna. Przybliżenie “local density”. Poprawki nielokalne. Programy: DMol i DGauss. Mikroskopowe modele oddziaływań międzycząsteczkowych: Przybliżenie polaryzacyjne. Wkłady wymienne. Struktura funkcji energii potencjalnej dla układów makrocząsteczkowych: Rola oddziaływań elektrostatycznych. Pola siłowe dla kwasów nukleinowych i białek. Algorytmiczne metody optymalizacji geometrii makrocząsteczek poprzez minimalizację funkcji energii potencjalnej. Mikroskopowa mechanika (MM) i dynamika molekularna (MD): Programy: Amber, Argos, Discover, Gromos, X-Plor. Interpretacja struktury kwasów nukleinowych i białek. Wykonanie symulacji MD w różnych zespołach statystycznych: Metody wyznaczania energii swobodnej. Kwantowa dynamika układów molekularnych: Sprzężenia między układami kwantowymi i klasycznymi, kwantowo-klasyczna dynamika molekularna. Mikroskopowy opis reakcji enzymatycznych. Program QCMD. Molekularne modele mezoskopowe: Równanie Poissona-Boltzmanna. Energia elektrostatyczna układów makrocząsteczkowych. Programy: DelPhi i UHBD. Oddziaływania hydrofobowe. Mechanizm wzajemnego, specyficznego rozpoznawania się układów biomolekularnych: Oddziaływania inhibitorów z enzymami (projektowanie leków). Oddziaływania kwasów nukleinowych i białek, w szczególności oddziaływania genów operatorowych z represorami. Programy: Ludi i APEX-3D. Różne skale czasowe i przestrzenne molekularnych procesów dynamicznych: Związki między modelami mezoskopowymi i mikroskopowymi. Opis procesu zwijania się białek do postaci funkcjonalnej (“protein folding”).
Proponowane podręczniki:
Zajęcia sugerowane do zaliczenia przed wykładem: Mechanika kwantowa I, Chemia kwantowa, Wstęp do fizyki atomu, cząsteczki i ciała stałego lub Wstęp do optyki i fizyki ciała stałego (od 1998/9), Wste p do modelowania matematycznego i komputerowego w naukach przyrodniczych. Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem: Wste p do biofizyki, Fizyka I, II, III, IV, Chemia kwantowa lub Wstęp do fizyki atomu, cząsteczki i ciała stałego, Fizyka statystyczna I.
Forma zaliczenia: Egzamin.

Fizyka Medyczna:

Przedmiot: 435 Podstawowe problemy nauk biomedycznych
Wykładowca: prof. dr hab. Jan Doroszewski
Semestr: zimowy	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.:
Kod: 12.905435	Liczba punktów kredytowych: 2,5
Program: Celem wykładu jest przedstawienie w syntetycznej i nowoczesnej formie podstawowych elementów budowy i najważniejszych zasad funkcjonowania organizmu człowieka. Opis obejmuje różne poziomy strukturalne, począwszy od cząsteczkowego i komórkowego, poprzez tkankowy, narządowy i układowy, kończąc na organizmie jako całości. Szczególna uwaga jest zwrócona na zależności łączące prawidłowe i patologiczne zjawiska na różnych poziomach, zwłaszcza związanych z procesami regulacyjnymi i ich zaburzeniami. Tematyka obejmuje zasady działania podstawowych – przede wszystkim fizycznych - metod badawczych, naukowych i diagnostycznych, terapeutycznych i innych. Wykład ma uzupełniać i porządkować wiedzę biomedyczną już posiadaną lub kiedyś nabytą przez studentów: omawiana tematyka powinna stanowić dobry punkt wyjścia dla dalszego rozwijania wiedzy w bardziej specjalnych dziedzinach związanych z przyszłą pracą zawodową.
Proponowane podręczniki: Fizjologia człowieka z elementami fizjologii stosowanej i klinicznej, wyd. 2, red. W. Z. Traczyk i A.Trzebski, PZWL, Warszawa 1989. W. Z. Traczyk, Fizjologia człowieka w zarysie. Podstawy cytofizjologii, red. J. Kawiak i in., PWN. Podstawy biofizyki - podręcznik dla studentów medycyny, red. A.Pilawski, PZWL. Biochemia Harpera, wyd. 3, red. R. K. Murray i in., PZWL. Anatomia człowieka, wyd. 5, red, J. Sokołowska-Pituchowa, PZWL. Michajlik, W. Ramotowski, Anatomia i fizjologia człowieka, PZWL. Patofizjologia - podręcznik dla studentów medycyny, PZWL.
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem:
Forma zaliczenia: Egzamin ustny.

***

Przedmiot: 436 Fizyczne podstawy radiodiagnostyki
Wykładowca: prof. dr hab. Jerzy Tołwiński
Semestr: zimowy	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 2
Kod: 13.206436	Liczba punktów kredytowych: 5
Program: Problematyka fizyczna w radiodiagnostyce. Techniki badań diagnostycznych. Aparatura obrazująca i jej parametry fizyczne. Tomografia komputerowa w diagnostyce rentgenowskiej i medycynie nuklearnej. Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego. Źródła promieniowania: lampy rtg, i radiofarmaceutyki. Detektory promieniowania. Oddziaływanie promieniowania X i gamma w obiektach biologicznych. Metody obrazowania w diagnostyce medycznej. Przetwarzanie danych w diagnostyce ilościowej i prezentacja danych. Metody statystyczne w technikach obrazowania. Ocena jakości obrazów diagnostycznych. Dozymetria promieniowania i stosowana aparatura w diagnostyce medycznej. Narażenie pacjentów na promieniowanie jonizujące. Ochrona radiologiczna w zakładach stosujących promieniowanie jonizujące. Kontrola jakości pracy aparatury diagnostycznej.
Proponowane podręczniki: The physics of medical imaging,, red. S. Webb. P. Sprawls, Physical principles of medical imaging. Effective use of computers in nuclear medicine, red. Gelfand. Problemy biocybernetyki i inż. biomed, red. M. Nałęcz, tom 1-6. H. Morneburg, Bildgebene, Systeme fur die medizinische diagnostic. Hospital health physics, red.G. Eichholz, J. Shonke. Wybrane artykuły w czasopismach: Medical Physics, Am. Assoc. Phys. Med, Physics in Medicine and Biology, IOP Publishing Ltd.
Zajęcia sugerowane do zaliczenia przed wykładem: Wstęp do fizyki jądra atomowego i cząstek elementarnych.
Forma zaliczenia: Zaliczenie ćwiczeń i egzamin.

***

Przedmiot: 437 Metody statystyczne analizy danych
Wykładowca:dr Piotr J. Durka
Semestr: zimowy i letni	Liczba godzin wykł./tydz.: 2/2 Liczba godzin ćw./tydz.: 2/2
Kod: 11.205437	Liczba punktów kredytowych: 10
Program: Prawdopodobieństwo - zdarzenia niezależne, zmienna losowa, gęstość prawdopodobieństwa, wartość oczekiwana, wariancja. Rozkłady prawdopodobieństwa: płaski, dwumianowy, Poissona, Gaussa, c2. Centralne Twierdzenie Graniczne, Prawo Wielkich Liczb, nierówność Czebyszewa. Pobieranie próby - statystyka. Estymatory: nieobciążone i konsystentne. Metoda największej wiarygodności. Weryfikacja hipotez statystycznych - rozkład Studenta, dwuwymiarowy rozkład normalny, korelacja, macierz kowariancji. Regresja liniowa. Rozkład F. Zastosowania: Analiza wariancji (ANOVA). Test c 2 dobroci dopasowania. Analiza wariancji wielu zmiennych (MANOVA). Analiza składowych głównych (PCA), Analiza czynnikowa. Analiza dyskryminacyjna. Testy nieparametryczne. Analiza skupień. Ćwiczenia: Systat, Matlab, C. Reprezentacje bitowe znaków, liczb, obrazów itp. Pojęcie złożoności obliczeniowej algorytmu. Notacja O(.). Problemy NP-trudne. Przestrzeń Hilberta L2(0, 2p). Układ wektorów liniowo niezależnych, ortogonalnych, baza. Współczynniki Fouriera. Izomorfizm L2 i l2. Analiza widmowa: szereg Fouriera, twierdzenie Parsevala, transformata Fouriera. Widmowa gęstość mocy. Twierdzenie o splocie. Procesy AR, ARMA. Systemy liniowe niezmiennicze w czasie (LTI). Funkcja odpowiedzi impulsowej. Opis z pomocą liniowych równań różnicowych. Przekształcenie Z. Funkcja systemu (system function). Teoria i praktyka konstrukcji filtrów częstotliwościowych. Modelowanie i analiza prostych systemów. W skrócie: estymacje gęstości energii sygnału w przestrzeni czas-częstość. Spektrogram, przekształcenie Wignera, falki, Matching Pursuit. Fraktale i chaos deterministyczny. Sztuczne sieci neuronowe. Ćwiczenia: Matlab, Simulink.
Proponowane podręczniki: Podst. twierdzenia dostępne w PostScripcie: Ftp://brain.fuw.edu.pl/pub/statys.ps - statystyka i ftp://brain.fuw.edu.pl/pub/sigproc.ps – analiza sygnałów.
Zajęcia sugerowane do wysłuchania / zaliczenia przed wykładem: Analiza, Algebra, Programowanie I i II.
Forma zaliczenia: Zaliczenie ćwiczeń. Egzamin.

***

Przedmiot: 438 Bioelektryczność i elementy biocybernetyki
Wykładowca: prof. dr hab. Katarzyna Cieślak-Blinowska
Semestr: zimowy i letni	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 0
Kod: 13.907438	Liczba punktów kredytowych: 4,5
Program: Zjawiska jonowe w komórkach nerwów i mięśni. Powstawanie różnicy potencjałów w poprzek błony aktywnej. Teoria Hodgkina Huxleya. Propagacja pobudzenia elektrycznego. Przewodnictwo skokowe. Przewodnictwo synaptyczne i potencjały postsynaptyczne. Transmisje w zespołach neuronów. Zjawiska elektryczne w komórkach mięśniowych. Sterowanie mięśniami. Zjawiska elektryczne w narządach zmysłów. Aktywna transdukcja bodźca. Mechanizmy zapewniające wysoką czułość i rozdzielczość. Przewodnictwo objętościowe. Właściwości elektryczne tkanki i ich wpływ na potencjały mierzone w różnych reżimach eksperymentalnych. Elementy analizy sygnałów stochastycznych. Powstawanie, rejestracja, metody analizy sygnałów elektrycznych i magnetycznych: EEG, EP, EMG, ERG, EOG, EDG, MEG, MKG. Modelowanie aktywności populacji neuronów. Teoria Freeman'a. Sieci neuropodobne. Neurony formalne. Perceptron i Adaline. Modele pamięci asocjacyjnej - sieci Hopfielda. Sieci wielowarstwowe ze szczególnym uwzględnieniem metody propagacji wstecznej błędu. Uczenie nadzorowane, uczenie bez nadzoru, uczenie ze wzmocnieniem.
Proponowane podręczniki: P. Nunez, Electric fields of the brain. W. J. Freeman, Mass action in the nervous system. J. Hertz, A. Krogh, R. Palmer, Wstęp do teorii obliczeń neuronowych.
Zajęcia sugerowane do wysłuchania / zaliczenia przed wykładem: Elektrodynamika.
Forma zaliczenia: Egzamin ustny.

***

Przedmiot: 441 Podstawy planowania radioterapii i dozymetrii promieniowania jonizującego.
Wykładowca: dr Paweł Kukołowicz
Semestr: letni	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 1
Kod: 12.906441	Liczba punktów kredytowych: 4
Program: Podstawy radiobiologii klinicznej – śmierć komórki pod wpływem promieniowania jonizującego – modele, prawdopodobieństwo kontroli miejscowej nowotworu, prawdopodobieństwo uszkodzenia – wczesne i późne uszkodzenia, model liniowo-kwadratowy – ćwiczenia praktyczne z zastosowań. Podstawy dozymetrii promieniowania jonizującego – oddziaływanie promieniowania jonizującego z materią, KERMA, dawka zaabsorbowana i wzajemne zależności, komora jonizacyjna Raport 277 IAEA – ćwiczenia praktyczne z obliczania dawki zaabsorbowanej. Opis wiązki promieniowania w absorbencie – wiązki elektronów i fotonów, procentowa dawka głęboka, profil wiązki, izodozy, moc dawki, model Cunningama (dawka pierwotna i rozproszona), ćwiczenia z obliczania czasów napromieniowania. Podstawy planowania leczenia – techniki teleradioterapii, przygotowanie i optymalizacja rozkładu dawki, ćwiczenia z zastosowaniem komputerowego systemu planowania.
Proponowane podręczniki:
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem:
Forma zaliczenia: Zaliczenie ćwiczeń i egzamin.

***

Przedmiot: 524 Matematyczne modelowanie procesów w biologii
Wykładowca: dr Piotr Franaszczuk
Semestr: zimowy	Liczba godzin wykł./tydz.: łącznie 30 godz. Liczba godzin ćw./tydz.: 0
Kod: 11.007524	Liczba punktów kredytowych: 2,5
Program: Wstęp (przykład jakościowej analizy modelu punktowego). Modele dynamiczne (sens, rola, symulacje komputerowe). Elementy jakościowej analizy układów dynamicznych (układy przestrzennie jednorodne). Elementy kinetyki reakcji chemicznych (reakcje enzymatyczne). Modele hodowli komórkowych. Układy z przełączaniem. Modele stochastyczne. Elementy dynamiki układów chaotycznych. Modele przestrzennie niejednorodne i elementy ich analizy (struktury dysypatywne). Modele symulacyjne sieci neuronowych.
Proponowane podręczniki:
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem:
Forma zaliczenia: Egzamin.

***

Przedmiot: 525 Biochemia
Wykładowca: dr hab. Ewa Kulikowska
Semestr: zimowy	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 0
Kod: 13.608525	Liczba punktów kredytowych: 2,5
Program: Cechy komórki prokariotycznej i eukariotycznej. Białka -struktura I-, II-, III-, IV- rzędowa. Enzymy. Zarys budowy węglowodanów i lipidów. Zarys katabolizmu białek, węglowodanów i tłuszczów, cykl Krebsa – końcowy wspólny etap przemian. Utlenianie biologiczne - podstawy bioenergetyki. Sprzężenie przez ATP procesów endo- i egzoergicznych. Łańcuch oddechowy, przenośniki elektronów i ich wzorców, potencjały redukcyjne. Mechanizm fosforylacji oksydacyjnej wg. Mitchella. Budowa mitochondrium. Bilans energetyczny fosforylacji oksydacyjnej i substratowej. Fotosynteza. Reakcje świetlne i ciemniowe. Zarys cyklu Calvina. Budowa chloroplastu. Kompleks antenowy i jego barwniki. Fotochemiczne pompowanie cząsteczki chlorofilu. Transport elektronów w procesach fosforylacji fotosyntetycznej cyklicznej i niecyklicznej. Fotosystemy I i II. Kwasy nukleinowe – struktura i funkcje. DNA - budowa chromosomu, replikacja. Mutacje. Procesy reperacji DNA. Mutacje a etiologia nowotworów. RNA - transkrypcja t-RNA, m-RNA i r-RNA. Translacja - biosynteza białka. Kod genetyczny. Zasady inżynierii genetycznej. Przyczyny nowotworów. Wirusy DNA i wirusy RNA, bakteriofagi - budowa, główne typy, schemat cyklu życiowego. Fagi lizogenne. Wirus HIV - cykl życiowy. Wiroidy i ewolucja wirusów. Błony - budowa i skład chemiczny. Mechanizmy transportu błonowego aktywnego i biernego. Kanały i pory błonowe, kotransport, przenośniki, jonofory. ATP-azowa pompa sodowo-potasowa w błonie - budowa i działanie. Pompa wapniowa. Proces widzenia. Budowa oka i siatkówki, pręciki i czopki. Przewodzenie impulsu elektrycznego wzdłuż aksonu i na synapsach (patrz niżej). Mechanizm widzenia rola rodopsyny; transducyny i in. białek. Skurcz mięśnia. Budowa mięśnia szkieletowego. Mechanizm skurczu - rola miozyny, aktyny i in. białek. Regulacja skurczu przez jony Ca++ - kalsekwestryna. Regulacja metabolizmu. Regulacja na poziomie genetycznym - Jacoba i Monoda model indukcji i represji enzymatycznej. Regulatory endogenne - inhibicja i aktywacja allosteryczna. Sygnalizacja międzykomórkowa. Regulacja hormonalna - mechanizmy. System fosforylacji białek przez kinazy białkowe zależne od cAMP-białko przewodzące G i in. białka. Regulacja przez układ nerwowy. Układ nerwowy sympatyczny i parasympatyczny. Przewodzenie stanu depolaryzacji wzdłuż neuronu. Przewodzenie synaptyczne. Neurotransmitery pobudzające i hamujące. Rola jonów Ca++ i kalmoduliny. Neurotransmitery a pamięć. Leki i trucizny związane z hamowaniem synaptycznym.
Proponowane podręczniki: L. Stryer, Biochemia. S. Rose, S. Bullock, Chemia życia.
Zajęcia sugerowane do zaliczenia przed wykładem: Wstęp do biofizyki.
Forma zaliczenia: Egzamin ustny.

***

Przedmiot: 526 Radiometria i radioekologia
Wykładowca: dr Bogumiła Mysłek-Laurikainen
Semestr: zimowy	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 0
Kod: 13.506526	Liczba punktów kredytowych: 2,5
Program: Promieniowanie w środowisku naturalnym. Monitoring środowiska w Polsce. Dawka graniczna, dawka pochłonięta i dawka skuteczna. Zagrożenie radiacyjne w medycynie nuklearnej i radiologii, narażenie medyczne. Skutki uwolnień radioaktywnych w środowsku naturalnym (Czarnobyl, fabryki przerobu paliwa, próbne wybuchy jądrowe). Energia i energetyka jądrowa. Krótkotrwałe i długotrwałe skutki narażenia radiacyjnego. Mikrodozymetria i hormeza. Ogólne zasady pracy ze źródłami promieniowania.
Proponowane podręczniki:
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem:
Forma zaliczenia: Egzamin ustny.

Fizyka Środowiska:

Wybrane wykłady kursowe, specjalistyczne i monograficzne obowiązujące na poszczególnych specjalizacjach współpracujących w ramach Fizyki Środowiska oraz zajęcia z chemii.

Przedmiot: 443 Chemia ogólna
Wykładowca: prof. dr hab. Piotr Wrona
Semestr: zimowy	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 0
Kod: 13.303443	Liczba punktów kredytowych: 2,5
Program: Chemia ogólna. Elementy chemii nieorganicznej i analitycznej. Chemia i materia. Elektron i jądra atomów. Pierwiastki i związki chemiczne. Układ okresowy i struktura elektronowa atomów. Kowalencyjność a struktura elektronowa. Woda i roztwory. Równowaga chemiczna i szybkość reakcji chemicznych. Reakcje utleniania i redukcji. Kwasy, zasady i roztwory buforowe. Własności związków chemicznych. Podstawy chemii analitycznej. Rozpoznawanie typowych zanieczyszczeń nieorganicznych występujących w glebie, wodzie i powietrzu oraz metody ich usuwania.
Proponowane podręczniki:
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem:
Forma zaliczenia: Egzamin ustny.

***

Przedmiot: 443 Chemia organiczna
Wykładowca: prof. dr hab. Zbigniew Czarnocki
Semestr: zimowy	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 0
Kod: 13.303443	Liczba punktów kredytowych: 2,5
Program: Podstawowe wiadomości o klasach związków organicznych: węglowowdory (łańcuchowe, cykliczne, aromatyczne); fluorowcopochodne; alkohole; fenole; etery; aldehydy; kwasy karboksylowe i ich pochodne; związki zawierające azot: aminy i amidy, związki nitrozowe i nitrowe, nitryle i inne; związki zawierające siarkę: tiole, sulfidy, sulfotlenki i inne; związki heterocykliczne; polimery;związki organiczne zawierające inne heteroatomy z uwzględnieniem takich ich własności jak lotność, rozpuszczalność w wodzie, toksyczność, możliwość utylizacji itp. Ponadto w programie przewiduje się omówienie podstawowych wiadomości z metod identyfikacji związków organicznych.
Proponowane podręczniki:
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem:
Forma zaliczenia: Egzamin ustny.

***

Przedmiot: 444 Laboratorium z chemii I
Kierownik: dr hab. Ewa Bulska
Semestr: letni	Liczba godzin wykł./tydz.: 0 Liczba godzin ćw./tydz.: 3
Kod: 13.304444	Liczba punktów kredytowych: 2,5
Program: Podstawowe czynności laboratoryjne: rozpuszczanie, roztwarzanie, ogrzewanie, strącanie osadów, sączenie, przemywanie itp. oraz posługiwanie się niezbędnym sprzętem laboratoryjnym; typy reakcji chemicznych: synteza, analiza, wymiana; reakcje chemiczne: szybkość reakcji, równowaga reakcji, kierunek przebiegu reakcji, katalizatory; równowagi reakcji i reakcje w roztworach: zobojętnianie, strącanie, kompleksowanie, utlenianie i redukcja; właściwości niektórych substancji w stanie wolnym i związanym; reakcje charakterystyczne, identyfikacja niektórych jonów, wolnych pierwiastków i związków chemicznych (np.: metali, niemetali, kwasów, zasad, soli, niektórych częściej spotykanych mających znaczenie z punktu widzenia ochrony środowiska związków węgla i ich pochodnych).
Proponowane podręczniki:
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem:
Forma zaliczenia: Zaliczenie ćwiczeń.

***

Przedmiot: 444 Laboratorium z chemii II
Kierownik: dr Joanna Ruszkowska
Semestr: zimowy	Liczba godzin wykł./tydz.: 0 Liczba godzin ćw./tydz.: 3
Kod: 13.304444	Liczba punktów kredytowych: 2,5
Program: Proste operacje chemiczne (destylacja, krystalizacja, ekstrakcja). Izolacja produktów naturalnych materiału roślinnego. Synteza i porównanie właściwości związków izolowanych i zsyntetyzowanych. Wykonanie preparatu (leku). Analiza procesu syntezy w aspekcie zanieczyszczenia środowiska. Oznaczanie składów procentowych wybranych mieszanin rozpuszczalników metodą pomiaru współczynnika załamania światła. Wykorzystanie chromatografii (gazowej, cieczowej cienkowarstwowej) dla oczyszczania i oznaczania śladowej ilości substancji organicznych.
Proponowane podręczniki:
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed pracownią: Laboratorium z chemii I.
Forma zaliczenia: Zaliczenie ćwiczeń.

Optyka Fourierowska i Przetwarzanie Informacji:

Przedmiot: 448 Optyka fourierowska
Wykładowca: dr Kazimierz Gniadek
Semestr: zimowy	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 0
Kod: 13.207448	Liczba punktów kredytowych: 2,5
Program: Podstawy matematyczne optyki fourierowskiej: analityczne reprezentacje sygnałów jedno- i dwuwymiarowych, splot i korelacja, dwuwymiarowe przekształcenie Fouriera, przekształcenia: Fouriera-Bessela, Hilberta i Mellina i ich związek z przekształceniem Fouriera, dwuwymiarowe twierdzenie o próbkowaniu, dyskretne przekształcenie Fouriera. Układ optyczny jako dwuwymiarowy układ liniowy: niezmienniczość przestrzenna, odpowiedź impulsowa, funkcja przenoszenia. Fizyczne podstawy optyki fourierowskiej: fale świetlne, amplituda zespolona, zasada superpozycji, częstości przestrzenne, Kirchhoffa teoria dyfrakcji, teoria dyfrakcji w sformułowaniu Rayleigha -Sommerfelda, dyfrakcja w obszarze Fraunhoffera jako przekształcenie Fouriera pola optycznego. Transformacyjne właściwości soczewek: soczewka jako element realizujący przekształcenie fazy fali świetlnej, soczewka jako element realizujący przekształcenie Fouriera rozkładu amplitudy zespolonej, soczewka jako element obrazujący, odpowiedź impulsowa soczewki. Filtracja częstości przestrzennych i obróbka sygnałów optycznych: koherentny procesor 4-f, filtry częstości przestrzennych tworzone z pomocą komputera, metoda Lohmanna kodowania amplitudy i fazy, optyczna realizacja wybranych operacji matematycznych, filtry dopasowane i rozpoznawanie obrazów, korelatory niezmiennicze względem skali i obrotu obrazu, wizualizacja przedmiotów fazowych, wielokanałowa obróbka jednowymiarowych sygnałów optycznych, niekoherentne przetwarzanie obrazów. Układ optyczny jako filtr częstości przestrzennych: powstawanie obrazów przy oświetleniu koherentnym i niekoherentnym, koherentna i niekoherentna funkcja przenoszenia, porównanie odwzorowania przy oświetleniu koherentnym i niekoherentnym
Proponowane podręczniki: K. Gniadek, Optyczne przetwarzanie informacji, PWN, Warszawa, 1993. K. Gniadek, Optyka fourierowska, wyd. Polit. Warsz., 1987. J. W.Goodman, Introduction to Fourier Optics, NcGraw-Hill, New York,1968. E. G. Steward, Fourier Optics - an introduction, Ellis Horwood Limited, Chichester, 1987. W.T. Cathey, Optyczne przetwarzanie informacji i holografia, PWN, Warszawa, 1978.
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem:
Forma zaliczenia: Egzamin ustny.

***

Przedmiot: 449 Optyczne przetwarzanie informacji
Wykładowca: dr Kazimierz Gniadek
Semestr: zimowy	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 0
Kod: 13.207449	Liczba punktów kredytowych: 2,5
Program: Optyczne przetwarzanie informacji jako interdyscyplinarna dziedzina nauki i techniki. Uogólniony model układu optycznego przetwarzania informacji. Koherentne procesory optyczne ze sprzężeniem zwrotnym. Optyczne rozwiązywanie równań różniczkowych cząstkowych oraz równań całkowych metodą filtracji częstości przestrzennych. Przetwarzanie obrazów z pomocą koherentnych i quasi-koherentnych układów ze sprzężeniem zwrotnym. Niekoherentne przetwarzanie sygnałów optycznych. Układy hybrydowe optyczno-elektroniczne i ich zastosowanie w optycznym (optoelektronicznym) przetwarzaniu informacji. Nieliniowe przetwarzanie obrazów. Przetwarzanie półtonowe. Realizacja wybranych operacji nieliniowych metodą przetwarzania półtonowego. Modulacja theta. Optyczna realizacja funkcji logicznych. Analogowo-cyfrowe przetwarzanie obrazów. Układy optyczne przestrzennie zmiennicze. Optyczne metody realizacji liniowych operacji przestrzennie zmienniczych na sygnałach jedno- i dwuwymiarowych. Transformacje geometryczne. Poprawianie obrazów. Tomografia optyczna. Przekształcenie Radona i jego związek z przekształceniem Fouriera. Optyczna realizacja przekształcenia Radona. Optyczne i optoelektroniczne metody realizacji modeli sieci neuronowych i pamięci skojarzeniowych. Asocjacyjne właściwości hologramów. Optyczna implementacja modelu Hopfielda sieci neuronowej. Sieci komórkowe i ich realizacja w układach hybrydowych optyczno-elektronicznych Uwaga: Wykład jest prowadzony na Wydziale Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej PW.
Proponowane podręczniki: K. Gniadek, Optyczne przetwarzanie informacji, PWN, Warszawa, 1993. H. Stark, Applications of Optical Fourier Transforms, Academic Press, New York,1984. Oryginalne prace opublikowane w czasopismach optycznych : Applied Optics, Journal of the Optical Soc. of America, Optics Communications.
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem: Optyka fourierowska.
Forma zaliczenia: Egzamin ustny.

Geofizyka - Fizyka Atmosfery:

Przedmiot: 482 Meteorologia ogólna
Wykładowca: prof. dr hab. Krzysztof Haman
Semestr: zimowy	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 0
Kod: 07.707482	Liczba punktów kredytowych: 2,5
Program: Podstawowe zagadnienia meteorologii: Skład i struktura atmosfery. Promieniowanie w atmosferze. Atmosfera jako maszyna cieplna. Pogoda i klimat: składniki pogody i klimatu; zjawiska atmosferyczne; strefy klimatyczne; masy powietrza, fronty, wyże i niże. Podstawowe wiadomości o cyrkulacjach atmosferycznych. Wieloskalowość i oddziaływania międzyskalowe: ogólna cyrkulacja atmosfery; ruchy w skali synoptycznej; mezoskala i zjawiska lokalne; turbulencja. Globalne zmiany klimatu: znaczenie oceanu; efekt szklarniowy, zachmurzenie; ozon w atmosferze.
Proponowane podręczniki: J.V. Iribarne, H. R. Cho, Fizyka atmosfery. S. P. Chromow, Meteorologia i klimatologia.
Zajęcia sugerowane do zaliczenia przed wykładem: Wstęp do geofizyki.
Forma zaliczenia: Egzamin ustny.

***

Przedmiot: 484 Podstawy hydrodynamiki
Wykładowca: dr. Konrad Bajer
Semestr: zimowy (dla studentów Geofizyki)	Liczba godzin wykł./tydz.: 3 Liczba godzin ćw./tydz.: 2
Semestr: letni (dla studentów Fizyki Atmosfery)	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 2
Kod: 13.207484	Liczba punktów kredytowych: 6,5 + 5
Program: Przypomnienie rachunku wektorowego. Równanie ciągłości. Opisy Eulera i Lagrange'a. Równania linii prądu, trajektorii i smugi. Pochodna substancjalna. Nieściśliwość. Wirowość. Rozkład pola prędkości na część nieściśliwą i bezwirową. Przepływy z symetrią i funkcje prądu. Tensor naprężeń (definicja, symetria). Tensor naprężeń cieczy w spoczynku. Całki materialne i ich pochodne po czasie. Całka po obszarze materialnym z funkcji skalarnej. Całka wzdłuż linii materialnej z funkcji skalarnej. Równanie ewolucji wektora stycznego do linii materialnej. Całka po powierzchni materialnej z funkcji skalarnej. Równanie ruchu (pędu) cieczy. Tensor naprężeń w poruszającej się cieczy. Tensor prędkości deformacji. Tensor naprężeń w cieczy newtonowskiej. Lepkość. Równanie Naviera-Stokesa. Równania ruchu płynu cieczy nieściśliwej. Równanie Eulera. Równanie Eulera w postaci Lamba. Prawo Bernoulliego – prosty wniosek z równania Eulera. Warunki brzegowe na granicy dwóch ośrodków. Warunek kinematyczny. Warunek braku poślizgu. Kinematyczny warunek brzegowy na powierzchni swobodnej. Osobliwy charakter granicy m ® 0 a istnienie warstwy granicznej. Ciągłość naprężeń stycznych. Bilans naprężeń normalnych. Warunki na granicy ciecz-ciało stałe. Warunki na powierzchni swobodnej cieczy. Napięcie powierzchniowe. Równanie energii. Równanie zmiany energii wewnętrznej w płynie newtonowskim. Lepka dysypacja energii mechanicznej. Różnica między ciśnieniem hydrodynamicznym a ciśnieniem termodynamicznym, lepkość objętościowa. Podstawowe związki termodynamiczne. Równanie stanu. I zasada termodynamiki. II zasada termodynamiki. Funkcje stanu, związki Maxwella. Ciepło właściwe. Współczynnik rozszerzalności cieplnej. Równanie entropii. Równanie temperatury. Zupełny układ równań opisujący przepływ płynu newtonowskiego. Niejednostajny przepływ jednowymiarowy. Równanie dyfuzji. Propagator równania dyfuzji. Wpływ lepkości na nieciągłość prędkości. Idea rozwiązania samopodobnego. Skale długości i czasu charakterystyczne dla dyfuzji. Płaska ściana nagle wprawiona w ruch. Przepływ pomiędzy dwiema równoległymi ścianami, z których jedną nagle wprawiono w ruch, rozwój profilu prędkości w czasie. Przepływ w okrągłej rurze pod wpływem nagle przyłożonej różnicy ciśnień. Równania ruchu cieczy w poruszającym się układzie współrzędnych. Transformacja do układu nieinercjalnego. Siła odśrodkowa i siła Coriolisa. Spirala Ekmana pod powierzchnią ze stałym naprężeniem stycznym (wiatr nad powierzchnią oceanu). Spirala Ekmana w przepływie z gradientem ciśnienia (wiatr nad powierzchnią ziemi). Liczba Rossbye'go. Pojęcie przepływu wielkoskalowego, znaczenie liczb bezwymiaro-wych. Wirowość i cyrkulacja, twierdzenie Kelvina. Cyrkulacja po krzywej materialnej. Wirowość absolutna. Pojęcie barotropowości. Twierdzenie Kelvina i wnioski z niego. Dynamika wirowości. Bezwirowy przepływ cieczy nieściśliwej. Warstwa przyścienna w opływie płaskiej płyty. Liczba Reynoldsa. Opływ cylindra. Separacja warstwy przyściennej. Znaczenie przepływów bezwirowych dla opisu przepływów z wielką liczbą Reynoldsa. Funkcje analityczne. Warunki Cauchy-Riemana. Residua i twierdzenie Cauchy'ego. Potencjał zespolony dla dwuwymiarowego, nieściśliwego przepływu bezwirowego. Związek pomiędzy potencjałem rzeczywistym, a funkcją prądu jako przykład autotransformacji Bäcklunda. Potencjały zespolone wybranych przepływów. Przepływy nielepkie w i wokół narożnika. Osobliwy charakter granicy Re ® Ą. Odwzorowania konforemne płaszczyzny przepływu. Opływ cylindra o przekroju kołowym, twierdzenie o okręgu. Opływ z cyrkulacją, wzór Blasiusa. “Lift” i efekt Magnusa. Odwzorowanie Żukowskiego, opływ cienkiej płytki. Zasada działania skrzydła samolotu. Mechanizm ustalania się cyrkulacji. Hipoteza Żukowskiego. Podstawy teorii stabilności hydrodynamicznej. Niestabilność Kelvina-Helmholza. Liniowa analiza stabilności, warunek konieczny stabilności. Symetrie przepływu, a stosowalność modów normalnych do badania jego stabilności. Nieliniowe nasycanie. Niestabilność warstwy cieczy podgrzewanej od spodu (Rayleigh-Benard). Przybliżenie Boussinesqa. Stan stacjonarny. Sprowadzanie równań do postaci bezwymiarowej, wielkości charakterystyczne. Bezwymiarowe liczby Rayleigha i Prandtla. Liniowa stabilność. Warunki brzegowe. Zjawisko “wymiany stabilności” dwóch stanów. Zasada wariacyjna. Krytyczna liczba Rayleigha. Stabilność dla obu powierzchni swobodnych, sztywnej u dołu i swobodnej u góry oraz obu sztywnych. Rolki konwekcyjne. Inne odmiany problemu niestabilności konwekcyjnej. Fale w wodzie. Pojęcie nieliniowości i dyspersji fal w wodzie. Stosowalność teorii liniowej. Powierzchniowe fale grawitacyjne. Sinusoidalne fale na głębokiej wodzie, związek dyspersyjny. Ruch elementów płynu w fali płaskiej. Fale na wodzie o skończonej głębokości, związek dyspersyjny. Dlaczego fale morskie są mniej więcej równoległe do brzegu. Rola napięcia powierzchniowego, fale kapilarne. Prędkość grupowa. Analiza fourierowska fal. Paczka falowa, prędkość grupowa. Obliczanie całek metodą fazy stacjonarnej. Metoda największego spadku. Prędkości grupowe fal na wodzie. Tłumienie fal na głębokiej wodzie. Oscylacje wywołane periodycznym ruchem sztywnej powierzchni. Lepka dysypacja energii. Oscylacje wywołane periodycznym gradientem ciśnienia. Rozpraszanie energii przez tarcie o dno.
Proponowane podręczniki: D. J. Acheson, Elementary fluid dynamics. G. K. Batchelor, An introduction to fluid dynamics. M. J. Lighthill, An informal introduction to theoretical fluid mechanics. R. Patterson, A first ccourse in fluid dynamics. M. Van Dyke, An album of fluid motion. Cz. Rymarz, Mechanika ośrodków ccciągłych.
Zajęcia sugerowane do zaliczenia przed wykładem: Analiza, Algebra, Metody matematyczne fizyki, Elektrodynamika.
Forma zaliczenia: Zaliczenie ćwiczeń i egzamin po I i po II semestrze.

***

Przedmiot: 485 Meteorologia doświadczalna
Wykładowca: dr Ryszard Balcer
Semestr: letni	Liczba godzin wykł./tydz.: 3 Liczba godzin ćw./tydz.: 1
Kod: 07.708485	Liczba punktów kredytowych: 5
Program: 1. Pomiary w fizyce atmosfery. Ogólna charakterystyka przyrządów pomiarowych. 2. Pomiary wielkości charakteryzujących stan atmosfery: temperatura, ciśnienie atmosferyczne, wiatr. 3. Hydrometeorologia: wilgotność powietrza, parowanie, chmury, opady, hydrometria. 4. Optyka atmosfery: widzialność, aerozol atmosferyczny, promieniowanie niejonizujące w atmosferze. 5. Elektryczność atmosferyczna: pole elektryczne, jony, chmura burzowa. 6. Aerologia: pomiar wiatru górnego, radiosondy. 7. Metody teledetekcyjne: radar mikrofalowy, sodar, lidar. 8. Meteorologia satelitarna: obserwacje zachmurzenia, pomiar temperatury, światowy system obserwacji meteorologicznych (WWW).
Proponowane podręczniki: T. Kopcewicz, Fizyka atmosfery. E. Strauch Metody i przyrządy pomiarowe w meteorologii i hydrologii. J. V. Iribarne, H. R. Cho, Fizyka atmosfery. Miernictwo elektryczne wielkości nieelektrycznych. Atlas Chmur – IMGW. Podstawy Metrologii Meteorologicznej - IMGW (w druku).
Zajęcia sugerowane do zaliczenia przed wykładem: Fizyka I-V.
Forma zaliczenia: Egzamin ustny.

***

Przedmiot: 486 Meteorologia teoretyczna I
Wykładowca: dr Szymon Malinowski
Semestr: letni	Liczba godzin wykł./tydz.: 3 Liczba godzin ćw./tydz.: 2
Kod: 07.708486	Liczba punktów kredytowych: 6,5
Program: Podstawowe zagadnienia termodynamiki atmosfery: 1. Zasady termodynamiki. Układy zamknięte i otwarte. Funkcje stanu. 2. Termodynamika suchej atmosfery. 3. Woda w atmosferze. Przemiany fazowe. Ciepło utajone. 4. Kondensacja, parowanie i zamarzanie w atmosferze. Jądra kondensacji i krystalizacji. 5. Statyka atmosfery. Metoda cząstki i warstwy. Diagramy termodynamiczne. 6. Mieszanie mas powietrza. 7. Chmury i mechanizmy opadowe. 8. Promieniowanie w atmosferze. Promieniowanie krótko i długofalowe. 9. Transfer promieniowania. Efekt szklarniowy.
Proponowane podręczniki: J. V. Iribarne, H. R. Cho, Fizyka Atmosfery. J. V. Iribarne, Atmospheric thermodynamics.
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem: Meteorologia ogólna. Zajęcia sugerowane do zaliczenia przed wykładem: Podstawy hydrodynamiki, Termodynamika.
Forma zaliczenia: Zaliczenie ćwiczeń i egzamin ustny.

***

Przedmiot: 535 Metody przetwarzania danych meteorologicznych
Wykładowca: prof. dr hab. Krzysztof Haman
Semestr: zimowy	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 2
Kod: 13.207535	Liczba punktów kredytowych: 5
Program: 1. Wiadomości wstępne Przetwarzanie danych jako proces redukcji i selekcji dostępnych informacji. Pojęcie redundancji. Problem reprezentacji procesów atmosferycznych w różnych skalach. Rodzaje danych meteorologicznych i klimatologicznych. Informacja o organizacji zbierania, transmisji i przetwarzania danych meteorologicznych i klimatologicznych. 2. Przetwarzanie i analiza danych synoptycznych. Weryfikacja i korekcja danych obserwacyjnych. Źródła i rodzaje błędów i przekłamań. Wykorzystanie redundancji dla detekcji i korekcji błędów. Interpolacja danych liczbowych. Reprezentacja pól ciągłych i interpolacja do węzłów siatki regularnej. Główne techniki interpolacyjne - interpolacja liniowa, wielomiany, splajny. Współczynniki wagowe. Wykorzystanie danych klimatologicznych i prognostycznych. Adaptacja i asymilacja danych niesynchronicznych. Filtracja danych synoptycznych i jej związek z interpolacją. Analiza synoptyczna obiektywna i subiektywna. Rozkłady na komponenty ortogonalne. Wizualizacja wyników przetwarzania i analizy. Nakładanie i animacja obrazów. Automatyczna analiza obrazów radarowych i satelitarnych. 3. Przetwarzanie i analiza danych klimatologicznych Repetytorium podstaw probabilistyki, statystyki i teorii procesów stochastycznych. Pola losowe. Momenty statystyczne. Biały szum. Rozkłady kanoniczne procesów i pól losowych. Funkcje korelacyjne i autokorelacyjne. Analiza szeregów czasowych. Rozkłady kanoniczne szeregów czasowych. Szeregi stacjonarne. Klasyczna analiza Fouriera. Widmo mocy. Problemy ukrytych okresowości. Problemy praktyczne analizy fourierowskiej. FFT. Szum czerwony i szum niebieski. Inne szeregi ortogonalne. Elementy analizy falkowej. Analiza pól stochastycznych. Naturalne funkcje ortogonalne i ich zastosowania w analizie klimatologicznej. Pola jednorodne i izotropowe. Zastosowanie w tzw. Interpolacji obiektywnej pól synoptycznych.
Proponowane podręczniki: R. Daley, Atmospheric Data Analysis.
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem: Meteorologia doświadczalna, Metody matematyczne geofizyki.
Forma zaliczenia: Zaliczenie ćwiczeń i egzamin ustny.

***

Przedmiot: 536 Meteorologia teoretyczna II
Wykładowca: dr Szymon Malinowski
Semestr: zimowy	Liczba godzin wykł./tydz.: 3 Liczba godzin ćw./tydz.: 2
Kod: 07.709536	Liczba punktów kredytowych: 6,5
Program: Podstawowe zagadnienia meteorologii dynamicznej. Analiza skal równania ruchu w układzie związanym z powierzchnią Ziemi. Przybliżenie geostroficzne, równania prognostyczne. Cyrkulacja i wirowość. Wirowość potencjalna. Wprowadzenie do turbulencji atmosferycznej. Wpływ warstwy granicznej na ruchy w większych skalach. Przybliżenie quasi – geostroficzne. Fale w atmosferze. Przybliżenie linowe. Niestabilności. Niestabilność baroklinowa. Cyrkulacje mezoskalowe. Cyrkulacja globalna. Elementy numerycznych prognoz pogody.
Proponowane podręczniki: J. R. Holton, An Introduction to dynamic meteorology.
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem: Meteorologia teoretyczna I, Podstawy hydrodynamiki.
Forma zaliczenia: Zaliczenie ćwiczeń i egzamin ustny.

***

Przedmiot: 539 Meteorologia stosowana
Wykładowca: dr Lech Łobocki i dr Henryk Piwkowski
Semestr: letni i zimowy	Liczba godzin wykł./tydz.: 3 Liczba godzin ćw./tydz.: 3
Kod: 07.709539	Liczba punktów kredytowych: 15
Program: Źródła danych meteorologicznych. Wymiana międzynarodowa danych. Mapy synoptyczne, analityczne i materiały wymieniane między służbami. Formy pola ciśnienia. Błędy danych pomiarowych na mapach synoptycznych. Zasady analizy map synoptycznych. Wykorzystywanie informacji satelitarnej w analizie map pogody. Masy powietrza i typy ich transformacji. Warunki napływu mas powietrza do Polski i towarzyszące im typy pogody. Wiatr termiczny i mapa 500/1000 hPa. Fronty atmosferyczne: ciepły, chłodny i zokludowany; ich termiczna struktura, pole ciśnienia, pole izalobar, górna strefa frontowa. Odchylenie od modelu frontu. Wpływ podłoża na fronty atmosferyczne, pole ciśnienia i pole temperatury. Stadia rozwoju niżu. Rozwój wyżu. Niże odcinania, wyże odcinania. Blokada. Model Sutcliffe’a rozwoju układów ciśnienia: oddziaływania nieadiabatyczne, adiabatyczne, adwekcja wirowości, adwekcja topografii względnej. Typy sytuacji synoptycznych powodujące opadowe wezbrania na południu Polski. Typowe sytuacje synoptyczne nad Europą; wyż skandynawski, wał wyżowy w zimie, cyrkulacja zachodnia, mało gradientowe pole ciśnienia w lecie, zbliżanie się do Polski z zachodu zatoki burzowej.
Proponowane podręczniki: S. Petterseen, Weather analysis and forecasting. S. P. Chromov, Osnovy sinopticeskoj meteorologii. A. S. Zverev, Sinopticeskaja meteorologia. Compendium of meteorology, vol.1, part 3 - Synoptic meteorology, WMO - No. 364, 1978. R. K. Anderson, The use of satellite pictures in weather analysis and forecasting. Techn. Note No.124, WMO - No. 333. Images in weather forecasting, red. M. J. Bader et al.
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem: Meteorologia teoretyczna I, Meteorologia doświadczalna.
Forma zaliczenia: Zaliczenie ćwiczeń i egzamin ustny.

***

Przedmiot: 540 Wybrane działy fizyki atmosfery
Wykładowca: doc. dr hab. Janusz Borkowski
Semestr: letni	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 2
Kod: 13.209540	Liczba punktów kredytowych: 5
Program: Program wykładu obejmuje fizykę granicznej warstwy atmosfery. 1. Wstęp: Podstawowe informacje o granicznej warstwie atmosfery, klasyfikacja grubości warstwy. Znaczenie granicznej warstwy atmosfery. 2. Podstawy dynamiki warstwy granicznej: Równania ruchu i transportu ciepła, przybliżenie Boussinesq’a, ruch turbulencyjny, wartości średnie i fluktuacje, napięcie Reynoldsa, równania ewolucji momentów drugiego rzędu, równanie energii, liczba Richardsona, problem zamykania, modelowanie warstwy granicznej, parametryzacja warstwy w modelach wielkoskalowych. 3. Związki między strumieniami pędu i ciepła i profilami wiatru i temperatury: Teoria prawdopodobieństwa i analiza wymiarowa, profil logarytmiczny, teoria Monina-Obuchowa, wyznaczanie strumieni na podstawie profili, wariacje składowych prędkości wiatru i temperatury. 4. Strumienie na powierzchni Ziemi: Strumień ciepła odczuwalnego i utajonego, parowanie, stosunek Bowena. 5. Konwekcyjna warstwa graniczna: Struktura warstwy, zmiany w ciągu dnia, model Tennekesa. 6. Stabilna warstwa graniczna: Struktura warstwy, ewolucja, dolny prąd strumieniowy.
Proponowane podręczniki: R. Stull, An introduction to boundary layers meteorology. J. R. Garrat, The atmospheric boundry layer.
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem: Meteorologia teoretyczna.
Forma zaliczenia: Zaliczenie ćwiczeń i egzamin ustny.

Geofizyka - Fizyka Litosfery:

Przedmiot: 483 Metody matematyczne geofizyki
Wykładowca: dr Jerzy Różański
Semestr: zimowy i letni	Liczba godzin wykł./tydz.: 3 Liczba godzin ćw./tydz.: 3
Kod: 11.103483	Liczba punktów kredytowych: 15
Program: Wykład jest wprowadzeniem do tzw. "matematyki stosowanej" i powinien dać wyobrażenie o podstawowych problemach matematycznych, które są bliskie tym jakie spotykamy w praktyce, ale dających się jeszcze rozwiązywać. Zajęcia obejmują następujące części: 1. Równania różniczkowe cząstkowe (I-go rzędu liniowe i nieliniowe, liniowe II-go rzędu trzech typów klasyfikacyjnych: hiperboliczne, paraboliczne i eliptyczne), 2. Metody przestrzeni Hilberta (równania całkowe, problem Sturma-Liouville'a, problemy wariacyjne,...) 3. Metody stochastyczne (podstawowe pojęcia probabilistyczne i wprowadzenie do procesów stochastycznych).
Proponowane podręczniki:
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem: Analiza matematyczna, Algebra z geometrią, Metody matematyczne fizyki.
Forma zaliczenia: Kolokwia (ok. 4) oraz egzamin.

***

Przedmiot: 488 Mechanika ośrodków ciągłych - elastomechanika (dla studentów Fizyki Litosfery)
Wykładowca: dr hab. Leszek Czechowski
Semestr: letni	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 2
Kod: 13.207488	Liczba punktów kredytowych: 5
Program: Idea mechaniki ośrodków ciągłych. Właściwości reologiczne materiałów. Metody matematyczne: układy krzywoliniowe i operatory różniczkowe. Pochodna substancjalna. Rachunek tensorowy. Opis materialny i przestrzenny deformacji. Tensory deformacji i warunki zgodności. Podstawowe twierdzenie mechaniki ośrodków ciągłych. Metody modelowania: metody równań w postaci bezwymiarowej i analiza wymiarowa. Równania konstytutywne. Ośrodek idealnie sprężysty: małe deformacje ośrodka, fale w ośrodku sprężystym (poprzeczne, podłużne i fale powierzchniowe), załamanie i odbicie fal, fala boczna. Ośrodki o bardziej skomplikowanej reologii: ośrodek Makswella i Kelwina. Pęknięcia i dyslokacje w ośrodku ciągłym: metody opisu i proste przykłady.
Proponowane podręczniki: M. Malvern, Mechanics of Continuous Media. L. Landau, M. Lifszyc, Mechanika ośrodków ciągłych.
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem: Fizyka I, II, III, IV, Podstawy hydrodynamiki (I semestr).
Forma zaliczenia: Zaliczenie ćwiczeń (2 kolokwia, aktywność), referat i egzamin (test).

***

Przedmiot: 489 Fizyka litosfery i planetologia
Wykładowca: prof. dr hab. Jacek Leliwa-Kopystyński
Semestr: zimowy i letni	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 2
Kod: 13.207489	Liczba punktów kredytowych: 10
Program: Układ Słoneczny i Układ Planetarny jako jego część. Skale przestrzenne, czasowe i energetyczne zjawisk występujących w tych układach. Klasyfikacja ciał Układu Słonecznego według ich rozmiarów i gęstości średniej. Ciała drobne: obłok Oorta, pas Kuipera, obiekty typu Centaur. Elementy zagadnień związanych z oddziaływaniem Słońce - planety (Słońce - Ziemia). Prawa Keplera. Relacje okres obiegu - okres rotacji (rezonanse, rotacja synchroniczna z obiegiem). Nachylenia osi planet: zwrotniki, koła podbiegunowe, pory roku. Stała słoneczna. Albedo. Temperatury powierzchni planet. Porównania strumienia energii przychodzącej od Słońca i z wnętrza planety. Ucieczka atmosfer planetarnych (wzór Jeans'a). Pole grawitacyjne Ziemi i planet. Rozwinięcie potencjału na szereg harmonik sferycznych. Rozwiązania przybliżone i ich zastosowanie do Ziemi z uwzględnieniem jej rotacji: figura Ziemi, rozkład przyspieszenia grawitacyjnego na powierzchni Ziemi. Precesja. Pływy. Granica Roche'a (przykład: kometa SL9). Powierzchnie planet i satelitów. Główne rezultaty misji planetarnych. Zmienność powierzchni (ich odnawialność) na drodze konwekcji (Ziemia: tektonika płyt), zjawisk przypowierzchniowych (wulkanizm, erozja) lub zjawisk zderzeniowych. Pochodzenie Układu Słonecznego. Wiek Układu (wzór Kelwina, datowanie izotopowe). Występowanie pierwiastków we Wszechświecie, gwiazdach (Słońcu), mgławicy przedplanetarnej, meteorytach (ich klasyfikacja), planetach, sekwencja kondensacyjna; akrecja planet, ich satelitów oraz komet. Modelowanie akrecji: zjawiska zderzeniowe, niestabilności grawitacyjne. Skale zderzeń; zderzenia gigantyczne (pochodzenie Księżyca), zderzenia katastroficzne. Model planety sferycznie symetrycznej: rozkłady ciśnienia, temperatury, przyspieszenia grawitacyjnego. Akrecja jako źródło energii wewnętrznej planet. Warstwowe modele planet. Ziemia: rozkłady różnych parametrów (gęstość, ciśnienie, temperatura, skład, granice składu, granice fazowe, temperatura topnienia, prędkości fal podłużnych i fal poprzecznych, parametry materiałowe). Model PREM. Uwaga: Ponieważ liczba studentów jest niewielka (do 7 osób na roku), więc wersja wykładu prowadzonego w określonym roku dostosowywana jest do poziomu wiedzy i zainteresowań tej nielicznej grupy. Tempo i materiał wykładu z roku na rok różnią się dość znacznie.
Proponowane podręczniki: F. D. Stacey, Physics of the Earth. R. J. Teysseyre, J. Leliwa-Kopystyński, B. Lang, Evolution of the Earth and other Planetary Bodies. P. Artymowicz, Astrofizyka układów planetarnych.
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem: Termodynamika lub Fizyka statystyczna I. Zajęcia sugerowane do zaliczenia przed wykładem: Astrofizyka.
Forma zaliczenia: Zaliczenie ćwiczeń i egzamin ustny.

***

Przedmiot: 541 Sejsmologia
Wykładowca: prof. dr hab. Marek Grad
Semestr: zimowy i letni	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 2
Kod: 13.209541	Liczba punktów kredytowych: 10
Program: Sejsmiczność Ziemi. Przestrzenny rozkład ognisk trzęsień Ziemi; sejsmometria; magnituda i energia trzęsienia Ziemi; skala Mercalego i Richtera; teoria sejsmografu; sieci stacji sejsmologicznych. Własności sprężyste skał. Moduły sprężystości; gęstość i porowatość; anizotropia prędkości; własności sprężyste skał w wysokich temperaturach i ciśnieniach. Fale sprężyste. Podstawy teoretyczne; równanie ruchu w ośrodku ciągłym; fale objętościowe P i S; fale powierzchniowe; metoda promieniowa; hodografy teoretyczne, amplitudy i sejsmogramy syntetyczne fal w wielowarstwowych ośrodkach niejednorodnych; program SEIS83. Modele ognisk i prognozowanie trzęsień Ziemi. Model siły punktowej, pary sił i podwójnej pary sił; promieniowanie źródła sejsmicznego; procesy w ognisku trzęsienia Ziemi; sekwencje wstrząsów; prognozowanie statystyczne; zjawiska poprzedzające. Budowa wnętrza Ziemi. Równanie promienia sejsmicznego w sferycznie symetrycznej Ziemi; parametryczna postać hodografu; metoda Wicherta-Herglotza; hodograf Jeffreysa-Bullena; fale we wnętrzu Ziemi; budowa Ziemi. Sejsmologia strukturalna. Struktura skorupy i górnego płaszcza Ziemi; metoda refleksyjna i refrakcyjna; głębokie sondowania sejsmiczne; tomografia sejsmiczna.
Proponowane podręczniki: D. Gubbins, Seismology and plate tectonics. K. Aki, P. G. Richards, Quantitative seismology: theory and methods. E. Stenz, M. Mackiewicz, Geofizyka ogólna.
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem:
Forma zaliczenia: Zaliczenie ćwiczeń i egzamin ustny.

***

Przedmiot: 542 Geomagnetyzm
Wykładowca: dr Jan Błęcki (semestr zimowy) i dr Lech Krysiński (semestr letni)
Semestr: zimowy i letni	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 2
Kod: 13.209542	Liczba punktów kredytowych: 10
Program: Historyczne wprowadzenie do tematyki badań magnetyzmu Ziemi, ogólne informacje o metodologii pomiarów pola magnetycznego, szeroki i szczegółowy opis własności głównego pola magnetycznego Ziemi (część pola o źródłach wewnętrznych), dyskusja problematyki dotyczącej natury wewnętrznego magnetyzmu Ziemi, ogólne informacje o zewnętrznych zjawiskach magnetycznych i wprowadzenie do tematyki badań magnetycznych własności skał i badań archeomagnetycznych.
Proponowane podręczniki: E. Stenz, M. Mackiewicz, Geofizyka ogólna. M. Westphal, Paleomagnetyzm i własności magnetyczne skał. Fizyka i ewolucja wnętrza Ziemi, red. R. Teisseyre, t. II, PWN. L. Krysiński, Pochodzenie pola magnetycznego Ziemi - historia badań i obecny stan poglądów, Przegląd Geofizyczny XLI (1996), zeszyt 3, str. 193-218. F. D. Stacey, Physics of the Earth, Brookfield Press, 1992. P. Melchior, The Physics of the Earth's Core - An Introduction, Pergamon Press, 1986. R. T. Merrill, M. W. McElhinny, Ph. L. McFadden, The magnetic field of the Earth – paleomagnetism, the core and the deep mantle, Academic Press, 1996. Geomagnetism, red. J. A. Jacobs, vol. 1-4, Academic Press.
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem: Fizyka I, II, III, IV, Wstęp do geofizyki, Elektrodynamika ośrodków materialnych (lub Elektrodynamika klasyczna) i wykłady matematyczne (włączając MMF, MMG).
Forma zaliczenia: Udział w zajęciach (także rachunkowych), zadanie numeryczne oraz egzamin.

***

Przedmiot: 543 Geotermodynamika
Wykładowca: dr hab. Leszek Czechowski
Semestr: letni	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 2
Kod: 13.209543	Liczba punktów kredytowych: 5
Program: Podstawy termodynamiki. Procesy termodynamiczne we wnętrzu Ziemi i innych małych planet oraz w planetach grupy jowiszowej. Przewodnictwo cieplne: prawo Fouriera, strumień cieplny i jego gęstość. Mechanizmy przewodnictwa cieplnego: sieciowe, radiacyjne, ekscytonowe i ich rola w skałach płaszcza. Pomiary strumienia cieplnego w skorupie ziemskiej i ich znaczenie dla problemów geofizyki ogólnej i stosowanej. Wykorzystanie geotermicznych źródeł ciepła. Konwekcja: proces i opis konwekcji z punktu widzenia mechaniki ośrodków ciągłych. Podstawy termodynamiki procesów nieodwracalnych. Termodynamiczny opis konwekcji. Konwekcja w płaszczu Ziemi: ogólne cechy, wpływ konwekcji na procesy ewolucji wnętrza i powierzchni Ziemi. Konwekcja w płaszczach innych małych planet i jej wpływ na procesy ewolucji. Konwekcja w jądrze Ziemi: podstawowe informacje o mechanizmie generacji pola magnetycznego.
Proponowane podręczniki: L. Czechowski, Tektonika płyt i konwekcja w płaszczu Ziemi, odpowiednie rozdziały monografii: Physics and evolution of the Earth's Interior (ed. R. Teisseyre).
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem: Fizyka I, II, III, IV, Wstęp do geofizyki.
Forma zaliczenia: Zaliczenie ćwiczeń, referat i egzamin ustny.

***

Przedmiot: 544 Geofizyka satelitarna i grawimetryczna
Wykładowca: prof. dr hab. Barbara Kołaczek i doc. dr hab. Jan K. Łatka
Semestr: zimowy	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 2
Kod: 13.209544	Liczba punktów kredytowych: 5
Program: A. Ruch obrotowy Ziemi Podstawy teoretyczne ruchu obrotowego Ziemi Współczesne metody wyznaczeń parametrów ruchu obrotowego i ich zmian czasowych z obserwacji satelitarnych (laser, GOS, Doppler i radio). Precyzyjne fundamentalne układy współrzędnych ziemskich, ich czasowe zmiany. Charakterystyka zmian szybkości ruchu obrotowego Ziemi (długość doby). Charakterystyka zmian ruchu bieguna. Zmiany momentu pędu atmosfery i oceanu i ich korelacje ze zmianami ruchu obrotowego Ziemi. B. Grawimetria Pole grawitacyjne Ziemi. Geoida. Elipsoida normalna. Grawimetria. Anomalia grawimetryczne. Całka Stokse’a. Dynamika ruchu satelitów i wyznaczanie parametrów pola grawitacyjnego ze zmian orbity. Wyznaczanie pozycji za pomocą satelitów. Pomiary: laserowe, GPS, PRARE, GLONASS. Inne metody: SST, altimetria satelitarna, gradiometria, systemy inercjalne. Pływy morskie i ziemskie. Modele Ziemi, tektonika płyt i zmiany poziomu morza.
Proponowane podręczniki: Gravity and low-frequency geodynamics, red. R. Teisseyre, t. IV, PWN, 1989. H. Monitz, I. Meuller, Earth rotation-theory and observations,1988, Ungar Publ. Company. K. Lambeck, The Earth's variable rotation, geophysical causes and consequences, 1989, Cambridge University Press. J. Kovalevsky, I. I. Mueller, B. Kołaczek, Reference frames in astronomy and geophysics, 1989, Kluwer. J. O. Dickey, Contributions of space geodesy to geodynamics: Earth dynamics, eds. D. Smith, D. L. Turcotte, Geodyn. Series, Vol. 24. W. de Gruyter, Satellite geodesy. V. N. Zharkov, S. N. Molodensky, A. Brzeziński, E. Groten , P. Varga, The Earth and its rotation, 1996, Wichman Verlag.
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem: Znajomość podstaw fizyki i matematyki wykładanych na pierwszych trzech latach studiów.
Forma zaliczenia: Zaliczenie ćwiczeń i egzamin ustny.

***

Wykłady Monograficzne:

Przedmiot: 492 Detektory promieniowania jonizującego
Wykładowca: dr hab. Teresa Tymieniecka
Semestr: letni	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 0
Kod: 13.506493	Liczba punktów kredytowych: 2,5
Wykład jest skierowany do nie-specjalistów, którzy chcą zastosować techniki detekcji promieniowania jonizującego w swoich dziedzinach i potrzebują podstawowej skondensowanej wiedzy. Tym samym, wykład ten będzie dobrym wprowadzeniem dla studentów przed specjalizacją i w pierwszym roku tych specjalizacji, w których metody jądrowe i detektory promieniowania są narzędziem pracy. Do tych specjalizacji należą: fizyka jądrowa wysokich i niskich energii, fizyka cząstek elementarnych i promieni kosmicznych, jak również wiele działów w fizyce stosowanej (w zastosowaniach medycznych, dozymetrii, ochronie radiologicznej, chemii nuklearnej, w badaniach geologicznych). Program: Podsumowanie podstawowych zjawisk zachodzących przy przejściu cząstek przez materię, które mogą być wykorzystane przy detekcji promieniowania jonizującego; zasady opracowywania danych z detektora (efektywność detekcji, zdolności rozdzielcze, kalibracja, promieniowanie tła, szumy aparatury, zniszczenia radiacyjne). Omówienie podstawowych technik detekcji promieniowania jonizującego: scyntylatory, komory jonizujące, detektory półprzewodnikowe i promieniowania Czerenkowa, detektory śladowe ciała stałego (emulsje jądrowe, miki, plastiki, szkła), dozymetry (m. in. termoluminescencyjne) oraz komory pęcherzykowe, detektory przegrzanych kropel, detektory z granulek nadprzewodzących oraz technik detekcji jak folie aktywowane. Projektowanie eksperymentów, współpraca różnego typu detektorów i związane z tym problemy. Wykład jest ilustrowany przykładami układów detekcyjnych aktualnie stosowanych, w szczególności w medycynie i w biologii oraz zastosowaniami akceleratorów w badaniach fizyki ciała stałego.
Proponowane podręczniki: Konspekty wykładów dostępne w bibliotece IFD. W.R. Leo, Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments, Springer, 1994. C.F.G. Delaney, E.C. Finch, Radiation Detectors, Clarendon Press, Oxford, 1992.
Zajęcia sugerowane do zaliczenia przed wykładem: Fizyka III i IV. Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem: Wstęp do fizyki jądra atomowego i cząstek elementarnych.
Forma zaliczenia: Na podstawie testu albo pracy opisującej projekt eksperymentu zrobiony przez studenta (projekt musi wykorzystać detektory omawiane na wykładzie).

***

Przedmiot: 493 Metody eksperymentalne w fizyce wysokich energii
Wykładowca: dr hab. Ewa Rondio i dr hab. Teresa Tymieniecka
Semestr: zimowy	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 0
Kod: 13.506492	Liczba punktów kredytowych: 2,5
Program: W ramach wykładu prezentowane będą zasady budowy dużych układów eksperymentalnych w fizyce wysokich energii oraz metody rekonstrukcji i opracowania statystycznego zarejestrowanych oddziaływań. W poszczególnych częściach wykładu dyskutowane będą: techniki odczytu i przetwarzania sygnału wraz z omówieniem stosowanych elementów elektronicznych, różne rodzaje układów wyzwalania i filtrowania danych, metody budowy złożonych układów pomiarowych, najczęściej używane algorytmy do rekonstrukcji zdarzeń i szukania najlepszych parametrów opisujących oddziaływanie, zastosowania metod symulacyjnych do testowania algorytmów, algorytmy używane do analizy statystycznej i metody koordynacji stosowania układów dużych programów. Założeniem wykładu jest przekazanie informacji pomocnych dla fizyka uczestniczącego w analizie danych lub projektowaniu dużego eksperymentu z fizyki wysokich energii. Wykład jest kontynuacją wykładu "Detektory promieniowania jonizującego" i jest przeznaczony dla studentów IV i V roku oraz dla doktorantów specjalizujących się w fizyce jądrowej wysokich energii.
Proponowane podręczniki: B.K. Bock, H. Grote, D. Notz, M. Regler, Data analysis techniques for high-energy physics experiments, Cambridge University Press, 1990. W.R. Leo, Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments, Springer, 1994.
Zajęcia sugerowane do zaliczenia przed wykładem: Elementy fizyki cząstek elementarnych, Detektory promieniowania jonizującego, Electron scattering experiments. Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem: Wstęp do fizyki jądra atomowego i cząstek elementarnych.
Forma zaliczenia: Kolokwium/egzamin.

***

Przedmiot: 494 Statystyka dla fizyków
Wykładowca: dr Roman Nowak
Semestr: zimowy	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 2
Kod: 11.205494	Liczba punktów kredytowych: 5
Program: Wykład obejmuje materiał teorii prawdopodobieństwa i klasycznej statystyki matematycznej na poziomie średnim. Wymaga od słuchacza znajomości podstaw rachunku różniczkowego i całkowego oraz wiedzy z zakresu opracowywania danych doświadczalnych na poziomie elementarnym, to jest takim, jaki jest wymagany na I Pracowni Fizycznej. Celem wykładu jest pogłębienie i poszerzenie tej wiedzy przez zrozumienie podstawowych pojęć i procedur przedmiotu. Zakres wykładu obejmuje fundamentalne pojęcia rachunku prawdopodobieństwa: zmienną losową i jej rozkład, prawdopodobieństwo warunkowe i zdarzenia niezależne, twierdzenie Bayesa, funkcje zmiennych losowych, momenty rozkładów. Rozważane są podstawowe rozkłady prawdopodobieństwa (jednorodny, dwumianowy, wykładniczy, Poissona, normalny, chi-kwadrat, Studenta) i ich własności oraz zastosowania. W części dotyczącej statystyki matematycznej przedstawione są metody prezentacji danych, miary statystyczne i ich własności, metoda Monte Carlo, metody oceny parametrów (momentów, największej wiarygodności, minimalnych kwadratów i estymacji przedziałowej) oraz procedury testowania hipotez. Wykład adresowany jest do studentów IV i V roku specjalności fizyki jądrowej i fizyki cząstek elementarnych kierunku doświadczalnego, dlatego też ilustrowany jest przykładami z tych dziedzin.
Proponowane podręczniki: Do wykładu przygotowany jest skrypt osiągalny w bibliotece IFD i na WWW (http://www.fuw.edu.pl/~rjn/sdf.html).
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem: ---
Forma zaliczenia: Egzamin pisemny.

***

Przedmiot: 496 Procesy stochastyczne w materii skondensowanej
Wykładowca: dr hab. Ryszard Kutner
Semestr: letni	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 0
Kod: 13.206496	Liczba punktów kredytowych:
Celem zajęć jest omówienie stochastycznych procesów Markowa oraz procesów niemarkowowskich, a przede wszystkim ich roli w różnych zagadnieniach fizyki materii skondensowanej. W związku z tym dyskutuję twierdzenia graniczne: Centralne Twierdzenie Graniczne oraz niegaussowskie twierdzenia graniczne spełniające niegaussowskie prawa skalowania np. przedstawiam z jednej strony ruchy Browna a z drugiej błądzenia Lévy'ego. Ogólnie rzecz biorąc, najwięcej miejsca poświęcam bądzeniom przypadkowym w czasie ciągłym co daje narzędzie do badania realnych procesów stochastycznych zachodzących nie tylko w fizyce ale np. w biofizyce i biochemii oraz poza fizyką np. w ekonofizyce. Program: Część I. Błądzenia nieskorelowane: np. ruchy Browna cząsteczek zawiesiny, liniowa zależność dyspersji od czasu. Procesy Markowa: równanie mistrzowskie - warunki równowagi szczegółowej a osiąganie stanu równowagowego; rozwinięcie Kramersa-Moyala, równanie Fokkera-Plancka, dyfuzja Ficka, prawa rozpraszania np. termicznych neutronów. Centralne Twierdzenie Graniczne: rozkład Gaussa. Część II. Błądzenia skorelowane np. polimerów: superdyfuzja w tym dyfuzja balistyczna oraz hiperdyfuzja – złamanie Centralnego Twierdzenia Granicznego. Model błądzenia przypadkowego z pamięcią funkcja rozkładu czasów oczekiwania. Uogólnione równanie mistrzowskie zawierające jądro pamięci; fotoprąd w układzie nieuporządkowanym: subdyfuzja. Bądzenia fraktalne: błądzenia Weierstrassa oraz błądzenia Lévy’ego, błądzenia zanieczyszczeń w przepływach turbulentnych - doświadczenie Swinneya i in. Stabilne Prawo Lévy'ego; błądzenia fraktalne jako zjawisko krytyczne: prawa skalowania, renormalizacja. Błądzenie na fraktalach, fraktale i wielofraktale stochastyczne. Sprzężenie czasoprzestrzenne w hierarchicznym świecie Mandelbrota: dyfuzyjny diagram fazowy, twierdzenie o zupełności.
Proponowane podręczniki: 1. J. Klafter, M. Shlesinger, G. Zumofen, Beyond Brownian Motion, Physics Today, February 1996, str 33. 2. N.G. van Kampen, Procesy stochastyczne w fizyce i chemii, PWN, Warszawa, 1990. 3. M. Fisz, Rachunek prawdopodobieństwa i statystyka matematyczna, PWN, Warszawa, 1967. 4. E.W. Montroll, M.F. Shlesinger, On the wonderful world of random walks, rozdz. I w Nonequilibrium Phenomena II. From Stochastics to Hydrodynamics, SSM XI, eds. J.L. Lebowitz, E.W. Montroll, North-Holland, Amsterdam, 1984. 5. J.W. Haus, K.W. Kehr, Diffusion in Regular and Disordered Lattices, Physics Reports, Vol.150, 263 (1987). 6. D. Stauffer, Introduction to Percolation Theory Taylor & Francis, London, 1985. 7. J.-P. Bouchaud, A. Georges, Anomalous Diffusion in Disordered Media: Statistical Mechanisms, Models and Physical Applications, Physics Reports, Vol. 195, 127 (1990). 8. Lévy Flights and Related Topics in Physics, Lecture Notes in Physics, Vol.450, eds. M.F. Shlesinger, G.M. Zaslavsky, U. Frisch, Springer, Berlin, 1995. 9. Anomalous diffusion: from basis to applications, Lecture Notes in Physics, eds. R. Kutner, A. Pękalski, Springer, Berlin, 1998.
Zajęcia sugerowane do zaliczenia przed wykładem: Termodynamika, Fizyka statystyczna I.
Forma zaliczenia: Egzamin

***

Przedmiot: 497 Symulacje w materii skondensowanej
Wykładowca: dr hab. Ryszard Kutner
Semestr: zimowy	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 0
Kod: 13.205497	Liczba punktów kredytowych: 2,5
Celem zajęć jest analiza wybranych zagadnień fizyki materii skondensowanej za pomocą symulacji typu statystycznego (metody Monte Carlo) oraz typu deterministycznego (dynamika molekularna). Ogólnie biorąc, zajęcia budują pomost pomiędzy fizyką a symulacjami numerycznymi. Program: Wykład obejmuje zastosowanie wybranych metod numerycznych i algorytmów w fizyce materii skondensowanej. Wybrane tematy z fizyki materii skondensowanej: Elementy fizyki statystycznej i termodynamiki małych układów. Transport jonowy, dyfuzja i relaksacja. Dynamiczne własności polimerów. Układy nieuporządkowane: stopy, szkła spinowe. Elementy fizyki przejść fazowych w układach magnetycznych. Turbulencja w hydrodynamice - elementy. Zagadnienia niecałkowalne w mechanice nieliniowej. Relacje: mechanika - fizyka statystyczna / termodynamika. Cześć A: Zastosowanie metod Monte Carlo w fizyce materii skondensowanej: A1. Statyczne metody Monte Carlo. A2. Dynamiczna metoda Monte Carlo: równanie ewolucji typu master - kinetyczny model Isinga-Kawasaki. A3. Technika grupy renormalizacji w metodach Monte Carlo. A4. Metoda Monte Carlo typu "path probability". A5. Kwantowe metody Monte Carlo. A6. Automaty komórkowe Wolframa w fizyce ośrodków ciągłych. Cześć B: Zastosowanie metod dynamiki molekularnej w fizyce materii skondensowanej: B1. Wybrane metody numerycznego rozwiązywania równań różniczkowych zwyczajnych. B2. Wybrane metody numerycznego rozwiązywania równań różniczkowych cząstkowych, głównie zachowawczych, w zastosowaniu do fizyki ośrodków ciągłych. B3. Rozwiązywanie numeryczne wybranych zagadnień własnych w mechanice kwantowej.
Proponowane podręczniki: D. Potter, Metody obliczeniowe fizyki. S. E. Koonin, Computational physics. Monte Carlo methods in statistical physics, Topics in Current Physics t. VII, red. K. Binder. Applications of the Monte Carlo methods in statistical physics, Topics in Current Physics, vol 36, red. K. Binder. R. W. Hockney, J. W. Eastwood, Computer simulation using particles. A. Björck, G. Dahlquist, Metody numeryczne. A. Krupowicz, Metody numeryczne zagadnień początkowych równań różniczkowych zwyczajnych. R. Kutner, Elementy mechaniki numerycznej.
Zajęcia sugerowane do zaliczenia przed wykładem: Programowanie, Analiza matematyczna, Mechanika klasyczna, Fizyka statystyczna lub Termodynamika. Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem: Metody numeryczne.
Forma zaliczenia: Egzamin.

***

Przedmiot: 502 Electron scattering experiments (wykład w języku angielskim)
Wykładowca: prof. dr hab. Janusz Zakrzewski
Semestr: zimowy i letni	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 0
Kod: 13.507502	Liczba punktów kredytowych: 5
Wykład będzie prowadzony po angielsku, dla studentow III, IV i V roku zainteresowanych pogłębieniem znajomości fachowych terminów angielskich. Program: Tematyka wykładów będzie obejmować oddziaływania elektronów wielkich energii w eksperymentach prowadzonych w DESY (Hamburg). Zostaną omówione akceleratory wiązek przeciwbieżnych (Colliders), detektory służące do rejestracji cząstek oraz najważniejsze wyniki doświadczalne wraz z ich interpretacją teoretyczną. Zwróci się uwagę na eksperymenty z udziałem fizyków polskich z ośrodków naukowych w Krakowie i Warszawie. 1. Introduction. 2. Colliders at DESY. 3. TESLA Project. 4. HERA Project. 5. Selected Results.
Proponowane podręczniki: Żaden podręcznik nie odpowiada programowi wykładu. Literatura (głównie prace oryginalne i artykuły przeglądowe) jest podawana bieżąco na wykładzie.
Zajęcia sugerowane do zaliczenia przed wykładem: Elementy fizyki cząstek elementarnych .
Forma zaliczenia: Wpis do indeksu na podstawie obecności na wykładach.

***

Przedmiot: 509 Structural and electronic properties of solids (Selected problems of solid state physics). Wykład w języku angielskim
Wykładowca: prof dr hab. Jacek Baranowski
Semestr: zimowy i letni	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 0
Kod: 13.209509	Liczba punktów kredytowych: 5
Program: Celem wykładu jest pokazanie jak startując z atomowych stanów s i p można przewidzieć większość strukturalnych i elektronowych własności ciał stałych. W szczególności jednym z głównych celów jest pokazanie jak opierając się na jednoelektronowych stanach atomowych można przewidzieć większość własności półprzewodników. Wykład zaczyna się poprzez wprowadzenie tzw. Tablicy Periodycznej Ciała Stałego opartej na jednoelektronowych stanach atomowych. Następnie wprowadzone są wiązania van der Waals'a i wiązania jonowe. Zaprezentowane jest wyprowadzenie strukturalnych własności (długość wiązania ) jak i elektronowych własności (przerwa energetyczna) w oparciu o stany atomowe i energię Madelung w materiałach jonowych. Przedyskutowane są też wiązania występujące w klasycznym wysokotemperaturowym nadprzewodniku YBACUO. W następnym kroku wprowadzone są wiązania kowalentne występujące w molekułach i ciałach stałych. Wprowadzone są oddziaływania s i p pomiędzy stanami s i p, wraz z podstawowymi ideami silnego wiązania. Wprowadzone są pojęcia hybryd, metalicznej, jonowej i kowalencyjnej energii. W ramach podejścia silnego wiązania wprowadzone są proste obliczenia długości wiązań, energii kohezji i stałych siłowych w półprzewodnikach. Następna część wykładu dotyczy wprowadzenia symetrii translacyjnej w sieci krystalicznej. Przeprowadzone są rachunki struktury pasmowej w bazie stanów atomowych i w bazie stanów wiążących i antywiążących. Przedyskutowane są własności elektronowe i optyczne półprzewodników wynikające wprost ze struktury pasmowej. W szczególności przeprowadzone są oszacowania dla przesunięć pasm energetycznych w heterostrukturach. Wprowadzone są też obliczenia wpływu ciśnień hydrostatycznych na strukturę pasmową. Następna grupa zagadnień objętych wykładem dotyczy domieszek i defektów. Przedyskutowane są chemiczne trendy położeń energetycznych domieszek w przerwie energii wzbronionej. Następnie wprowadzone są klasyczne defekty strukturalne takie jak luki, atomy międzywęzłowe i antypołożeniowe. Wyliczone są struktury elektronowe dla luki w krzemie i luk anionowych i kationowych w związkach półprzewodnikowych. Ostatnia grupa problemów objęta wykładem dotyczy fizyki powierzchni. Wprowadzeniem do tej tematyki jest rozwiązanie struktury pasmowej grafitu. Następnie wprowadzona jest struktura pasmowa wywołana zerwanymi wiązaniami w krzemie. Omówiona jest też rekonstrukcja 2x1 i 7x7 powierzchni krzemu. W końcu przedyskutowane są mechanizmy będące siła napędową rekonstrukcji powierzchni w innych materiałach.
Proponowane podręczniki: W. Harison, Electronic structure of solids.
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem:
Forma zaliczenia: Wpis do indeksu na podstawie obecności na wykładach.

***

Przedmiot: 530 Nieliniowe przetwarzanie obrazów
Wykładowca: prof. dr hab. Tomasz Szoplik
Semestr: letni	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 0
Kod: 13.207530	Liczba punktów kredytowych: 2,5
Program: Wstęp o układach liniowych: zasada superpozycji, odpowiedź impulsowa, funkcja przenoszenia modulacji. Splot, korelacja. Liniowość optycznych układów obrazujących. Zdolność rozdzielcza. Apertura syntetyczna. Przetwarzanie obrazów w płaszczyźnie Fouriera i w płaszczyźnie obrazu. Obraz cyfrowy próbkowany przestrzennie i kwantowany natężeniowo. Nieliniowe przetwarzanie obrazów w płaszczyźnie Fouriera: filtracja widma, modulacja theta, pseudokolorowanie, przetwarzanie półtonowe. Klasyczne, cyfrowe filtry nieliniowe do wzmacniania krawędzi. Nieliniowe filtry porządkujące. Definicje filtrów typu L, R, M oraz różnych medialnych. Działanie filtrów porządkujących na szum, krawędzie oraz linie. Kryteria oceny działania filtrów. Twierdzenia o filtrach medialnych. Dekompozycja progowa. Optyczna metoda liczenia lokalnych histogramów. Przetwarzanie morfologiczne. Podstawowe operacje, podstawowe filtry. Tworzenie filtrów trzystopniowych, zasada idempotencji. Algorytmy wzmacniania szczegółów i krawędzi. Procesory optoelektroniczne i ich architektura. Różne rodzaje korelatorów z oświetleniem spójnym i niespójnym. Procesory hybrydowe z przestrzennymi modulatorami światła. Zastosowania do przetwarzania zdjęć satelitarnych, lotniczych, rentgenowskich i innych. Przetwarzanie zdjęć wielowymiarowych (multispektralnych). Klasyfikacja nadzorowana.
Proponowane podręczniki: I. Pitas, A. N. Venetsanopoulos, Nonlinear digital filters. Principles and applications. J. Serra, Image analysis and mathematical morphology. P. Maragos, R. W. Schafer, Morphological filters, IEEE Trans Acoust Speech Signal Processing ASSP-35 (1987) 1153-1184. Morphological image processing. Principles and optoelectronic implementations, red. T. Szoplik, SPIE Milestone series, vol. 127, Bellingham (1996).
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem: Optyka fourierowska, Optyczne przetwarzanie informacji.
Forma zaliczenia: Egzamin ustny.

***

Przedmiot: 531 Metody korelacyjne w optycznym rozpoznawaniu obrazów
Wykładowca: prof. dr hab. Katarzyna Chałasińska-Macukow
Semestr: letni	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 0
Kod: 13.207531	Liczba punktów kredytowych: 2,5
Program: Filtracja dopasowana: podejście klasyczne, podejście stochastyczne. Korelatory optyczne: różne architektury, kryteria oceny pracy korelatora. Filtry rozpoznające: filtry proste i ich parametry, filtry złożone, multikryteria. Korelacja nieliniowa. Niezmienniczość w metodach korelacyjnych: ze względu na przesunięcie, obrót, skalę, oświetlenie, kontrast, dystorsję. Elementy optoelektroniczne w procesorach korelacyjnych: przestrzenne modulatory światła, kamera CCD, optoelektroniczny element progujący. Programowalne korelatory optoelektroniczne pracujące w tzw. czasie rzeczywistym. Kodowanie filtrów rozpoznających; metody optymalizacyjne. Optyczna pamięć skojarzeniowa: rozpoznawanie obrazów częściowo przesłoniętych. Praktyczne zastosowanie metod korelacyjnych w rozpoznawaniu obrazów. Wykład przeznaczony jest przede wszystkim dla studentów specjalizacji Optyka fourierowska i przetwarzanie informacji.
Proponowane podręczniki: Wykład oparty jest na najnowszych doniesieniach opublikowanych w czasopismach optycznych. Nie istnieje żaden podręcznik, który w znacznej mierze pokrywałby się z jego treścią. Odbitki najważniejszych prac i notatki wykładowcy są dostępne dla słuchaczy. Wiadomości podstawowe z dziedziny optycznego przetwarzania informacji i optyki statystycznej można znaleźć w: K. Gniadek, Optyczne przetwarzanie informacji. J. W. Goodman, Optyka statystyczna.
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem: Optyka fourierowska - egzamin, Optyczne przetwarzanie informacji – egzamin.
Forma zaliczenia: Egzamin ustny.

***

Przedmiot: 547 Fizyka chmur i układów chmurowych I i II
Wykładowca: prof. dr hab. Krzysztof Haman
Semestr: letni i zimowy	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 0
Kod: 13.209547	Liczba punktów kredytowych: 5
Program: 1. Fenomenologia rozwoju chmur konwekcyjnych Cu cong. i Cb. Cykl rozwojowy chmur jednokomórkowych Cu i Cb. Struktura prądów wstępujących i zstępujących. Mechanizmy generacji podtrzymywania prądów zstępujących. Rola opadu w dynamice prądów zstępujących. "Downburst". Rola gradientu wiatru w rozwoju chmur konwekcyjnych. Układy wielokomórkowe i ich propagacja. Superkomórki i ich propagacja. Rola opadu w mechanizmie propagacji chmur wielokomórkowych. 2. Fenomenologia układów chmur konwekcyjnych Rola konwergencji poziomej jako prekursora rozwoju konwekcji i czynnika stabilizującego konwekcję. Konwekcja mezoskalowa (quasihydrostatyczna). Linie i grzędy chmurowe. Oddziaływanie pomiędzy falami grawitacyjnymi i konwekcją. Linie szkwałowe. Mezoskalowe kompleksy konwekcyjne (MCC). Sprzężenia pomiędzy konwekcją chmurową (wypornościową) i mezoskalową (quasihydrostatyczna). CIFK i CISK. 3. Modelowanie matematyczne chmur i układów chmur konwekcyjnych. Równania ruchu w formie ogólnej. Filtracja fal akustycznych. Aproksymacja Businnesq'a i anelastyczna. Układy współrzędnych stosowane w modelowaniu chmur. Informacja o metodach numerycznych stosowanych w modelach chmurowych. Warunki początkowe i brzegowe oraz związane z nimi ograniczenia. Parametryzacja procesów podskalowych (turbulencji). Parametryzacja procesów opadowych (w szczególności parametryzacja Kesslera). Problemy parametryzacji konwekcji w modelach wielkoskalowych. Przykłady modeli chmurowych.
Proponowane podręczniki: R. A. Houze, Cloud dynamics. W. R. Cotton, I. R. A. Anthes, Storm and cloud dynamics. F. H. Ludlam, Clouds and storms.
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem: Meteorologia teoretyczna.
Forma zaliczenia: Wpis do indeksu na podstawie obecności na wykładach.

***

Przedmiot: 548 Wstęp do fizyki magnetyzmu
Wykładowca: prof. dr hab. Andrzej Twardowski
Semestr: zimowy	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 0
Kod: 13.207548	Liczba punktów kredytowych: 2,5
Celem wykładu jest przedstawienie podstaw fizyki magnetyzmu. Omówione zostaną: podstawowe wielkości magnetyczne, natura magnetyzmu, magnetyzm izolowanych jonów oraz kolektywne własności układów oddziałujących centrów magnetycznych. W odróżnieniu od klasycznego kursu elektrodynamiki nacisk położony będzie na mikroskopowe zjawiska i mechanizmy prowadzące do magnetyzmu materii, w szczególności kryształów. Program: Podstawowe wielkości magnetyczne. Termodynamika magnetyzmu. Idealne, nieoddziałujące momenty magnetyczne (spiny). Swobodne jony i atomy. Pole krystaliczne i efektywne spiny. Oddziaływanie między jonami magnetycznymi. Porządek magnetyczny dalekiego zasięgu (układy ferro- i antyferromagnetyczne). Faza paramagnetyczna układów oddziałujących. Faza ferromagnetyczna. Domeny ferromagnetyczne. Szkła spinowe. Półprzewodniki magnetyczne i półmagnetyczne. Wykład adresowany jest do studentów nie posiadających prawie żadnej wiedzy magnetycznej. Wymagana jest jedynie znajomość elektrodynamiki na poziomie równań Maxwella i mechaniki kwantowej. Wykład ma zapoznać studentów z zagadnieniami stanowiącymi podstawę zagadnień współczesnego magnetyzmu. Zakłada się, że po wysłuchaniu wykładu student będzie mógł poruszać się po aktualnej literaturze magnetycznej.
Proponowane podręczniki: C. Kittel, Wstęp do fizyki ciała stałego. A. H. Morrish, Fizyczne podstawy magnetyzmu. R. M. White, Kwantowa teoria magnetyzmu. D. C. Mattis, Theory of magnetism.
Zajęcia sugerowane do zaliczenia przed wykładem: Wstęp do fizyki atomu, cząsteczki i ciała stałego lub Wstęp do optyki i fizyki ciała stałego (od 1998/9). Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem: Fizyka II- elektryczność i magnetyzm, Mechanika kwantowa I.
Forma zaliczenia: Egzamin ustny.

***

7.3.1.2 Fizyka Teoretyczna

Wykłady kursowe:

Przedmiot: 463A Mechanika kwantowa IIA
Wykładowca: prof. dr hab. Bohdan Grządkowski
Semestr: zimowy	Liczba godzin wykł./tydz.: 3 Liczba godzin ćw./tydz.: 2
Kod: 13.207463A	Liczba punktów kredytowych: 6,5
Program: Równanie Diraca, "wyprowadzenie". Algebra macierzy Diraca. Relatywistyczna współzmienniczość równania Diraca. Reprezentacje grupy Lorentza. Rozwiazania równania Diraca. Oddziaływanie z polem elektromagnetycznym. Transformacje C,P i T. Relatywistyczny atom wodoru. Kanoniczne kwantowanie: pole skalarne, pole fermionowe. Problemy kanonicznego kwantowania elektrodynamiki kwantowej. Współzmiennicze sformułowanie elektrodynamiki kwantowej. Rachunek zaburzeń. Reguły Feynmana dla elektrodynamiki kwantowej. Zastosowania elektrodynamiki kwantowej: rozpraszanie niespolaryzowanych i spolaryzowanych elektronów w zewnetrznym polu elektromagnetycznym; rozpraszanie elektron-pozyton; rozpraszanie Comptona. Elementy teorii renormalizacji: regularyzacja wymiarowa; 1-no pętlowe przybliżenie rachunku zaburzeń. Katastrofa w podczerwieni (twierdzenie Kinoshita-Lee-Nauenberg). Różnica w stosunku do wykładu Mechanika kwantowa IIB polega na tym, że dużo czasu jest poświęcone elektrodynamice kwantowej (z zastosowaniami).
Proponowane podręczniki: 1. F. Mandl, G. Shaw, Quantum field theory. 2. J. Bjorken, S. Drell, Relatywistyczna teoria kwantow. 3. A. Bechler, Kwantowa teoria oddzialywan elektromagnetycznych. 4. W. Bierestecki, E. Lifszyc, L. Pitajewski, Relatywistyczna teoria kwantow, cz.I. 5. M. E. Peskin, D. V. Schroeder, Quantum Field Theory.
Zajęcia sugerowane do zaliczenia przed wykładem: Elektrodynamika z elementami teorii pola lub Elektrodynamika osrodkow materialnych. Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem: Mechanika kwantowa I lub Fizyka kwantowa.
Forma zaliczenia: Zaliczenie ćwiczeń, egzamin pisemny i ustny.

***

Przedmiot: 463B Mechanika kwantowa II B (Mechanika kwantowa układów wielu ciał)
Wykładowca: prof. dr hab. Stanisław G. Rohoziński
Semestr: zimowy	Liczba godzin wykł./tydz.: 3 Liczba godzin ćw./tydz.: 2
Kod: 13.207463B	Liczba punktów kredytowych: 6,5
Wykład jest poświęcony nierelatywistycznej mechanice kwantowej układów wielu cząstek i jest przeznaczony dla studentów pragnących specjalizować się w teorii jądra atomowego, teorii ciała stałego i fizyce statystycznej. Program: Podstawy mechaniki kwantowej układu wielu cząstek: opis stanu, hamiltonian, cząstki identyczne, postulat o nierozróżnialności cząstek identycznych, postulat o “związku spinu ze statystyką”, bozony i fermiony. Układy cząstek nieoddziałujących: stany iloczynowe, reprezentacja liczby obsadzeń. Druga kwantyzacja: operatory kreacji i anihilacji, przestrzeń Focka, operatory w przestrzeni Focka. Kwantyzacja pola elektromagnetycznego. Oddziaływanie pola elektromagnetycznego z polami materialnymi. Ewolucja czasowa układu wielu ciał: obrazy Schrödingera, Heisenberga i oddziaływania, równania ruchu. Funkcje Greena: definicje, własności, przedstawienia spektralne, równania ruchu, energia własna. Rachunek zaburzeń dla funkcji Greena: twierdzenie Gell-Manna i Lowa, twierdzenie Wicka, diagramy Feynmana, twierdzenie o diagramach połączonych, równanie Dysona. Przybliżone rozwiązania zagadnień wielu fermionów: przybliżenie Hartree’ego-Focka, przybliżenie przypadkowej fazy, przybliżenie drabinowe, przybliżenie Hartree’ego-Focka-Bogolubowa.
Proponowane podręczniki: A.I. Fetter, J.D. Walecka, Kwantowa teoria układów wielu cząstek. D. A. Kirżnic, Polevyje metody teorii mnogich czastic. R. D. Mattuck, A Guide to Feynman Diagrams in the Many-Body Problem.
Zajęcia sugerowane do zaliczenia przed wykładem: Wstęp do fizyki jądra atomowego i cząstek elementarnych, Wstęp do fizyki ciała stałego, Fizyka statystyczna I. Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem: Mechanika kwantowa I, Elektrodynamika (jedna z wersji).
Forma zaliczenia: Obowiązkowe zaliczenie ćwiczeń, egzamin pisemny i ustny.

***

Wybrane działy fizyki teoretycznej i wykłady specjalistyczne:

Przedmiot: 452 Teoria ciała stałego
Wykładowca: prof. dr hab. Jerzy Krupski
Semestr: letni	Liczba godzin wykł./tydz.: 3 Liczba godzin ćw./tydz.: 2
Kod: 13.208452	Liczba punktów kredytowych: 6,5
Program: Tegoroczny wykład poświęcony będzie omówieniu zjawiska lokalizacji elektronów w obecności nieporządku w układzie (lokalizacja Andersona) lub silnych oddziaływań pomiędzy cząstkami (lokalizacja Motta-Hubbarda). Zagadnienia te są niezmiernie ważne dla pełnego zrozumienia kwantowej fizyki ciała stałego. Co więcej, problem lokalizacji pojawia się w bardzo wielu układach doświadczalnych. W szczególności przedstawione zostaną następujace zagadnienia: kryteria lokalizacji elektronów w ciele stałym, przegląd danych doświadczalnych z różnymi rodzajami lokalizacji, funkcje Wanniera i przybliżenie ciasnego wiązania, metoda funkcji Greena i rozwinięć perturbacyjnych, funkcja gęstości spektralnej, lokalna i globalna gęstość stanów, metody opisu układów nieuporządkowanych w tym przybliżenie koherentnego potencjału (CPA), rozwiązanie modelu Andersona z lokalizacją cząstek na sieci z fluktuacjami potencjału, teoria skalowania w lokalizacji Andersona, lokalizacja w obecności pola magnetycznego i związek z kwantowym efektem Halla oraz słabą lokalizacją, model Hubbarda dla oddziałujących elektronów w sieci krystalicznej i jego przybliżone rozwiązania w trzech wymiarach przestrzennych, ścisłe rozwiązania dla modelu Hubbarda w wymiarze jeden i nieskończoność, omówienie koncepcji dynamicznego średniego pola i współczesnego opisu lokalizacji Motta-Hubbarda, magnetyzm oddziałujących elektronów. Do wykładu prowadzone będą ćwiczenia, na których będą rozwiązywane proste przykłady ilustrujące zastosowanie teoretycznych metod przedstawianych na wykładzie. Wykład przewidziany jest dla studentów i doktorantów fizyki ciała stałego, jak również dla wszystkich osób zainteresowanych problemami oddziaływań i lokalizacji elektronów w ciele stałym.
Proponowane podręczniki: N. F. Mott, Metal-insulator transition.
Zajęcia sugerowane do zaliczenia przed wykładem: Mechanika kwantowa I, Fizyka statystyczna I, Fizyka ciała stałego - semestr zimowy.
Forma zaliczenia: Zaliczenie ćwiczeń i egzamin.

***

Przedmiot: 453 Fizyka statystyczna II
Wykładowca: prof. dr hab. Marek Napiórkowski
Semestr: letni	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 2
Kod: 13.208453	Liczba punktów kredytowych: 5
Program:
Proponowane podręczniki:
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem:
Forma zaliczenia:

***

Przedmiot: 455 Współczesne metody kwantowej teorii pola II
Wykładowca: dr Piotr Chankowski
Semestr: zimowy	Liczba godzin wykł./tydz.: 3 Liczba godzin ćw./tydz.: 2
Kod: 13.207455	Liczba punktów kredytowych: 6,5
Program: Kwantowanie pó l cechowania (całkami po trajektoriach), symetrie dyskretne, rachunki pętlowe i renormalizacja, grupy renormalizacji, rozwinięcie operatorowe, QED, QCD, symetrie chiralne, anomalie, spontaniczne łamanie symetrii globalnych i lokalnych. Model Standardowy. Wykłady 322 i 455 mają stanowic standardowe wprowadzenie do kwantowej teorii pola i metod w niej stosowanych. Celem końcowym jest przedstawienie QED, QCD oraz teorii elektrosłabej jako kwantowych teorii procesów elementarnych zachodzących przy energiach Ł 100 GeV. Wykłady mają takze stanowic teoretyczną baze dla bardziej fenomenologicznego wykładu teorii cząstek elementarnych oraz umożliwić dalsze studiowanie np. supersymetrycznych teorii (wykład monograficzny).
Proponowane podręczniki: S. Pokorski, Gauge Field Theories. J. Bjorken, S. Drell, vol. 1: Relativistic Quantum Mechanics, vol. 2: Relativistic Quantum Fields. (polskie tłumaczenie: Relatywistyczna teoria kwantów). C. Itzykson, J. B. Zuber, Quantum Field Theory.
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem: Mechanika kwantowa I, Elektrodynamika klasyczna, Współczesne metody kwantowej teorii pola I.
Forma zaliczenia: Zaliczenie ćwiczeń oraz egzamin pisemny i ustny.

***

Przedmiot: 456 Teoria jądra atomowego
Wykładowca: prof. dr hab. Jacek Dobaczewski (semestr zimowy) i dr Wojciech Satuła (semestr letni)
Semestr: zimowy i letni	Liczba godzin wykł./tydz.: 3 Liczba godzin ćw./tydz.: 0
Kod: 13.507456	Liczba punktów kredytowych: 8
Wykład ma na celu zapoznanie słuchacza z nowoczesnymi metodami opisu teoretycznego struktury jąder atomowych oraz z zagadnieniami badań prowadzonych obecnie w tej dziedzinie. Program (semestr zimowy): Metody drugiej kwantyzacji w zastosowaniu do opisu układów wielo-fermionowych, twierdzenie Wicka, twierdzenie Thoulessa, operatory kwazicząstkowe i transformacja Bogolubowa. Macierze gęstości i korelacje par. Samozgodne metody pola średniego, przybliżenie Hartree’ego-Focka i Hartree’ego-Focka-Bogolubowa, spontaniczne łamanie symetrii i potencjały samozgodne. Deformacje jądrowe, efekt Jahna-Tellera, metody przywracania złamanych symetrii. Metody opisu korelacji jądrowych: metoda faz przypadkowych, metoda współrzędnej generującej, metody zależne od czasu, przybliżenie adiabatyczne. Model powłokowy. Ściśle rozwiązywalne modele algebraiczne. Program (semestr letni): Przejawy struktury powłokowej: wzbudzenia cząstka-dziura, stany izomeryczne, terminacja pasm, stany intruzowe, stabilność jąder superciężkich. Nadprzewodnictwo jądrowe: korelacje statyczne i dynamiczne a parametryzacja oddziaływań resztkowych, efekty blokowania, jądrowy efekt Meissnera, nadprzewodnictwo protonowo-neutronowe. Wzbudzenia kolektywne: oscylacje kształtu i korelacji par, rezonanse gigantyczne. Obroty jąder atomowych: symetrie (pseudo-)SU(3) i pseudo-spinu, pasma identyczne, rotacje magnetyczne. Kształty jąder atomowych: superdeformacja i hiperdeformacja, współistnienie kształtów. Fizyka układów słabo związanych: symetria izospinowa, efekt Thomasa-Ehrmana, emitery protonowe, superdozwolone rozpady beta i przejścia Gamowa-Tellera, halo jądrowe i układy potrójne, skóry neutronowe, deformacje izowektorowe, wzmocnienie korelacji par, zanik struktury powłokowej. Układy mezoskopowe: jądra atomowe, klastry metaliczne, ziarna nadprzewodzące – podobieństwa i różnice.
Proponowane podręczniki: 1. P. Ring, P. Schuck, The Nuclear Many--Body Problem. 2. A. Bohr, B.R. Mottelson, Struktura jądra atomowego, t. I: Ruch jednocząstkowy, t. II: Deformacje jądrowe.
Zajęcia sugerowane do zaliczenia przed wykładem: Wstęp do fizyki jądra atomowego i cząstek elementarnych, Wstęp do kwantowej teorii jąder atomowych. Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem: Mechanika kwantowa I.
Forma zaliczenia: Egzamin ustny.

***

Przedmiot: 458 Teoria cząstek elementarnych
Wykładowca: prof. dr hab. Jan Kalinowski (semestr zimowy), prof. dr hab. Maria Krawczyk i dr Janusz Rosiek (semestr letni)
Semestr: zimowy i letni	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 2
Kod: 13.507458	Liczba punktów kredytowych: 10
Program: Wykład poświęcony jest teorii cząstek elementarnych. Obejmuje jednolity opis oddziaływań elektrosłabych i silnych w ramach tzw. Modelu Standardowego. Zawiera również wprowadzenie do supersymetrycznego rozszerzenia Modelu Standardowego. Wykład ma na celu zapoznanie słuchaczy z aktualnym stanem wiedzy w teorii cząstek elementarnych w powiązaniu z pracami badawczymi prowadzonymi w Zakładzie Teorii Cząstek i Oddziaływań Elementarnych.
Proponowane podręczniki: S. Pokorski, Gauge Field Theories. T.P. Cheng, L.F. Li, Gauge Theory of Elementary Particle Physics. D. Bailin, A. Love, Introduction to Gauge Field Theory. S. Weinberg, Quantum Field Theory. J. Wess, R. Bagger, Supersymmetry.
Zajęcia sugerowane do zaliczenia przed wykładem: Metody matematyczne fizyki (teoria grup), Elementy fizyki cząstek elementarnych. Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem: Współczesne metody kwantowej teorii pola.
Forma zaliczenia: Zaliczenie ćwiczeń. Egzamin.

***

Przedmiot: 473 Elementy matematyki współczesnej. (Operatory liniowe w przestrzeniach Banacha i Hilberta)
Wykładowca: dr hab. Jan Dereziński
Semestr: zimowy	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 1
Kod: 11.105473	Liczba punktów kredytowych: 4
Program: Wykład obejmuje elementy analizy funkcjonalnej, ze szczególnym naciskiem na teorię operatorów liniowych w przestrzeniach Hilberta i zastosowania w mechanice kwantowej. 1. Przypomnienie elementów teorii przestrzeni metrycznych 2. Przestrzenie Banacha 3. Operatory ograniczone i nieograniczone w przestrzeniach Banacha 4. Rachunek funkcjonalny dla operatorów w przestrzeniach Banacha 5. Przestrzenie Hilberta 6. Operatory samosprzężone, normalne, unitarne 7. Twierdzenie spektralne
Proponowane podręczniki: M. Reed, B. Simon, Methods of Modern Mathematical Physics, t. I
Zajęcia sugerowane do zaliczenia przed wykładem: Mechanika kwantowa I. Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem: Analiza B lub C, Algebra B lub C.
Forma zaliczenia: Zaliczenie ćwiczeń, egamin pisemny i ustny.

***

Wykłady Monograficzne:

Przedmiot: 454 Klasyczna teoria pola
Wykładowca:prof. dr hab. Krzysztof Meissner
Semestr: letni	Liczba godzin wykł./tydz.: 3 Liczba godzin ćw./tydz.: 2
Kod: 13.208454	Liczba punktów kredytowych: 6,5
Wykład poświęcony jest opisowi nieperturbacyjnych rozwiązań w niesupersymetrycznych i supersymetrycznych teoriach pola oraz ich zastosowań w modelach unifikujących oddziaływania fundamentalne. Program: Wstep: grupa Lorentza i jej reprezentacje, supersymetria, lagranżjan, hamiltonian, pola klasyczne, spontaniczne lamanie symetrii, twierdzenie Goldstone'a, nieliniowe realizacje symetrii. Defekty topologiczne: sciany domenowe, struny, monopole, d-brany, tekstury. Klasyczne pola cechowania: pola nieabelowe, instantony, merony, sfalerony, solitony w teoriach supersymetrycznych. Dualności.
Proponowane podręczniki: L. Landau, E. Lifszyc, Klasyczna teoria pola. T. Eguchi, P. Gilkey, A. Hanson, Gravitation, gauge theory and differential geometry, Phys. Reports 66 (1980) 213. R. Rajaraman, Solitons and instantons. J. Harvey, Magnetic monopoles, duality and supersymmetry, hep-th/9603086. C. Callan, J. Harvey, Supersymmetric string solitons, hep-th/9112030.
Zajęcia sugerowane do zaliczenia przed wykładem: Mechanika klasyczna, Elektrodynamika z elementami teorii pola, Mechanika kwantowa IIA. Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem: Współczesne metody kwantowej teorii pola.
Forma zaliczenia: Zaliczenie ćwiczeń. Egzamin.

***

Przedmiot: 457 Teoria kongruencji prostoliniowych i solitony
Wykładowca: prof. dr hab. Antoni Sym
Semestr: zimowy i letni	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 2
Kod: 13.507457	Liczba punktów kredytowych: 10
Program:
Proponowane podręczniki:
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem:
Forma zaliczenia:

***

Przedmiot: 459 Teoria czasoprzestrzeni i grawitacji
Wykładowca: prof. dr hab. Andrzej Trautman
Semestr: zimowy i letni	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 2
Kod: 13.207459	Liczba punktów kredytowych: 10
Program: Semestr zimowy: Repetytorium szczególnej teorii względności. Teoria grawitacji Newtona. Elementy geometrii różniczkowej. Teorie relatywistyczne czasoprzestrzeni i grawitacji. Równanie Einsteina. Semestr letni: Metody rozwiązywania równań Einsteina. Rozwiązania Schwarzschilda i Kerra. Przewidywania ogólnej teorii względności, czarne dziury. Kosmologia relatywistyczna. Fale grawitacyjne i pola algebraicznie specjalne. Geometria optyczna i twistory. Twierdzenia o osobliwościach.
Proponowane podręczniki: L. Landau, E. Lifszyc, Teoria pola. W. Kopczynski, A. Trautman, Czasoprzestrzeń i grawitacja. B. Schutz, Wstęp do ogólnej teorii względności. R. Wald, General realtivity. S. Huggett, K. P. Tod, An introduction to twistor theory.
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem:
Forma zaliczenia: Zaliczenie ćwiczeń. Egzamin.

***

Przedmiot: 460 Wstęp do teorii oddziaływań elektromagnetycznych
Wykładowca: prof. dr hab. Krzysztof Wódkiewicz i dr hab. Krzysztof Pachucki.
Semestr: zimowy	Liczba godzin wykł./tydz.: 3 Liczba godzin ćw./tydz.: 0
Semestr: letni	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 0
Kod: 13.207460	Liczba punktów kredytowych: 8
Program: Optyka Kwantowa (semestr zimowy): Kwantowe pole elektromagnetyczne. Nierelatywistyczne oddziaływanie z materią. Transformacja Powera-Zienaua. Kwantowe stany pola elektromagnetycznego. Stany koherentne, ściśnięte, termiczne i fokowskie. Teoria kwantowej reakcji promienistej. Tłumienie i emisja spontaniczna. Kwantowe równanie Langevin. Przesunięcie Lamba i renormalizacja masy w nierelatywistycznej mechanice kwantowej. Atom o 2 poziomach. Równania Blocha, oscylacje Rabiego i zjawiska koherentne. Model Jaynes-Cummingsa i model Dickego. Ruch elektronu w polu silnej fali elektromagnetycznej. Rozwiązanie Wołkowa. Potencjał zero-zasięgowy w polu fali świetlnej. Renormalizacja ładunku w nierelatywistycznej mechanice kwantowej. Jonizacja wielofotonowa: metoda Kiełdysza i numeryczne rozwiązywanie równania Schrödingera. Generacja wysokich harmonik. Elektrodynamika Kwantowa (semestr letni): Równanie Diraca. Relatywistyczny atom wodoru. Transformacja Fouldy-Wouthuysena i wiodące efekty relatywistyczne. Kwantowe pole elektromagnetyczne. Równanie Breita i poziomy energetyczne pozytronium. Przesunięcie Lamba w atomie wodoru. Efekty dwuciałowe w stanach związanych: wzór Salpetera. Oddziaływanie atomów na dużych odległościach. Siły Casimira. Emisja spontaniczna, stała rozpadu stanów wzbudzonych i parapozytonium.
Proponowane podręczniki: L. Allen, J. H. Eberly i K. Rzążewski, Rezonans optyczny. I. Białynicki-Bitula, Z. Białynicka-Birula, Elektrodynamika kwantowa.
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem: Mechanika kwantowa I, Elektrodynamika.
Forma zaliczenia: Egzamin.

***

Przedmiot: 461 Geometria i teoria solitonów
Wykładowca: dr Adam Doliwa
Semestr: zimowy i letni	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 0
Kod: 13.207461	Liczba punktów kredytowych: 5
Celem wykładu jest zaznajomienie słuchaczy z podstawowymi metodami i wynikami teorii równań zupełnie całkowalnych, zarówno różniczkowych jak i różnicowych (dyskretnych). Szczególnie eksponowane będą związki równań całkowalnych z geometrią, rozumianą w szerokim sensie: od klasycznej rzutowej geometrii różniczkowej, poprzez geometryczną teorię symetrii równań różniczkowych, elementy teorii powierzchni Riemanna, aż do najnowszych rezultatów tzw. całkowalnej geometrii dyskretnej. Program: Sieci sprzężone jako podstawowy obiekt geometryczny teorii solitonów. Analityczne metody rozwiązywania równań całkowalnych; transformacja spektralna i problem Riemanna-Hilberta, metoda D-bar. Teoria Liego symetrii równań różniczkowych, symetrie uogólnione, transformacje typu Darboux-Backlunda. Metody geometrii algebraicznej w konstrukcji rozwiązań równań całkowalnych. Wykład przeznaczony jest dla studentów starszych lat fizyki i matematyki oraz dla doktorantów. Zakłada się jednak znajomość matematyki nie wykraczającą poza standardowy program studiów pierwszych dwóch lat Wydzialu Fizyki UW.
Proponowane podręczniki: P. Lane, Projective differential geometry. L.D. Faddeev, L.A. Takhtajan, Hamiltonian methods in the theory of solitons. B.G. Konopelchenko, Solitons in multidimensions: inverse spectral transform method. P. Olver, Application of Lie groups to differential equations. + prace przeglądowe, które będą podane na wykładzie.
Zajęcia sugerowane do zaliczenia przed wykładem: Mile widziana pogłębiona znajomość geometrii oraz analizy zespolonej. Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem: Algebra z geometrią, Analiza, Metody matematyczne fizyki.
Forma zaliczenia: Przez udział w zajęciach

***

Przedmiot: 465 Wstęp do teorii renormalizacji hamiltonianów w kwantowej teorii pola
Wykładowca: dr hab. Stanisław Głazek
Semestr: letni	Liczba godzin wykł./tydz.: 3 Liczba godzin ćw./tydz.: 0
Kod: 13.207465	Liczba punktów kredytowych: 4
Program: Program wykładu obejmuje podstawy teorii renormalizacji hamiltonianów w przestrzeni Focka. Zaczyna się od przykładów rozbieżnych hamiltonianów teorii pola skalarnego, teorii Yukawy, QED i QCD. Następnie rozważane są modele macierzowe rozbieżnych teorii i wyjaśnione podstawy teorii renormalizacji według Wilsona. Analizowane są trudności tego podejścia i przechodzi się do modelowej analizy metody bardziej zaawansowanej, tzn. do procedury renormalizacji hamiltonianów przy użyciu transformacji podobieństwa. W końcu przedstawione jest sformułowanie teorii hamiltonianów efektywnych w przestrzeni Focka. Dziedzinami zastosowań są kwantowe teorie wielu ciał, teoria atomów w QED, relatywistyczna fizyka jądrowa, teoria hadronów w QCD i badania teorii efektywnych w dziedzinie cząstek elementarnych. Wykład pomaga w zrozumieniu podstawowych pojęć renormalizacji w rachunku zaburzeń i teorii stanów związanych.
Proponowane podręczniki: Artykuły w czasopismach naukowych cytowane na wykładzie.
Zajęcia sugerowane do zaliczenia przed wykładem: Algebra C, Analiza C, Mechanika kwantowa I, Elektrodynamika, Klasyczna teoria pola, Kwantowa teoria pola. Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem: Mechanika kwantowa, Kwantowa teoria pola.
Forma zaliczenia: Zaliczenie na podstawie obecności na wykładach lub egzamin dla zainteresowanych oceną.

***

Przedmiot: 466 Dynamika nieliniowa i chaos
Wykładowca: doc. dr hab. Wiesław M. Macek
Semestr: zimowy i letni	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 0
Kod: 13.207466	Liczba punktów kredytowych: 5
Program: Część I (semestr zimowy): Wprowadzenie do nowych, fascynujących osiągnięć w teorii chaosu deterministycznego oraz związanych z nią zagadnień dynamiki nieliniowej. Nacisk zostanie położony raczej na pojęcia fizyczne i zastosowania oraz na geometryczną intuicję niż na dowody matematyczne. Do wykładu zostaną też włączone konkretne przykłady zastosowań do fizyki, astrofizyki i fizyki kosmicznej, a nawet chemii, biologii i nauk technicznych. Wprowadzenie: nieliniowość, chaos i fraktale. Właściwości układów dynamicznych. Stabilność w przestrzeni fazowej: punkty stałe, cykle graniczne, bifurkacje i chaos. Chaos i dziwne atraktory: przykłady atraktorów chaotycznych, model Lorenza, wrażliwość na warunki początkowe. Odwzorowania jednowymiarowe: odwzorowanie trójkątne, przesunięcie Bernoulliego, odwzorowanie logistyczne. Odwzorowania dwuwymiarowe: odwzorowanie Henona, odwzorowanie piekarskie, podkowa Smale'a i dynamika symboliczna oraz odwzorowanie Arnolda zwane "wyżymaniem kota". Część II (semestr letni): Bardziej zaawansowane problemy, takie jak multifraktalność i intermitencja, a w szczególności zagadnienie indentyfikacji chaosu i jego opis ilościowy na podstawie danych pomiarowych, oraz przy użyciu komputera: Dziwne atraktory i wymiar fraktalny: miara naturalna i wymiary uogólnione, multifraktalność. Wykładniki Lapunowa i entropie. Zanurzenie topologiczne i rekonstrukcja atraktora z danych pomiarowych. Intermitencja. Chaos kwantowy.
Proponowane podręczniki: S. H. Strogatz, Nonlinear Dynamics and Chaos, Addison-Wesley, Reading, 1994. E. Ott, Chaos w układach dynamicznych, WNT, Warszawa, 1997.
Zajęcia sugerowane do zaliczenia przed wykładem: Wykład jest przeznaczony dla studentów IV i V roku oraz doktorantów. Materiał niezbędny do jego zrozumienia będzie, w miarę możliwości, w pełni podany na wykładzie. Użyteczna będzie znajomość następujących zagadnień: równania różniczkowe zwyczajne, elementy mechaniki ośrodków ciągłych; prawdopodobieństwo i statystyka z elementami teorii miary, oraz pewne podstawowe pojęcia z topologii. Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem: ---
Forma zaliczenia: Semestr zimowy: test. Semestr letni: zadania domowe lub zadania wstępne do przyszłej pracy magisterskiej.

***

Przedmiot: 467 Procesy stochastyczne w fizyce
Wykładowca: prof. dr hab. Bogdan Cichocki
Semestr: letni	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 2
Kod: 13.207467	Liczba punktów kredytowych: 5
Program:
Proponowane podręczniki:
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem:
Forma zaliczenia:

***

Przedmiot: 468 Teoria kinetyczna
Wykładowca: prof. dr hab. Jarosław Piasecki
Semestr: zimowy	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 0
Kod: 13.207468	Liczba punktów kredytowych: 2,5
Program:
Proponowane podręczniki:
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem:
Forma zaliczenia:

***

Przedmiot: 469 Renormalizacja, resumacja i optymizacja
Wykładowca: dr hab. Piotr Rączka
Semestr: zimowy	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 1
Kod: 13.207469	Liczba punktów kredytowych: 4
Przedmiotem wykładu będzie standardowa procedura renormalizacji i problemy związane z otrzymywaniem przewidywań kwantowej teorii pola w wyższych rzędach rachunku zaburzeń. Program: Grupa renormalizacyjna. Schematy renormalizacji. Zależność przewidywań perturbacyjnych od schematu renormalizacji i optymalny wybór schematu. Zachowanie asymptotyczne szeregu perturbacyjnego w wysokich rzędach rachunku zabrzeń. Częściowe wysumowanie szeregu perturbacyjnego. Zagadnienia te wzbudziły ostatnio duże zainteresowanie w związku z precyzyjnymi testami różnych modeli oddziaływań cząstek elementarnych. Zagadnienia te mają bezpośrednie znaczenie dla porównania przewidywań kwantowej teorii pola z doświadczeniem. Z drugiej strony, stanowią one ciekawe problemy teoretyczne, sięgające w istocie podstaw kwantowej teorii pola. Znaczna część wykładu poświęcona będzie zastosowaniom w chromodynamice kwantowej (tzn. we współczesnej teorii silnych oddziaływań cząstek elementarnych), ale omówione zostaną też inne teorie.
Proponowane podręczniki: C. Itzykson, J.-B. Zuber, Quantum Field Theory oraz oryginalne prace w czasopismach naukowych.
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem: Wskazane jest wcześniejsze zapoznanie się z techniką diagramów Feynmana (np. w odniesieniu do prostych zastosowań elektrodynamiki kwantowej).
Forma zaliczenia: Zaliczenie ćwiczeń i wykładu na podstawie aktywnego udziału w zajęciach.

***

Przedmiot: 470 Quantum chromodynamics (wykład w języku angielskim)
Wykładowca: prof. dr hab. Maria Krawczyk
Semestr: zimowy	Liczba godzin wykł./tydz.: 3 Liczba godzin ćw./tydz.: 0
Kod: 13.507470	Liczba punktów kredytowych: 4
Program: Celem wykładu jest zapoznanie słuchaczy z podstawami chromodynamiki kwantowej (Quantum Chromodynamics - QCD), teorii z cechowaniem opisujacej oddziaływania silne kwarków i gluonów. Asymptotyczna swoboda, wynikająca z nieabelowego charakteru tej teorii, czyni możliwym rachunek zaburzeń dla wielu procesów z udziałem hadronów, zachodzących w wysokich energiach. Techniki obliczeniowe będą omówione szczegółowo. Wykład powinien być dostępny dla studentów IV roku.
Proponowane podręczniki: T. Muta, Foundations of Quantum Chromodynamics, World Scientific, 1987.
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem: Mechanika kwantowa I.
Forma zaliczenia:

***

Przedmiot: 471 Structure of the photon (wykład w języku angielskim)
Wykładowca: prof. dr hab. Maria Krawczyk
Semestr: letni	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 0
Kod: 13.507471	Liczba punktów kredytowych: 2,5
Program: Celem wykładu jest zapoznanie słuchaczy z teoretycznym opisem struktury hadronowej (partonowej) fotonu w ramach chromodynamiki kwantowej (Quantum Chromodynamics - QCD). Okazuje się, że uwzględnienie wymienionej wyżej struktury jest konieczne, aby opisać oddziaływania fotonów z hadronami w wysokich energiach. Uważa się, że podobnie będzie dla bozonów W/Z oraz leptonów dla jeszcze wyższych skal energii. Funkcje struktury fotonu mierzy się w dedykowanych eksperymentach ze zderzającymi się wiązkami elektronów i pozytonów (rozpraszanie głęboko nieelastyczne DISg) oraz w twardych procesach z rozdzielonym fotonem w zderzeniach elektron-pozyton oraz elektron-proton. Rozkłady kwarków i gluonów, czyli partonów, w fotonie są znane w QCD z dokładnością do następnych po wiodących członach logarytmicznych. Inaczej niż dla hadronów można je obliczyć bez odwoływania się do dodatkowych założeń i już na poziomie Borna, czyli w najniższym rzędzie rachunku zaburzeń QCD pojawia się łamanie skalowania. Wymienione cechy czynią foton, w szczególności foton wirtualny, unikalnym testem QCD. Interesujący związek funkcji struktury elektronu z funkcją struktury fotonu wirtualnego będzie również omówiony na wykładzie. Rozpraszanie głęboko nieelastyczne w zderzeniach e+e-. Kinematyka. Funkcje struktury fotonu rzeczywistego w modelu partonowym. Opis funkcji struktury fotonu w QCD. Obszar małych x dla rozkładów kwarków i gluonów w fotonie. Spolaryzowane funkcje struktury fotonu. Procesy z rozdzielonym fotonem w zderzeniach e+e- i ep. Produkcja jetów hadronowych z dużym pędem poprzecznym. Produkcja ciężkich kwarków. Struktura elektronu. Wykład powinien być dostępny dla studentów IV roku.
Proponowane podręczniki: Prace przeglądowe i prace oryginalne.
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem: Mechanika kwantowa I.
Forma zaliczenia:

***

Przedmiot: 472 Relatywistyczne stany związane
Wykładowca: prof. dr hab. Józef Namysłowski
Semestr: zimowy i letni	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 0
Kod: 13.507472	Liczba punktów kredytowych: 5
Program: Operatory Casimira grupy Poincarego. Klasyfikacja Wignera stanów jednocząstkowych. Teoriopolowe ,,składniki” relatywistycznych stanów związanych. Nieudana próba równania Bethego-Salpetera. Fundamentalnie sprzeczne, hamiltonowskie sformułowania relatywistycznego stanu związanego. Konieczność pędowej reprezentacji i podprzestrzenie pędów względnych, ortogonalnych do 4-pędu stanu związanego. Model Schwingera bezmasowej elektrodynamiki w 1+1, jako sprawdzian konsystencji. Hadrony jako relatywistyczne stany związane chromodynamiki kwantowej (przykłady mezonów pi i ro oraz mezonów ciężkich).
Proponowane podręczniki:
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem:
Forma zaliczenia:

***

Przedmiot: 475 Struktury matematyczne mechaniki kwantowej
Wykładowca:
Semestr:	Liczba godzin wykł./tydz.: Liczba godzin ćw./tydz.:
Kod: 13.207475	Liczba punktów kredytowych: 4
Program:
Proponowane podręczniki:
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem:
Forma zaliczenia:

***

Przedmiot: 476 Ścisłe rezultaty teorii kwantów
Wykładowca: dr hab. Jan Dereziński
Semestr: zimowy i letni	Liczba godzin wykł./tydz.: 2 Liczba godzin ćw./tydz.: 0
Kod: 13.207476	Liczba punktów kredytowych: 5
Program: Omówione zostaną wybrane rezultaty na temat matematycznej struktury nierelatywistycznej teorii kwantów. Wykład nie będzie wymagał zaawansowanego przygotowania matematycznego, do jego zrozumienia powinny wystarczyć intuicje matematyczne na temat przestrzeni Hilberta i operatorów samosprzężonych wyniesione z kursu mechaniki kwantowej. Oto lista tematów: Operatory Schrödingera. Teoria rozpraszania dla równania Schrödingera: krótkiego zasięgu, dalekiego zasięgu, 2 ciał, wielu ciał. Teoria rozpraszania dla układów klasycznych. Druga kwantyzacja. Teoria rozpraszania dla prostych modeli kwantowoteoriopolowych. Analiza spektralna prostych Hamiltonianów kwantowych, deformacja analityczna, złota reguła Fermiego. Energia układów wielofermionowych, przybliżenie Hartree'ego-Focka i Thomasa-Fermiego.
Proponowane podręczniki: M. Reed, B. Simon, Methods of Modern Mathematical Physics I-IV. J. Dereziński, C. Gerard, Scattering theory of classical and quantum N-particle systems.
Zajęcia sugerowane do zaliczenia przed wykładem: dowolny kurs Analizy funkcjonalnej, Mechanika kwantowa II, Wstęp fo fizyki jądra atomowego i cząstek elementarnych. Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem: Algebra B lub C, Analiza B lub C, Mechanika Kwantowa I.
Forma zaliczenia: Egzamin ustny.

***

Przedmiot: 477 Matematyczne podstawy mechaniki kwantowej
Wykładowca:
Semestr:	Liczba godzin wykł./tydz.: Liczba godzin ćw./tydz.:
Kod: 13.207477	Liczba punktów kredytowych: 4
Program:
Proponowane podręczniki:
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem:
Forma zaliczenia:

***

Przedmiot: 478 Od geometrii symplektycznej do grup kwantowych
Wykładowca:
Semestr:	Liczba godzin wykł./tydz.: Liczba godzin ćw./tydz.:
Kod: 13.207478	Liczba punktów kredytowych: 4
Program:
Proponowane podręczniki:
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem:
Forma zaliczenia:

***

Przedmiot: 479 Geometria różniczkowa
Wykładowca:
Semestr:	Liczba godzin wykł./tydz.: Liczba godzin ćw./tydz.:
Kod: 11.105479	Liczba punktów kredytowych: 4
Program:
Proponowane podręczniki:
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem:
Forma zaliczenia:

***

Przedmiot: 480 Ściśle rozwiązywalne modele mechaniki statystycznej
Wykładowca: dr Jacek Wojtkiewicz
Semestr: zimowy	Liczba godzin wykł./tydz.: 1 Liczba godzin ćw./tydz.: 2
Kod: 13.207480	Liczba punktów kredytowych: 4
Celem wykładu jest przedstawienie wybranych ściśle rozwiązywalnych modeli mechaniki statystycznej. Jest to obecnie bardzo duża i nadal szybko rozwijająca się gałąź mechaniki statystycznej, o rozlicznych związkach z innymi dziedzinami (kwantowa teoria pola, układy całkowalne, równanie Yanga-Baxtera i grupy kwantowe). W ramach wykładu będą przedstawione wybrane modele, a także techniki służące do ich rozwiązywania. Program: Kwantowe modele jednowymiarowe: XY oraz Isinga w poprzecznym polu magnetycznym. Metoda transformacji Jordana-Wignera, diagonalizacja hamiltonianu i jego widmo. Związek kwantowych modeli w d wymiarach w T = 0 oraz klasycznych w d + 1 wymiarach. Model sześciowierzchołkowy - metoda komutujących macierzy przejścia. Model ośmiowierzchołkowy. Wykład powinien być dostępny dla studentów III-go roku.
Proponowane podręczniki:
Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem: Zakładana wiedza obejmuje: elementy mechaniki statystycznej, algebre liniowa, teorie funkcji zmiennej zespolonej, podstawowe pojęcia mechaniki kwantowej.
Forma zaliczenia: Zaliczenie ćwiczeń i egzamin.