Liczb godzin ćw./tydz.: 4

1. Rachunek całkowy funkcji wielu zmiennych:
   całki wielokrotne i całki iterowane, całka z pola wektorowego wzdłuż krzywej, pole gra dientu, niezależność całki od drogi, warunek całkowalności pola wektorowego, twierdzenie Gaussa i wzór Stokesa-Greena na płaszczyźnie, wzory Greena, zamiana zmiennych w całce podwójnej, całka zorientowana po obszarze w R2.
2. Elementy analizy wektorowej w R3:
   powierzchnie w R3, płat regularny, płaszczyzna styczna, wektor normalny, pole powierzchni płata, całka powierzchniowa z pola wektorowego, twierdzenie Stokesa w R3, rotacja pola wektorowego, zamiana zmiennych w całce potrójnej, wzór Gaussa w R3, dywergencja pola wektorowego, wzory Greena, wielokrotne całki niewłaściwe.
3. Elementy funkcji analitycznych:
   funkcje C-różniczkowalne, warunki Cauchy-Riemanna, pochodna zespolona, funkcje holo morficzne, elementarne funkcje zespolone, wzory Eulera, wieloznaczność funkcji logarytm i pierwiastek, szeregi potęgowe w C, promień zbieżności, zbieżność bezwzględna i jednostaj na, C-różniczkowalność szeregów potęgowych, całki krzywoliniowe w C, funkcja logarytm jako całka krzywoliniowa, funkcje harmoniczne, twierdzenie Cauchy`ego i wzór całkowy Cauchy`ego, rozwinięcie w szereg Taylora, przedłużenie analityczne, powierzchnie Riemanna, izolowane punkty osobliwe, punkt w nieskończoności, szereg Laurenta, obszar zbieżności i podstawowe własności, twierdzenie Laurenta, residua funkcji, twierdzenie o residuach, obliczanie residuum w przypadku bieguna.
4. Szeregi Fouriera:
   szereg trygonometryczny, kryterium Dirichleta zbieżności szeregu Fouriera, wzór Parsevala.

Uwaga:

Wykład ten przeznaczony jest w zasadzie dla studentów 3-letnich studiów licencjackich.

G. Fichtencholz, Rachunek różniczkowy i całkowy.

R. Leitner, Zarys matematyki wyższej.

F. Leja, Rachunek różniczkowy i całkowy.

W. Krysicki, L. Włodarski, Analiza matematyczna w zadaniach.

A. Birkholc, Analiza matematyczna: funkcje wielu zmiennych.

Matematyka A, pierwsze dwa semestry

Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest zaliczenie ćwiczeń, do czego niezbędne jest zdobycie 35 punktów na 60 możliwych. Egzamin pisemny i ustny.

Liczb godzin ćw./tydz.: 4

Zapoznanie z metodami:

-  rozwiązywania układów równań różniczkowych zwyczajnych pierwszego rzędu (w szczególn o ści układów liniowych o stałych współczynnikach);

- rozwiązywania równań różniczkowych wyższych rzędów;

- badania funkcji na powierzchniach (ekstrema związane, metoda czynników Lagrange'a);

- całkowania funkcji wielu zmiennych (twierdzenie Fubiniego, twierdzenie o zamianie zmiennych), całki z parametrem;

- obliczania długości krzywych, pól powierzchni, pracy, strumieni (analiza wektorowa, formalizm form różniczkowych), szukanie potencjałów skalarnych i wektorowych (lemat Poincare);

- teorii funkcji zmiennej zespolonej (funkcje holomorficzne, klasyfikacja osobliwości, twier-dzenie o residuach - obliczanie całek za pomocą residuów, funkcje meromorficzne).

Wykład jest kontynuacją wykładu z Analizy B I i II. Wzorem poprzedniego kursu nacisk położony jest na analizowanie podstawowych pojęć, raczej na omawianie znaczenia i roli poszczególnych twierdzeń niż ich ścisłe dowodzenie oraz na zastosowania.

Wykład może stanowić również samodzielną całość. Jest dostępny dla słuchacza posiadającego podstawową znajomość rachunku różniczkowego funkcji wielu zmiennych (pochodna, pochodne cząstkowe), rachunku całkowego funkcji jednej zmiennej (całka Riemanna) i elementów algebry liniowej (macierze, twierdzenie spektralne, wyznaczniki, liczby zespolone).

Podstawowe:

F. Leja, Rachunek różniczkowy i całkowy.

F. Leja, Funkcje zespolone.

Uzupełniające:

W. Rudin, Podstawy analizy matematycznej.

K. Maurin, Analiza cz.1 - Elementy.

K. Kuratowski, Wstęp do teorii mnogości i topologii.

Analiza matematyczna I, II (B lub C), Algebra z geometrią.

Obowiązkowe zaliczenie ćwiczeń, egzamin pisemny i ustny.

Liczb godzin ćw./tydz.: 4

Program:

1.  
2. Analiza na powierzchniach:
3. Pojęcie powierzchni (rozmaitości różniczkowej). Przestrzenie wektorów stycznych i ko-stycznych. Transport wektorów i ko-wektorów. Badanie funkcji na powierzchni. Metoda mnożników Lagrange'a. Formy różniczkowe. Iloczyn zewnętrzny i różniczka form różniczkowych. Le mat Poincare'go. Orientacja powierzchni, całka z formy po powierzchni zorientowanej. Twierdzenie Stokes'a.
4. Formy nieparzyste i gęstości:
5. Orientacja zewnętrzna. Formy nieparzyste i gęstości. Interpretacje fizyczne. Gęstości wektorowe, twierdzenie Stokes'a dla gęstości. Formy i gęstości w obecnosci metryki. Wzory analizy wektorowej.
6. Teoria funkcji jednej zmiennej zespolonej:
7. Różniczkowalność w sensie zespolonym.

   Operator Cauchy'ego-Riemanna. Całki konturowe. Wzory całkowe Cauchy'ego. Szereg Taylora funkcji holomorficznej. Funkcje holomorficzne, przykłady. Funkcje całkowite. Funkcje wieloznaczne, logarytm. Funkcje holomorficzne w pierścieniu, rozwinięcie Laurenta. Izolowane punkty osobliwe funkcji holomorficznych i ich klasyfikacja. Residuum punktu osobliwego.

   Zastosowanie twierdzenia o residuach do liczenia całek. Przykłady. Nieskończoność jako punkt osobliwy. Sfera Riemanna. Funkcje meromorficzne.

8. Teoria dystrybucji i analiza harmoniczna:

   Przestrzeń funkcji próbnych. Dystrybucje i ich własności, zasada lokalizacji. Działania na dystrybucjach. Zbieżność ciągów dystrybucji. Splot dystrybucji i ich regularyzacja. Obraz prosty i odwrotny dustrybucji.

   Przestrzeń Schwartza S(R) i jej własności. Transformata Fouriera funkcji z S(R). Transformata Fouriera dystrybucji temperowanych. Równania dystrybucyjne. Dystrybucje okresowe i szeregi Fouriera.

Podstawowy: Skrypt wykładowcy.

Uzupełniające:

L. Schwartz, Kurs analizy matematycznej.

K. Maurin, Analiza cz.2.

Analiza matematyczna C I i II.

Egzamin pisemny i ustny.

Liczb god zin ćw./tydz.: 4

Program:

1. Drgania.
   Drgania harmoniczne swobodne, tłumione, wymuszone i rezonans.
   Drgania nieliniowe.
   Drgania samowzbudne, relaksacyjne.
   Rezonans parametryczny.
   Drgania sprzężone.
2. Fale.
   Ruch falowy.
   Fale sprężyste.
   Fale elektromagnetyczne.
   Optyka falowa.
   Optyka geometryczna.
   Polaryzacja światła.
   Absorpcja, dyspersja, rozpraszanie.

Uwaga: Wykład przeznaczony jest w zasadzie dla studentów 3-letnich studiów licencjackich.

R. Resnick, D. Halliday, Fizyka I i Fizyka II.

Sz. Szczeniowski, Fizyka doświadczalna - optyka.

J. Orear, Fizyka.

J. Ginter, Fizyka III, t. I i II, skrypt dla NKF.

J. Ginter, Fizyka fal.

F.C. Crawford, Drgania i fale (t. III kursu Berkeleyowskiego).

Fizyka I i II, Matematyka I i II.

Przewidujemy dwa kolokwia, egzamin pisemny i ustny. Egzamin pisemny składa się z dwu części: zadań i pytań testowych. Decyzja o ocenie i ew. egzaminie ustnym będzie podejmowana na podstawie sumy punktów z kolokwiów i egzaminu pisemnego. Niektórzy studenci będą zwolnieni z egzaminu ustnego, jeżeli ich ocena (także niedostateczna) nie będzie budziła wątpliwości.

Liczb godzin ćw./tydz.: 4

Szczególnie dokładnie omawiane są zjawiska z zakresu optyki - optyka falowa, zjawiska związa ne z polaryzacją światła, oddziaływanie światła z materią.

Ważnym elementem wykładu są pokazy, ilustrujące omawiane zagadnienia.

Program:

1. Drgania
2. Drgania harmoniczne swobodne, drgania tłumione, drgania wymuszone i rezonans.
   Superpozycja drgań, analiza fourierowska.
   Drgania nieliniowe, drgania samowzbudne, relaksacyjne, rezonans parametryczny.
   Drgania sprzężone.
3. Fale.
   Fale bez dyspersji, akustyka, zjawisko Dopplera.
   Analiza Fouriera.
   Fale z dyspersją.
   Fale elektromagnetyczne, równanie falowe, fale płaskie, polaryzacja, energia i pęd przeno szone przez falę, wektor Poyntinga, fale stojące, promieniowanie dipola, efekt Dopplera.
   Optyka falowa, interferencja, dyfrakcja, holografia.
   Optyka geometryczna, prawa optyki geometrycznej, odbicie i załamanie światła, zwierciadła i soczewki, aberracja sferyczna, pryzmat, aberracja chromatyczna.
   Polaryzacja światła, prawa Fresnela, dichroizm, dwójłomność naturalna i wymuszona, aktywność optyczna.
   Absorpcja, dyspersja, rozpraszanie.

F.C. Crawford, Drgania i fale.

J. Ginter, Fizyka fal (cz. 1 i 2).

A. Januszajtis, Fizyka dla politechnik - fale.

S. Pieńkowski, Fizyka doświadczalna - optyka.

R. Resnick, D. Halliday, Fizyka I i Fizyka II.

Sz. Szczeniowski, Fizyka doświadczalna - optyka.

I. W. Sawieliew, Wykłady z fizyki, t.I i II.

Dostępne są także notatki wykładowcy.

Fizyka I i II, Matematyka I i II.

Zaliczenie ćwiczeń (kolokwia i limit nieobecności).

Zdanie egzaminu (egzamin pisemny i ustny).

Kolokwia i egzamin pisemny składają się z dwu części - zadań i testu.

Liczb godzin ćw./tydz.: 3

Wykonanie około 10 ćwiczeń (w zależności od długości semestrów) z różnych działów fizyki: mechaniki, ciepła, elektryczności, optyki i fizyki jądrowej. Ćwiczenia te mają na celu zaznaj omienie studentów z podstawowymi metodami pomiarowymi poprzez przeprowadzenie prostych doświadczeń pozwalających na kształcenie sprawności eksperymentalnej i zdobycie umiejętności oceny błędów pomiarowych.

Instrukcje otrzymywane w sekretariacie Pracowni oraz:

H. Szydłowski, Pracownia fizyczna.

A. Zawadzki, H. Hofmokl, Laboratorium fizyczne.

F. Kohlrausch, Fizyka laboratoryjna (dla zainteresowanych).

Obowiązuje znajomość materiału zawartego w/w pozycjach, z uwzględnieniem wiedzy zawartej w opracowaniach ogólnych, które są podane przy poszczególnych ćwiczeniach.

Przed przystąpieniem do wykonywania zadań w I Pracowni Fizycznej należy zapoznać się z prawidłowymi metodami opracowania wyników opisanymi np. w:

J.R Taylor, Wstęp do analizy błędu pomiarowego.

G.L. Squires, Praktyczna fizyka.

H. Abramowicz, Jak analizować wyniki pomiarów?

H. Hansel, Podstawy rachunku błędów.

P. Jaracz, Podstawy rachunku błędu pomiarowego (skrypt).

Pracownia pomiarowa: "Podstawy techniki pomiarów".

Wykład: "Podstawy rachunku błędu pomiarowego" z ćwiczeniami.

Wykonanie wszystkich ćwiczeń (10) i otrzymanie za każde z nich oceny pozytywnej, ocena ostateczna odpowiada średniej arytmetycznej ocen składowych.

Liczb godzin ćw./tydz.: 3

Wykonanie około 10 ćwiczeń (w zależności od długości semestrów) z różnych działów fizyki: mechaniki, ciepła, elektryczności, optyki i fizyki jądrowej. Ćwiczenia te mają na celu zaznaj omienie studentów z podstawowymi metodami pomiarowymi poprzez przeprowadzenie prostych doświadczeń pozwalających na kształcenie sprawności eksperymentalnej i zdobycie umiejętności oceny błędów pomiarowych.

I Pracownia fizyczna (a).

Wykonanie wszystkich ćwiczeń (10) i otrzymanie za każde z nich oceny pozytywnej, ocena ostateczna odpowiada średniej arytmetycznej ocen składowych.

Liczb godzin ćw./tydz.: 2

Program:

1. Dualizm falowo-korpuskularny:
   a. Promieniowanie ciała czarnego, teoria Rayleigha-Jeansa, wzór Plancka.
   b. Zjawisko fotoelektryczne, promienie X, zjawisko Comptona.
   c. Widma emisyjne i absorpcyjne, serie widmowe, model atomu Bohra, energia jonizacji, doświadczenie Francka-Hertza.
   d. Dyfrakcja i interferencja fotonów i mikrocząstek - omówienie eksperymentów. Zasada nieoznaczoności Heisenberga, zasada odpowiedniości. Hipoteza de Broglie'a, interpretacja Borna funkcji falowej, prędkość fazowa i prędkość grupowa fal de Broglie'a, paczka falowa.
2. Równanie Schrö dingera:
   a. Próg potencjału, bariera, efekt tunelowy. Mikroskop tunelowy.
   b. Stany związane: cząstka w jamie potencjalnej jednowymiarowej, skończonej i nieskończonej.
   c. Operatory w mechanice kwantowej, zagadnienie na wartości własne, obserwable, operator momentu pędu, równania funkcji kulistych.
   d. Atom wodoru.
3. Widma atomowe i cząsteczkowe:
   a. Zjawisko Zeemana, zjawisko Starka, oddziaływanie spin-orbita. Atomy wieloelektronowe, zakaz Pauliego, reguły wyboru, podstawowe konfiguracje.
   b. Widma cząsteczkowe: rotacyjne, oscylacyjne, oscylacyjno-rotacyjne, elektronowo-oscylacyjne.
4. Statystyki kwantowe:
   a. Statystyka Bosego-Einsteina, gaz fotonowy, statystyka Fermiego-Diraca, gaz elektronowy.
5. Elementy fizyki ciała stałego:
   a. Teoria pasmowa, klasyfikacja ciał stałych w teorii pasmowej. Złącze p-n, tranzystory.

H.A. Enge, M.R. Wehr, J.A. Richards, Wstęp do fizyki atomowej.

I. W. Sawieliew, Wykłady z fizyki, t. 3.

Sz. Szczeniowski, Fizyka doświadczalna, cz. V.

Fizyka I, Fizyka II, Fizyka III, Matematyka (umiejętność różniczkowania i całkowania przydatna na ćwiczeniach).

Zaliczenie ćwiczeń i egzamin.

Liczb godzin ćw./tydz.: 3

1. Podstawowe definicje i pojęcia teorii grup.
2. Działania grup na zbiorach.
3. Grupy punktowe.
4. Reprezentacje grup skończonych i teoria charakterów.
5. Algebry Liego.
6. Elementy geometrii różniczkowej.
7. Grupy Liego i ich algebry.
8. Ważne własności reprezentacji grup Liego (bez dowodów).
9. Grupy Liego w fizyce.

A Trautman, Grupy i ich reprezentacje (skrypt).

A.I. Kostrykin, Wstęp do algebry.

M. Hamermesh, Teoria grup w zastosowaniu do zagadnień fizycznych.

Analiza matematyczna i Algebra z geometrią.

Egzamin pisemny po zaliczeniu ćwiczeń.

Liczb godzin ćw./tydz.: 3

Własności najbardziej elementarnych funkcji specjalnych i związanych z nimi pojęć matematycznych.

1. Przypomnienie elementów analizy zespolonej.
2. Funkcja Gamma Eulera.
3. Równania różniczkowe cząstkowe - przykłady i elementy teorii.
4. Funkcje Bessela i pokrewne.

J. Dereziński, MMF B (skrypt I i II).

R. Courant, D. Hilbert, Metody fizyki matematycznej.

E. Whittaker, G. Watson, Analiza Współczesna.

Analiza matematyczna B lub C.

Zaliczenie ćwiczeń, egzamin pisemny i ustny.

Liczb godzin ćw./tydz.: 3

1. Podstawy mechaniki ze szczególnym uwzględnieniem geometrii czasoprzestrzeni. Transfor macja Lorentza. Zderzenia. Pęd, energia, masa.
2. Przybliżenie nierelatywistyczne. Oddziaływanie rozciągnięte w czasie. Siły. Determinizm. Równania Newtona.
3. Siły potencjalne i zasada najmniejszego działania. Równania Lagrange'a. Więzy. Małe drga nia. Bryła sztywna.
4. Formalizm Hamiltona. Równanie Hamiltona-Jacobiego. Zasada Jacobiego. Działanie jako faza. Równanie falowe, linearyzacja, równanie Schroedingera.

A. Szymacha, skrypty dla Kolegium Nauczycielskiego Fizyki: Przestrzeń i Ruch oraz Wstęp do Fizyki Teoretycznej.

Z aliczenie ćwiczeń na podstawie wyników dwóch kolokwiów.

Egzamin pisemny i ustny.

Liczb godzin ćw./tydz.: 2

Osiem działów mechaniki klasycznej obejmuje:

1. kinematykę,
2. elementarną dynamikę,
3. dynamikę Lagrange'a,
4. kanoniczną dynamikę,
5. dynamikę bryły sztywnej, wraz z małymi drganiami,
6. mechanikę ośrodków ciągłych, wraz z elementa mi teorii sprężystości,
7. uogólnione hamiltoniany, wraz z formalizmem nawiasów Poissona-Diraca (w sensie nad obowiązkowym) oraz
8. szczególną ,,antyteorię'' względności, w ,,rozumieniu'' Fritjofa Capry, przedstawiciela New Age.

Większość wykładanego materiału jest prowadzona w czterowymiarowej czasoprzestrzeni, z częstymi przykładami odpowiadającym nierelatywistycznemu przybliżeniu. Oczywiście dynamika bryły sztywnej jest wyłącznie prowadzona w przybliżeniu nierelatywistycznym, jak ró wnież elementy teorii sprężystości.

Prawie równorzędnie potraktowane są formalizmy Lagrange'a i Hamiltona, w sensie ilości czasu poświęconego tym zagadnieniom, jak również w sensie ukazania użyteczności tych metod zarówno w zastosowaniach do mechaniki kwantowej, jak i klasycznej oraz kwantowej teorii pola. Uniwersalność podejścia Lagrange'a jest podkreślona i tak zwane równania Lagrange'a drugiego rodzaju są kulminacyjnym i docelowym zagadnieniem całego kursu Mechaniki Klasycznej.

G. Białkowski, Mechanika Klasyczna.

L. Landau i E. Lifszic, Mechanika.

W. Rubinowicz i W. Królikowski.

S. Banach, Mechanika, Monografie Matematyczne, tom XXIV.

E. T. Whittaker, Dynamika Analityczna.

Fizyka I i II, Matematyka I i II, Analiza I i II oraz Algebra.

Zaliczenie ćwiczeń na podstawie zadań domowych i kolokwiów, egzamin pisemny i ustny.

Liczb godzin ćw./tydz.: 3 co dwa tygodnie

Wykład Elektronika odbywa się co drugi tydzień, wymiennie z zajęciami w Pracowni elektronicznej. Wykład stanowi przygotowanie do ćwiczeń w Pracowni elektronicznej. Oba przedmioty są nastawione przede wszystkim na problemy elektroniki stosowanej w laboratoriach fizycznych.

Program obejmuje: podstawowy kurs cyfrowych układów scalonych, zastosowania komputera w eksperymencie, analogowe układy scalone (wzmacniacze operacyjne, stabilizatory), problemy szumów i zakłóceń. Zajęcia praktyczne towarzyszące wykładowi wykonywane są przez studentów z użyciem systemów pomiarowych kontrolowanych przez komputer (oscyloskopy cyfrowe, cyfro we syntezery sygnału). Znaczna część wykładu i ćwiczeń poświęcona jest na zapoznanie się z typową aparaturą pomiarową oraz standardowymi elektronicznymi metodami pomiarowymi, wykorzystywanymi w laboratoriach fizycznych (techniki poprawy stosunku sygnału do szumu, detekcja selektywna pod względem częstości, detekcja fazowa, jednokanałowa i wielokanałowa analiza kształtu sygnału, metody elektroniki jądrowej, zliczanie fotonów). W Pracowni elektronicznej są także poruszane problemy interpretacji wyników doświadczalnych, porównania ich z modelami teoretycznymi oraz problemy rachunku błędów.

H. Abramowicz, Jak analizować wyniki pomiarów?

G. L. Squires, Praktyczna fizyka.

U. Tietze, Ch. Schenk, Układy półprzewodnikowe.

P. Horovitz, Sztuka elektroniki.

T. Stacewicz, A. Kotlicki, Elektronika w laboratorium naukowym.

Pracownia wstępna, Fizyka I i II, Matematyka I i II, Analiza I i II oraz Algebra.

Zajęcia sugerowane do zaliczenia przed wykładem:

Podstawy rachunku błędu pomiarowego, Podstawy techniki pomiarów.

Zaliczenie ćwiczeń w Pracowni. Egzamin pisemny.

Liczb godzin ćw./tydz.: 4

Zajęcia obejmują (zależnie od grupy) kilka zagadnień z poniższej listy:

1. Rozszerzenie wiadomości o ję zyku C++ (klasy i obiekty, dziedziczenie, lista dwukierunkowa, polimorfizm).
2. Elementy grafiki komputerowej.
3. Programowanie "sprzętowe" (np. obsługa myszy, klawiatury).
4. Bardziej złożone algorytmy (obliczenia numeryczne, sortowanie, wyszukiwanie).
5. Elementy programowania w języku FORTRAN.
6. Wykorzystywanie we własnym programie różnych bibliotek, w tym procedur napisanych w językach FORTRAN i C.

J. Grębosz, Symfonia C++. Programowanie w języku C++ orientowane obiektowo.

N. Wirth, Algorytmy + struktury danych = programy.

B. Stroustrup, Projektowanie i rozwój języka C++.

A. Sapek, W głąb języka C.

P. Klimczewski, Skrypt, w przygotowaniu.

Programowanie I

Zaliczenie ćwiczeń.

Liczb godzin ćw./tydz.: 0

Prz ybliżenie studentom II roku metod prowadzenia zaawansowanych eksperymentów fizycznych.

Otrzymywanie niskich temperatur i ich pomiar. Termometria niskotemperaturowa. Zjawiska fizyczne występujące wyłącznie w niskich temperaturach. Silne pola magnetyczne, metody wy twarzania i pomiaru indukcji magnetycznej. Magnesy rdzeniowe, nadprzewodzące, bitterowskie i hybrydowe (nadprzewodzące i bitterowskie). Pola impulsowe, ograniczenia fizyczne. Metody wytwarzania wysokiej próżni i zjawiska fizyczne wykorzystywane w próżniomierzach. Metody wytwarzania submikronowych warstw ciał stałych i monitoringu grubości. Zjawiska fizyczne występujące w dwuwymiarowych strukturach półprzewodnikowych. Wysokie ciśnienia hydrostatyczne w manostatach i kowadłach diamentowych, manometry. Spektroskopia w dalekiej pod czerwieni, źródła promieniowania, monochromatyzacja, detektory: Golay'a i bolometr. Idea spektroskopii różniczkowej i jej podstawowe zalety. Promieniowanie synchrotronowe: wytwarza nie, charakterystyka, typy doświadczeń prowadzonych przy synchrotronach w dziedzinie fizyki materii skondensowanej.

Nie ma jednego podręcznika zawierającego materiał wykładu. Konieczne jest korzystanie z sze regu książek z różnych dziedzin fizyki i metod eksperymentalnych.

Fizyka I i II, Analiza matematyczna I i II (lub Matematyka I i II).

Zaliczenie na podstawie testu.

Liczb godzin ćw./tydz.: 2

Problemy termodynamiki klasycznej:

1. Opis układu termodynamicznego.
2. Temperatura empiryczna i własności ciał fizycznych zależne od temperatury. Międzynarodowa skala temperatur.
   a) objętościowa rozszerzalność temperaturowa,
   b) termometry elektryczne, pirometry, wskaźniki barwne,
   c) termometry gazowe.
3. Równanie stanu gazu doskonałego, gazów rzeczywistych. Powierzchnie p-V-T dla substancji rzeczywistych.
4. Pierwsza zasada termodynamiki. Pojęcie energii wewnętrznej (energia wewnętrzna jednoat omow ego gazu doskonałego). Pojęcie pracy w termodynamice. Pojęcie ciepła. Przenoszenie się ciepła.
5. Ciepło molowe gazu doskonałego, gazów rzeczywistych jednoatomowych, dwu-atomowych, gazów i cieczy wieloatomowych, ciał stałych. Ciepło przemian fazowych.
6. S ilniki cieplne. Cykl Carnota. Chłodziarka.
7. Entropia. Procesy kwazistatyczne, odwracalne i nieodwracalne.
8. Druga zasada termodynamiki. Temperatura termodynamiczna.
9. Zagadnienia transportu (przewodnictwo elektryczne, cieplne, dyfuzja, lepkość).
10. Niskie temperatury. Efekt Joule'a-Thomsona. Skraplarka.

J. Ginter, Fizyka IV dla NKF.

S. Dymus, Termodynamika.

A.K. Wróblewski, J.A. Zakrzewski, Wstęp do fizyki, tom 2.

J. Orear, Fizyka, tom 1.

W. Sears, G.L. Salinger, Thermodynamics, Kinetic Theory and Statistical Thermodynamics.

Zaliczenie ćwiczeń. Egzamin pisemny i ustny.

Liczb godzin ćw./tydz.: 4

1. Wstęp historyczny i intuicyjne argumenty za mechaniką kwantową
2. Wstępne sformułowanie mechaniki kwantowej
3. Opis cząstki swobodnej. Pakiety falowe i ich ewolucja czasowa
4. Relacja nieoznaczoności Heisenberga
5. Cząstka w potencjale skalarnym niezależnym od czasu, pakiety a fale płaskie, stany związane
6. Aparat matematyczny mechaniki kwantowej. Przestrzeń funkcji falowych i jej bazy
7. Przestrzeń stanów - notacja Diraca, kety i bra, funkcje falowe
8. Operatory liniowe, obserwab le, zupełny zespół komutujących obserwabli
9. Postulaty mechaniki kwantowej, zagadnienia pomiaru
10. Stany superponowane i stany mieszane - operator gęstości
11. Ewolucja czasowa operatorów i stanów - obrazy Schroedingera i Heisenberga
12. Zasada nieoznaczoności dla czasu i energii. Równania Ehrenfesta
13. Ogólne własności jednowymiarowego r-nia Schroedingera dla stanów stacjonarnych
14. Algebraiczna konstrukcja widma oscylatora harmonicznego, oscylator harmoniczny w stanie równowagi termodynamicznej z otoczeniem, stany koherentne
15. Jednowymiarowy łańcuch atomów - fonony akustyczne i optyczne
16. Potencjał wektorowy i problem cechowania, ruch orbitalny elektronu w jednorodnym polu magnetycznym
17. Algebra momentu pędu, moment orbitalny, harmoniki sferyczne, zagadnienia pomiaru mome ntu pędu, rotator sztywny
18. Stany stacjonarne cząstki w potencjale centralnym, zagadnienie dwu ciał, atom wodoru
19. Rachunek zaburzeń niezależny od czasu dla widma dyskretnego, stany zdegenerowane, zjawisko Starka, polaryzowalność atomów, metoda Loewdina
20. Rola symetrii w mechanice kwantowej, związek z teorią reprezentacji grup
21. Metoda Ritza. Metoda liniowej kombinacji orbitali atomowych dla cząsteczki wodoru
22. Elektron w polu periodycznym. Funkcje Blocha. Metoda ciasnego wiązania
23. Rozpraszanie, przekrój czynny, funkcja Greena, rozwinięcie Borna, metoda przesunięć fazowych dla fal parcjalnych
24. Rachunek zaburzeń zależny od czasu i jego zastosowania. Zaburzenie adiabatyczne, nagłe i periodyczne
25. Półklasyczna teoria oddziaływania elektronu związanego z polem elektromagnetycznym
26. Zjawiska Zeemana i Sterna-Gerlacha. Spin elektronu
27. Nierelatywistyczna mechanika kwantowa cząstki ze spinem. Rezonans spinowy. Równanie Pauliego z poprawkami relatywistycznymi
28. Dodawanie momentów pędu. Współczynniki Clebscha-Gordana. Zjawisko Zeemana i Paschena-Becka.
29. Układy identycznych cząstek. Bozony i fermiony. Zakaz Pauliego.
30. Atom helu. Model Sommerfelda metalu. Metoda Hartree i Hartree-Focka

Uwaga: Numery porządkowe nie odpowiadają numerom wykładów, a jedynie kolejnym w miarę odrębnym zagadnieniom. Niektóre zagadnienia będą tylko szkicowane, inne mogą być tematem ćwiczeń. Powtórzenie przed wykładem teorii przestrzeni wektorowych, operatorów liniowych i transformacji unitarnych w tych przestrzeniach z pewnością ułatwiłoby słuchaczom kor zystanie z wykładu.

Wykład ma notację zgodną z podręcznikiem Cohena-Tanoudji, Diu, Laloego (dostępny w biblio tece w językach francuskim i angielskim), ale praktycznie wszystkie wiadomości można znaleźć w podręczniku Liboffa wydanym w języku polskim. Znakomitymi podręcznikami którymi czasem warto się wspomagać są też książki Messiaha, Landaua i Lifszica, Schiffa, Dawydowa.

Fizyka I-III, Mechanika klasyczna lub Współczesna mechanika teoretyczna, Analiza matematyczna i Algebra z geometrią lub Matematyka.

Zaliczenie ćwiczeń. Egzamin pisemny i ustny.

Liczb godzin ćw./tydz.: 2

1. Pierwszy kontakt z fizyką subatomową
2. Metody doświadczalne fizyki subatomowej
3. Siły jądrowe. Deuteron
4. Modele jądra atomowego
5. Samorzutne przemiany i stany wzbudzone jąder
6. Reakcje jądrowe w laboratorium i w gwiazdach
7. Fizyka jądrowa i społeczeństwo
8. Hadrony
9. Cząstki elementarne
10. Symetrie i prawa zachowania
11. Perspektywy fizyki subatomowej

E. Skrzypczak, Z.Szefliński, Wstęp do fizyki jądra atomowego i fizyki cząstek elementarnych.

I. Strzałkowski, Wstęp do fizyki jądra atomowego.

T. Mayer-Kuckuk, Fizyka jądrowa.

D.H. Perkins, Wstęp do fizyki wysokich energii.

Fizyka I, II, III, IV.

Zdanie 2 pisemnych kolokwiów z materiału ćwiczeń (w połowie i przy końcu semestru) jest warunkiem dopuszczenia do egzaminu. Egzamin ustny.

Liczb godzin ćw./tydz.: 2

Program:

Składniki jąder atomowych: protony i neutrony. Spin izotopowy. Siły jądrowe i ich symetrie. Jądrowe zagadnienie dwóch ciał - deuteron. Zderzenia nukleonów. Wyznaczanie sił jądrowych - zagadnienie odwrotne w mechanice kwantowej. Jądrowe zagadnienie trzech ciał - t ryton, siły trójciałowe. Średni potencjał jądrowy. Nukleon w średnim polu. Model powłokowy i model Nilssona. Deformacja jądra. Nukleon słabo związany - granice stabilności jąder. Klasyczne modele jądrowe: model kroplowy, model ciała sztywnego. Kwantowanie modeli klasycznych. Model kolektywny jądra atomowego.

G. Györgyi, Zarys teorii jądra atomowego.

J.M. Eisenberg, W. Greiner, Nuclear Models.

S.G. Nilsson, I. Ragnarsson, Shapes and Shells in Nuclear Structure.

Mechanika kwantowa I.

Zajęcia sugerowane do zaliczenia przed wykładem:

Fizyka IV, Mechanika klasyczna, Mechanika ośrodków ciągłych, Wstęp do fizyki jądra atomowego i cząstek elementarnych.

Rygor zaliczenia ćwiczeń, egzamin pisemny i ustny.

Liczb godzin ćw./tydz.: 11

Program:

W ramach Pracowni studenci wykonują pod opieką asystentów doświadczenia z pięciu podstawowych działów: fizyki ciała stałego, optyki, fizyki jądrowej, badań struktury sieci krystalicznej i fizyki cząstek elementarnych. Czas wykonania ćwiczenia wynosi od trzech do czterech tygodni. Ćwiczenia wykonywane są indywidualnie. Zaliczenie następuje na podstawie opisu końcowego ćwiczenia, który ma charakter doniesienia naukowego.

Zaliczenie możliwe jest w wersjach (a), (b) oraz (a+b). Wersja (a) wymaga wykonania trzech ćwiczeń, wersja (b) dwóch. Możliwe jest także wykonanie szóstego dodatkowego ćwiczenia, które liczone jest jako 60 h.

Zaliczenie całej I Pracowni fizycznej.

Zaliczenie liczby ćwiczeń odpowiedniej dla danej wersji.

Liczb godzin ćw./tydz.: 3

Program:

1. Wstęp: konwencje i standardy.
2. Interpolacja, ekstrapolacja, spline'y.
3. Całkowanie funkcji.
4. Generatory liczb pseudolosowych.
5. Rozwiązywanie równań.
6. Minimalizacja funkcji.
7. Algebra liniowa.

W. H. Press, Numerical Recipes in C.

Programowanie I i/lub II.

Zaliczenie ćwiczeń. Egzamin.

Liczb godzin ćw./tydz.: 2

Wykład obejmuje przegląd metod stosowanych w analizie numerycznej do rozwiązywania różnych klas problemów numerycznych. Omaw iane są równania liniowe i nieliniowe (w tym problem pierwiastków wielomianów), zagadnienia własne, interpolacja i aproksymacja (wielomiany, funkcje wymierne, aproksymacja Padego), całkowania numeryczne, numeryczna analiza Fouriera z STF.

Wykład nastawiony jest na praktyczną prezentację metod, ale przeprowadza się też, od czasu do czasu, analizę złożoności obliczeniowej, czy stabilności i dokładności metod.

A. Ralston, Wstęp do analizy numerycznej.

J. Stoer, R. Bulirsh, Introduction to Numerical Analysis.

W.H. Press i in., Numerical Recipes.

J.D. Lambert, Numerical Methods for Ordinary Differential Systems.

D. Potter, Metody obliczeniowe fizyki.

Analiza matematyczna lub Matematyka

Zajęcia sugerowane do zaliczenia przed wykładem:

Programowanie II

Zaliczenie ćwiczeń. Egzamin pisemny i ustny.

Liczb godzin ćw./tydz.: 3

1. Elektrodynamika ładunków punktowych
   1.1. Pole elektryczne ładunków spoczywających
   1.2. Pola elektryczne i magnetyczne ładunków w ruchu
   1.3. Równania Maxwella w próżni
2. Elektrodynamika ośrodków materialnych
   2.1. Równania Maxwella w osrodkach materialnych
   2.2. Prawa materiałowe
3. Elektrostatyka przewodników i dielektryków
4. Magnetostatyka
5. Fale elektromagnetyczne w próżni i ośrodkach materialnych
6. Promieniowanie elektromagnetyczne

J.D. Jackson, Elektrodynamika klasyczna.

L. Landau i E. Lifszic, Elektrodynamika ośrodków ciągłych.

V. Batygin i I. Toptygin, Zbiór zadań z elektrodynamiki.

Fizyka II i III, Mechanika klasyczna, Metody matematyczne fizyki(b)

Obowiązkowe zaliczenie cwiczeń. Egzamin pisemny i ustny.

Liczb godzin ćw./tydz.: 3

Program Elektrodynamiki klasycznej obejmuje dziewięć roz działów:

1. Podstawy elektrostatyki.
2. Zagadnienia brzegowe.
3. Zupełne układy funkcji.
4. Dielektryki.
5. Magnetostatyka.
6. Elektrodynamika zależna od czasu.
7. Szczególna teoria względności.
8. Dynamika naładowanych cząstek i pola elektromagnetycznego oraz
9. Szczególna antyteoria względności (przykład kompletnego niezrozumienia szczególnej teorii względności przez przedstawiciela New Age Fritjofa Caprę).

J. D. Jackson, Elektrodynamika Klasyczna.L. D. Landau, E. M. Lifszyc, Teoria Pola.

J. Weyssenhoff, Zasady Elektromagnetyki i Optyki Klasycznej.

M. Suffczyński, Elektrodynamika.

R. S. Ingarden, A. Jamiołkowski, Elektrodynamika Klasyczna.

Mechanika klasyczna

Zaliczenie Elektrodynamiki klasycznej składa się z: 1) zaliczenia dwóch kolokwiów, 2) zaliczenia ćwiczeń, 3) zdania egzaminu pisemnego oraz 4) zdania egzaminu ustnego.

Liczb godzin ćw./tydz.: 3

1. Oddziaływanie promieniowania elektromagnetycznego z materią - opis mikroskopowy czyli współczynniki Einsteina "półklasycznie" i kwantowo, opis makroskopowy czyli funkcja dielektryczna i wielkości mierzalne: transmisja i odbicie. Świecenie obiektów - kształt linii widmowej, poszerzenie jednorodne i poszerzenie niejednorodne. Kwantowy wzmacniacz optyczny i generator optyczny - laser.
2. Stany atomów wodoru i metali alkalicznych. Wpływ zaburzeń na strukturę energetyczną poziomów atomowych - efekt Starka, Kerra, Zeemana i Faradaya. Opis układów z uwzględnieniem spinu elektronu - spinory.
3. Opis stanów atomów wieloelektronowych - oddzi aływanie wymiany, przybliżenie Hartree'e go, Hartree'ego-Focka i pola centralnego, oddziaływanie spin-orbita, sprzężenie LS i jj - poziomy spektroskopowe.
4. Atomy rydbergowskie.
5. Cząsteczki - przybliżenie adiabatyczne (Borna-Oppenheimera), stany elektronowe (wiąza nia), ruch jąder (drgania i rotacje). Symetrie układów i ich wpływ na właściwości układów - degenera cje - oddziaływanie z promieniowaniem EM.
6. Struktury periodyczne - sieci Bravais`go, baza, komórka elementarna i komórka prosta, symetrie układów periodycznych.
7. Oddziaływanie z promieniowaniem Roentgenowskim - dyfrakcja promieni na gazie atomo wym i cząsteczkowym, dyfrakcja na strukturach periodycznych (warunki Lauego i sieć odwrotna, strefy Brillouina).
8. Ciekłe kryształy i ich właściwości oraz kwazikryształy i sposoby ich opisu.
9. Kryształy - wiązania w kryształach, struktura pasmowa kryształów (twierdzenie i funkcje Blocha), badania struktury pasmowej, swobodne nośniki, przewodnictwo kryształów (model Drudego), domieszkowanie, drgania sieci (model Debye'a).

J. Ginter, Wstęp do fizyki atomu, cząsteczki i ciała stałego.

A. Gołębiewski, Elementy mechaniki i chemii kwantowej.

W. Kołos, Chemia kwantowa.

A. Kopystyńska, Wykłady z fizyki atomu.

Ch. Kittel, Wstęp do fizyki ciała stałego.

W. Demtröder, Spektroskopia laserowa.

Metody matematyczne fizyki (a lub b), Mechanika (Fizyka) kwantowa.

Obowiązkowe zaliczenie ćwiczeń oraz egzamin pisemny i ustny.

Liczb godzin ćw./tydz.: 7

Program:

W ramach Pracowni studenci wykonują pod opieką asystentów doświadczenia z pięciu podstawowych działów: fizyki ciała stałego, optyki, fizyki jądrowej, badań struktury sieci krystalicznej i fizyki cząstek elementarnych. Czas wykonania ćwiczenia wynosi od trzech do czterech tygodni. Ćwiczenia wykonywane są indywidualnie. Zaliczenie następuje na podstawie opisu końcowego ćwiczenia, który ma charakter doniesienia naukowego.

Zaliczenie możliwe jest w wersjach (a), (b) oraz (a+b). Wersja (a) wymaga wykonania trzech ćwiczeń, wersja (b) dwóch. Możliwe jest także wykonanie szóstego dodatkowego ćwiczenia, które liczone jest jako 60 h.

Zaliczenie całej I Pracowni fizycznej

Zaliczenie liczby ćwiczeń odpowiedniej dla wybranej wersji.

Liczb godzin ćw./tydz.: 0

1. Podstawowe wiadomości o promieniowaniu rentgenowskim (wytwarzanie, budowa lampy rtg, widmo ciągłe i charakterystyczne; źródła synchrotronowe: budowa synchrotronu, cha rakterystyka promieniowania synchrotronowego, urządzenia wspomagające: wigglery i un dulatory; oddziaływanie promieniowania X z materią: rzeczywiste pochłanianie, rozprasza nie niesprężyste (komptonowskie), rozpraszanie sprężyste na elektronach swobodnych, roz praszanie Rayleigha na atomie, współczynnik załamania promieni X, całkowite zewnętrzne odbicie);
2. Podstawowe wiadomości o neutronach (neutron jako cząstka; rodzaje źródeł neutronów, działanie źródeł spalacyjnych, widmo neutronów z różnych źródeł, długość fali a energia neutronów, neutrony termiczne; rozpraszanie neutronów na atomach: przekrój czynny na rozpraszanie, długość rozpraszania i jej zależność od liczby atomowej, niespójność izotopowa; refrakcja neu tronów na granicy ośrodków, całkowite zewnętrzne odbicie);
3. Elementy krystalografii (sieć punktowa, symetria translacyjna, układy krystalograficzne, symetria kryształów: pojęcia podstawowe, elementy symetrii, 32 klasy symetrii, sieci brawesowskie, przykłady struktur krystalicznych, sieć odwrotna, strefy Brillouina, komórka Wignera-Seitza);
4. Dyfrakcja promieni X na kryształach (równania Lauego, warunek Bragga, obraz dyfrakcji w sieci odwrotnej; podstawy kinematycznej teorii dyfrakcji promieni X, natężenia wiązek ugiętych, czynnik struktury, geometria Lauego i Bragga; wzmianka o topografii rentgenow skiej i innych metodach doświadczalnych);
5. Dyfrakcja neutronów na kryształach (czynniki struktury dla neutronów, porównanie z dy frakcją promieni X);
6. Metody doświadczalne rentgenografii i neutronografii (metoda Lauego, metoda obracanego kryształu, metoda proszkowa Debye'a-Scherrera, metoda dyfraktometryczna, wyznaczanie struktur krystalicznych).

J. Gronkowski, Materiały do wykładu 1996/97 (biblioteka IFD UW)

Z. Trzaska-Durski, H. Trzaska-Durska, Podstawy krystalografii strukturalnej i rentgenowskiej.

Z. Bojarski, E. Łągiewka, Rentgenowska analiza strukturalna.

N.W. Ashcroft, N.D. Mermin, Fizyka ciała stałego.

Fizyka I, II, III, IV

Zajęcia sugerowane do zaliczenia przed wykładem:

Wstęp do optyki i fizyki ciała stałego; Elektrodynamika ośrodków materialnych.

Egzamin.

Liczb godzin ćw./tydz.: 0

Wykład jest wprowadzeniem do współczesnego stanu wiedzy o najmniejszych składnikach materii i oddziaływaniach między nimi, a także o kosmologii - ze względu na coraz ściślejsze powiązania fizyki cząstek elementarnych z tą ostatnią. Wykład przeznaczony jest dla studentów III roku fizyki, niekoniecznie planujących specjalizację związaną z fizyką cząstek lub fizyką jądrową.

Program wykładu, który ulega zmianie każdego roku tak, aby wziąć pod uwagę najnowsze wyniki i ich interpretacje, obejmuje:

1. Pojęcia i skale: klasyfikacja i przegląd własności oddziaływań.
2. Metody doświadczalne: akceleratory, wiązki, tarcze, detektory, ośrodki badań.
3. Rozpraszanie elastyczne, nieelastyczne i głęboko nieelastyczne leptonów na jądrach atomowych i nukleonach; model kwarkowy; chromodynamika kwantowa.
4. Model standardowy; (wielka) unifikacja oddziaływań.
5. Fizyka neutrin - kosmicznych, atmosferycznych i wytwarzanych w akceleratorach.
6. Wszechświat współczesny; model Wielkiego Wybuchu i jego rozszerzenia (inflacja).

Wykład opiera się w znacznej części na najnowszych doniesieniach naukowych; stąd korzystać należy przede wszystkim z notatek i rozdawanych w czasie wykładu kopii wykresów i diagramów. Podstawowe pojęcia znaleźć można w:

B. R. Martin and G.Shaw, Particle Physics.

D. H. Perkins, Wstęp do fizyki wysokich energii.

C. Sutton, Spaceship neutrino.

F. E. Close, Kosmiczna cebula.

Wstęp do fizyki jądra atomowego i cząstek elementarnych

Egzamin, zwykle pisemny, testowy .

Liczb godzin ćw./tydz.: 0

Program:

1. Wprowadzenie: pojęcia; klasyfikacja cząstek i oddziaływań; przegląd podstawowych faktów doświadczalnych.
2. Podstawowe narzędzia badawcze - doświadczalne i teoretyczne.
3. Rozszerzenie pojęcia symetrii w fizyce cząstek elementarnych.
4. Model kwarkowy.
5. Bozony pośrednie - nośniki oddziaływań między kwarkami i leptonami.
6. Elementy fizyki oddziaływań silnych.
7. Elementy oddziaływań słabych i elektromagnetycznych; idea unifikacji oddziaływań.
8. Fizyka cząstek elementarnych i kosmologia.
   - idea Wielkiego Wybuchu;
   - mikrofalowe promieniowanie tła;
   - nukleosynteza we wczesnej fazie ewolucji Wszechświata;
   - gęstość reliktowa cząstek (ciemna materia we Wszechświecie).
9. Przegląd współczesnych idei i badań w fizyce cząstek elementarnych.
   - najnowsze eksperymenty;
   - idea wielkiej unifikacji;
   - supersymetria.

F.E. Close, Kosmiczna Cebula.

F.E. Close, An introduction to quarks and partons.

E.W. Kolb, M.S. Turner, The early Universe.

Fizyka IV, Mechanika kwantowa I

Egzamin pisemny.

Liczb godzin ćw./tydz.: 0

1. Planetologia:
   Klasyfikacja ciał Układu Słonecznego; efekty zderzeniowe w układzie Słonecznym.
2. Figura Ziemi:
   Kształt Ziemi; rozmiary Ziemi; elipsoida obrotowa; pole ciężkości; geoida; izostazja.
3. Sejsmologia:
   Przestrzenny rozkład ognisk trzęsień Ziemi; magnituda i energia trzęsienia Ziemi; skala Mercalego i Richtera; fale objętościowe P i S w ośrodku sprężystym; modele ognisk trzęsień Ziemi; hodograf Jeffreysa-Bullena; fale we wnętrzu Ziemi; budowa Ziemi.
4. Magnetyzm Ziemi:
   Pole magnetyczne Ziemi; deklinacja i inklinacja; dryf zachodni; bieguny magnetyczne; zmiany polarności; liniowe anomalie magnetyczne; paleomagnetyzm.
5. Dryf kontynentów:
   Płyty litosferyczne; system rowów i grzbietów; strumień cieplny Ziemi; plastyczność Zie mi; konwekcja we wnętrzu Ziemi; rekonstrukcja przemieszczeń płyt.
6. Atmosfera Ziemi:
   Pionowa struktura atmosfery; schemat globalnego rozkładu wiatrów na Ziemi i czynniki kształtujące; powstawanie chmur i opadów z uwzględnieniem procesów mikrofizycznych; cechy promieniowania w atmosferze; efekt szklarniowy; warstwa ozonowa i jej zagrożenia.

L. Czechowski, Tektonika płyt i konwekcja w płaszczu Ziemi.

E. Stenz, M. Mackiewicz, Geofizyka ogólna.

S.P. Clark, Budowa Ziemi.

R.M. Goody, J.C.G. Walker, O atmosferach.

Egzamin ustny.

Liczb godzin ćw./tydz.: 0

Program:

1. Przypomnienie podstawowych wiadomości z zakresu nierelatywistycznej mechaniki kwantowej atomów. Pierwiastki, z których zbud owane są cząsteczki biologiczne. Położenie tych pierwiastków w układzie okresowym i ich podstawowe właściwości elektronowe.
2. Mechanizmy tworzenia się wiązań chemicznych, hybrydyzacja, orbitale molekularne, struktura przestrzenna i elektronowa prostych molekuł.
3. Przegląd podstawowych technik eksperymentalnych biofizyki molekularnej (spektroskopia IR oraz UV, NMR, rentgenografia).
4. Przegląd ważnych biologicznie cząsteczek: zasady nukleinowe (nośniki informacji genetycznej), ryboza, dezoksyryboza, nukleozydy, nukleotydy, aminokwasy.
5. Molekularny potencjał elektrostatyczny, jego interpretacja na przykładzie zasad nukleino wych. Zjawisko izomerii protonowej (tautomeria) zasad nukleinowych i możliwe konsekwencje biologiczne.
6. Oddziaływania międzycząsteczkowe. Podział energii oddziaływania w przybliżeniu polary zacyjnym. Rola oddziaływań elektrostatycznych w stabilizacji struktury przestrzennej od działujących cząsteczek. Wiązanie wodorowe.
7. Budowa podwójnie niciowych DNA i RNA. Formy przestrzenne A, B i Z DNA oraz forma A RNA. Funkcja biologiczna DNA.
8. Budowa białek. Struktura pierwszorzędowa (sekwencja aminokwasów). Struktura drugorzędowa (alfa, beta, "zakręty", etc). Struktura trzeciorzędowa (ciąg struktur drugorzędowych, na przykładzie wybranego białka). Struktura czwartorzędowa (klaster podjednostek nie związa nych kowalencyjnie, przykład).
9. Oddziaływania międzycząsteczkowe decydujące o strukturze przestrzennej białek (oddziały wania mikroskopowe wymienione w punkcie 5., oddziaływania hydrofobowe wynikające z termodynamiki biopolimerów w roztworze wodnym, rola jonów metali w stabilizacji struktury bia łek). Przykłady.
10. Enzymy - kwantowo-klasyczne maszyny molekularne. Mechanizmy działania enzymów na wybranych przykładach. Metody mechaniki i dynamiki molekularnej w badaniach struktury przestrzennej enzymów oraz opisu ich mechanizmów działania na poziomie atomowym.
11. Kod genetyczny. Transkrypcja, rola m-RNA. Translacja, rola t-RNA.
12. Kinetyka prostych reakcji enzymatycznych. Inhibitory kompetycyjne i niekompetycyjne. Enzymy allosteryczne.
13. Elementy bioenergetyki. Energia swobodna. ATP.
14. Mechanizmy regulacyjne ekspresji (aktywności, wyrażania się) genów. Techniki biotechnologiczne.
15. Wirusy - obiekty na pograniczu świata ożywionego i nieożywionego. Wirus HIV-1. Molekularne aspekty choroby Aids.

W. Kołos, Chemia kwantowa.

M. Fikus, Inżynierowie żywych komórek.

M. Fikus, Biotechnologia .

Dodatkowe:

P.S. Agutter et al., Energy in Biological Systems.

Ch. Cantor, P.R. Schimmel, Biophysical Chemistry.

L.A. Blumenfeld, Problemy fizyki biologicznej.

Biologia molekularna. Informacja genetyczna, red. Z.Lassota.

L. Stryer, Biochemistry.

W. Saenger, Nucleic Acids Structure.

Fizyka I, II, III, IV

Zajęcia sugerowane do zaliczenia przed wykładem:

Mechanika kwantowa I, Wstęp do fizyki atomu, cząsteczki i ciała stałego; lub Wstęp do optyki i fizyki ciała stałego (od 1998/99).

Egzamin.

Liczb godzin ćw./tydz.: 3

Program:

1. FFT.
2. Zastosowanie FFT: filtrowanie, okienkowanie.
3. Falki.
4. Równania różniczkowe zwyczajne: metoda Runge'go i Kutty.
5. Warunki brzegowe dwu punktowe.
6. Równania całkowe.
7. Równania różniczkowe cząstkowe: warunki początkowe.
8. Równania różniczkowe cząstkowe: warunki brzegowe.
9. PIC.

W. H. Press, Numerical Recipes in C.

Programowanie I i/lub II.

Zaliczenie ćwiczeń. Egzamin

Liczb godzin ćw./tydz.: 2

Wykładu obejmuje przegląd metod stosowanych w analizie numerycznej do rozwiązywania różnych klas problemów numerycznych. Semestr letni jest poświęcony numerycznemu rozwiązywa niu równań różniczkowych zwyczajnych i cząstkowych. Dla równań zwyczajnych omawiane są dla zagadnienia początkowego metody jednokrokowe ze stałym i zmiennym krokiem oraz metody wielokrokowe. Dla zagadnienia brzegowego omawiana jest szczegółowo metoda wielostrzałowa, a także metoda macierzy wstępnej. Dla równań różniczkowych cząstkowych omawiane są zarówno zagadnienia brzegowe (metody nadrelaksacji), j ak i początkowe - prezentowane są różne schematy pierwszego i drugiego rzędu w czasie.

Wykład nastawiony jest na praktyczną prezentację metod, ale przeprowadza się też, od czasu do czasu, analizę złożoności obliczeniowej, czy stabilności i dokładności metod.

A. Ralston, Wstęp do analizy numerycznej.

J. Stoer, R. Bulirsh, Introduction to Numerical Analysis.

W. H. Press i in., Numerical Recipes.

J.D. Lambert, Numerical Methods for Ordinary Differential Systems.

D. Potter, Metody obliczeniowe fizyki.

Analiza matematyczna lub Matematyka.

Zajęcia sugerowane do zaliczenia przed wykładem:

Programowanie II.

Zaliczenie ćwiczeń. Egzamin pisemny i ustny.

Liczb godzin ćw./tydz.: 2

1. Wstęp:
2. przedmiot mechaniki ośrodków ciągłych, pojęcie ośrodka ciągłego.
3. Elementy rachunku tensorowego.
4. Kinematyka ośrodka ciągłego:
5. opis ruchu (obrazy Lagrange'a i Eulera), tensor deformacji.
6. Dynamika ośrodka ciągłego:
7. tensor naprężeń, równania ruchu, prawa zachowania.
8. Hydrodynamika cieczy idealnej:
9. równanie Eulera, hydrostatyka, równanie Bernoulliego, propagacja fal.
10. Hydrodynamika cieczy lepkiej:
11. równania Naviera-Stokesa, bilans energii (dyssypacja), fale dźwiękowe, przepływy cieczy nieściśliwej, warunki brzegowe, liczba Reynoldsa, zjawisko turbulencji.
12. Liniowa teoria sprężystości ciała stałego: przybliżenie liniowe, równania teorii sprężystości, przykłady zagadnień statycznych i dynamicznych.

L. Landau, E. Lifszic, Teoria sprężystości.

L. Landau, E. Lifszic, Hydrodynamika.

Mechanika klasyczna.

Zaliczenie ćwiczeń. Egzamin pisemny i ustny.

Liczb godzin ćw./tydz.: 0

Program:

(Corocznie modyfikowany, celem uwzględnienia najnowszych wyników oraz aktualnych i planowanych badań w tej dziedzinie)

1. Przypomnienie podstawowych wiadomości o oddziaływaniach fundamentalnych i partonach.
2. "Narzędzia" eksperymentalne (akceleratory, detektory) - omawiane są podstawy fizyczne ich działania, przykłady konkretnych rozwiązań w obecnie realizowanych i planowanych eksperymentach.
3. Symulacje komputerowe jako niezbędny element eksperymentów i interpretacji wyników.
4. Co mierzymy: charakterystyki globalne, charakterystyki produkcji różnych cząstek, wyznacz a nie temperatury, gęstości i rozmiarów źródeł emitowanych cząstek, korelacje, analiza indyw i dualnych przypadków (liczba emitowanych cząstek sięga kilku tysięcy - w przypadku zderzeń ciężkich jader o energii ok. 200 GeV/nukleon).
5. Modele teoretyczne i ich przewidywania (w tym oczekiwana (QCD) realizacja stanu plazmy kwarkowo-gluonowej).
6. Podsumowanie obecnego stanu wiedzy w świetle wyników badań i ich interpretacji teoretycznej.
7. Plany badawcze w dziedzinie eksperymentalnej RFJ na najbliższe lata (koniec XX i początek XXI w).

Żaden podręcznik nie odpowiada programowi wykładu. Wiele elementów można znaleźć w arty kułach naukowych sprzed kilku lat, do których odnośniki podawane są na wykładzie. Ponadto wykładowca udostępnia słuchaczom konspekty wykładów, rysunki i wykresy prezentowane na wykładach.

Wstęp do fizyki jądra atomowego i cząstek elementarnych.

Forma egzaminu - ustalana corocznie (zazwyczaj egzamin ustny z możliwością dłuższego przygotowania odpowiedzi na pytania-problemy).

Liczb godzin ćw./tydz.: 0

Semestr zimowy:

dr Piotr Jaracz (10h) - Promieniotwórczość w środowisku człowieka - kompendium fizyki rozpadu promieniotwórczego i skażeń środowiska. Statystyka w radiometrii i radiologii. Dozy metria: wielkości, normy, systemy ochrony radiologicznej w Polsce. Detekcja promieniowania jonizującego: fizyka i technika. Społeczna percepcja promieniotwórczości: historia, ryzyko w koncepcji psychometrycznej, porównania.

dr Wojciech Skubiszak (10h) - LIDAR- metody zdalnego wykrywania i identyfikacji skażeń atmosferycznych; optyczne własności atmosfery i ich związek z jej fizyko-chemicznymi parametrami; mechanizmy oddziaływania promieniowania elektromagnetycznego z materią; zasady działania i budowa lasera, podstawowe cechy promieniowania laserowego; rodzaje skażeń wykrywalnych techniką LIDARu; charakterystyka różnych typów LIDARu oraz przykładowe wyniki pomiarów, ze szczególnym uwzględnieniem techniki różnicowej absorpcji (DIAL).

prof. dr hab. Tomasz Szoplik (10h) - Podstawy teledetekcji i przetwarzania zdjęć satelitarnych - definicja i cele teledetekcji; zdolność rozdzielcza układów obrazujących; syntetyczna apertura, informacja przestrzenna, natężeniowa i widmowa; przetwarzanie obrazów, filtry porządkujące; filtry morfologiczne; dekompozycja progowa obrazu; histogram i histogram skumulowany; przetwarzanie wielokanałowych zdjęć satelitarnych; klasyfikacja nadzorowana.

dr Bogumiła Mysłek-Laurikainen (10h) - Radioekologia - promieniotwórczość naturalna, radionuklidy wprowadzone do środowiska przez człowieka, monitoring środowiska, energia jądrowa w bilansie energetycznym świata, gospodarka odpadami promieniotwórczymi, Czarnobyl - przyczyny i skutki, broń jądrowa, radioekologi a przyszłości.

dr Ryszard Balcer (10h) - Atmosfera i wpływy klimatyczne - heliosfera, atmosfera, hydrosfera, kriosfera; monitoring środowiska - pomiary in situ i teledetekcyjne, cechy przyrządów; promieniowanie słoneczne, temperatura, widzialność, aerozol w atmosferze, ciśnienie atmosferyczne, hydrometeorologia; pomiary mikrometeorologiczne i aerologiczne - pomiary czujnikami o małej stałej czasowej, atmosfera swobodna, radiosondy.

dr Elżbieta Bojarska (10h) - zanieczyszczenia środowiska naturalnego i mechanizmy obronne - organiczne zanieczyszczenia wody, gleby i atmosfery, enzymatyczne rozpady niektórych środków mutagennych i kancerogennych, molekularne podstawy biologicznych mechanizmów dziedzicze nia, molekularne mechanizmy naprawy uszkodzeń genetycznych spowodowanych zanieczyszczeniami.

W Bibliotece IFD dostępne są notatki wykładowców.

Zaliczenie testu na ocenę - sesja zimowa.

Zaliczenie testu na ocenę - sesja letnia.

Średnia z dwóch semestrów jest wpisywana do indeksu jako ocena z egzaminu.

Program:

Seminarium ma zapoznać słuchaczy z aktualnymi kierunkami rozwoju współczesnej fizyki doświadczalnej i teoretycznej, ze szczególnym uwzględnieniem badań prowadzonych w Uniwersy tecie Warszawskim. Zakładamy, że po wysłuchaniu seminarium student powinien mieć rozezna nie, jakie badania prowadzone są w poszczególnych zakładach i jak działalność zakładów ma się do tego, co robi się na świecie. Seminarium pomyślane jest jako cykl 26 jednogodzinnych wykładów prowadzonych przez pracowników poszczególnych zakładów. Zasadniczo na każdy zakład będzie przypadać jeden wykład. Wyjątkiem będą największe zakłady, dla których przewiduje się 2 wykłady.

Zaliczenie na podstawie uczestnictwa w zajęciach.

Zaliczenie na podstawie uczestnictwa w zajęciach.

Liczb godzi n ćw./tydz.: 0

Program:

1. Ogólne wprowadzenie - relacje między metodami mikroskopowymi, dyfrakcyjnymi i spektroskopowymi. Dlaczego "mikro" ? Usytuowanie metod wy korzystujących wiązkę elektronów wśród innych metod badań strukturalnych. Przegląd tematyki wykładu.
2. Wytwarzanie wiązek elektronowych. Soczewki elektronowe i ich wady odwzorowania. Konstrukcje TEM, SEM, STEM. Rozdzielczość, powiększenie, kontrast obrazu.
3. Oddziaływanie elektronów z próbką. Rozpraszanie sprężyste, niesprężyste (oddziaływanie z fononami, plazmonami, jonizacja), emisja promieni rentgenowskich, elektrony Auger.
4. Zasada kontrastu dyfrakcyjnego i jej implikacje. Badanie defektów struktury krystalicznej.
5. Specyficzne cechy dyfrakcji elektronów. Atomowe czynniki rozpraszania. Odwzorowanie "sieci odwrotnej".
6. Warianty eksperymentalne metod dyfrakcyjnych: SAED, CBED, LACBED, RHEED.
7. Zastosowania dyfrakcji elektronów: analiz a fazowa, badanie orientacji, określanie struktu ry, rekonstrukcja rozkładu potencjału w komórce elementarnej.
8. Mikroskopia wysokorozdzielcza (HREM) - zasady, możliwości i ograniczenia, komputerowe symulacje obrazów wysokorozdzielczych.
9. Eksperymenty "in situ ": rozciąganie próbki, ogrzewanie i oziębianie, kriomikroskopia.
10. Energodyspersyjna analiza promieni rentgenowskich emitowanych z próbki (EDS). Detek tor, analizator, oprogramowanie. Granice dokładności i czułości tej metody analitycznej.
11. Spektroskopia strat energii elektronów: EELS, PEELS, filtracja energetyczna. Porównanie PEELS i EDS. Zastosowania.
12. Preparatyka TEM - cienkie warstwy, polerowanie chemiczne i elektrolityczne, polerowanie jonowe, dimpler, badanie przekrojów warstw. Preparatyka materiałów biologicznych. Wady preparatyki.

Egzamin ustny.

Liczb godzin ćw./tydz.: 1

1. Pola klasyczne:
   symetrie i prawa zachowania, pola skalarne i spinorowe, pola cechowania abelowe i Yan ga-Millsa, spontaniczne złamanie symetrii, mechanizm Higgsa, instantony i inne jawne rozwiązania.
2. Pola kwantowe:
   kwantowanie kanoniczne pól skalarnych i spinorowych, całki po trajektoriach w mechanice kwantowej, kwantowanie pola skalarnego metodą całek po trajektoriach.

Wraz z II częścią (wykładem 455 w semestrze zimowym), wykład ma stanowić standardowe wprowadzenie do kwantowej teorii pola i metod w niej stosowanych. Celem końcowym jest przedstawienie QED, QCD oraz teorii elektrosłabej jako kwantowych teorii procesów elementar nych zachodzących przy energiach osiąganych w istniejących (i planowanych) akceleratorach. Wykład ma także stanowić teoretyczną bazę dla bardziej fenomenologicznego wykładu teorii cząstek elementarnych oraz umożliwić dalsze studiowanie np. teorii supersymetrycznych (wykład monograficzny).

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.

Mechanika kwantowa I

Zaliczenie ćwiczeń oraz egzamin pisemny i ustny.

Liczba godzin ćw./tydz.: 1

1. Metody przestrzeni fazowej.
   Przestrzeń fazowa Q i P w mechanice kwantowej. Stany koherentne i opis fazowy. Funkcje Wignera i rozkłady quasi-prawdopodobieństwa. Uogólnione uporządkowania operatorów w przestrzeni fazowej. Uogólnione rozkłady quasi-prawdopodobieństwa dla dowolnego upo rządkowania. Całka Feynmana w przestrzeni fazowej. Przestrzenie fazowe dla spinu. Spinowe stany kohe rentne. Całka Feynmana dla spinu.
2. Nierówności Bella i parametry ukryte.
   Realność i lokalność korelacji kwantowych. Korelacje Einsteina Podolskyego Rosena (EPR). Pola "duchów" Einsteina. Teoria stanów "splecionych". Teoria parametrów ukry tych i korelacje EPR. Parametry ukryte i nierówności Bella. Kwantowe prawa Malusa. Granica klasyczna korelacji EPR. Kwantowe pola "duchów" w korelacjach EPR. Realność i nielokalność interferencji fotonów. Korelacje Greenbergera Horne i Zeilingera (GHZ). Entropowe nierówności Bella.
3. Kwantowa teoria pomiaru.
   Operacyjne podejście do kwantowej teorii pomiaru. Kwantowe "skłonności" i operacyjne algebry obserwabli. Teoria kwantowego filtru i "splatanie" pomiarowe. Operacyjne pomiary Q i P. Operacyjne zasady nieoznaczoności. Operacyjne pomiary fazy pól kwantowych. Kwantowa trygonometria. Kwantowa teoria dekoherencji. Pomiary typu Zeno. Skoki kwantowe.

Odnośniki do oryginalnych prac naukowych.

Mechanika kwantowa I, Elektrodynamika.

Liczb godzin ćw./tydz.: 3

1. Podstawy termodynamiki fenomenologicznej
   - stany równowagi
   - procesy termodynamiczne
   - funkcje stanu
   - zasady termodynamiki
   - potencjały termodynamiczne; transformacja Legendre'a
   - zasada pracy maksymalnej
   - stabilność ukladów termodynamicznych; przemiany fazowe
2. Podstawy mechaniki statystycznej
   - elementy teorii prawdopodobienstwa
   - równowagowe zespoły statystyczne i rozkłady statystyczne; teoria klasyczna i kwantowa
   - gazy doskonałe bozonów i fermionów
   - gazy rzeczywiste
   - elementy teorii fluktuacji
   - przemiany fazowe; model Isinga.

K. Huang, Fizyka statystyczna.

R. Pathria, Statistical Mechanics.

L. Landau i L.Lifszyc, Fizyka statystyczna.

H. Callen, Thermodynamics and Introduction to Thermostatics.

R. Kubo, Thermodynamic. An advanced course with problems and solutions.

R.Kubo, Statistical Mechanics. An advanced course with problems and solutions.

Mechanika klasyczna, Mechanika kwantowa I, Elektrodynamika.

Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest zaliczenie ćwiczeń. Kryteria zaliczenia

ćwiczeń zostaną podane na pierwszym wykładzie. Egzamin pisemny i ustny.

Liczb godzin ćw./tydz.: 2

1. Opis termodynamiczny i jego stosowalność. Równowaga termodynamiczna, proces termody namiczny i inne podstawowe pojęcia.
2. Pierwsza zasada termodynamiki.
3. Druga zasada termodynamiki.
4. Trzecia zasada termodynamiki.
5. Transformacja Legendre'a i potencjały termodynamiczne.
6. Zasada pracy maksymalnej. Maszyny cieplne.
7. Stabilność układów termodynamicznych.
8. Przemiany fazowe.
9. Wprowadzenie do fizyki statystycznej. Statystyki Boltzmanna, Bosego-Einsteina i Fermiego-Diraca.

R. Kubo, Thermodynamics. An advanced course with problems and solutions.

R. Kubo, Statistical Mechanics. An advanced course with problems and solutions.

K. Zalewski, Wykłady z termodynamiki fenomenologicznej i statystycznej.

K. Zalewski, Wykłady z mechaniki i termodynamiki statystycznej dla chemików.

J. Werle, Termodynamika fenomenologiczna.

A. I. Anselm, Podstawy fizyki statystycznej i termodynamiki.

Wymagana znajomość rachunku różniczkowego i całkowego.

Zaliczenie ćwiczeń. Egzamin pisemny i ustny.

Liczb godzin ćw./tydz.: 0

Wykład przeznaczony dla studentów kierunku fizyka jest przeglądem wybranych zagadnień astrofizyki, zwłaszcza tych, które posiadają proste modele fizyczne, m.in.:

1. Wszechświat: budowa w różnych skalach długości, model oparty na mechanice Newtona; model standardowy; promieniowanie tła; pierwotna nukleosynteza; problem powstania struktury; soczewkowanie grawitacyjne.
2. Galaktyki: typy; ukryta masa; galaktyki aktywne; radiogalaktyki; kwazary.
3. Droga Mleczna: kinematyka; populacje gwiazd; ramiona spiralne.
4. Gwiazdy: modele; ewolucja; końcowe produkty; supernowe; problem neutrin słonecznych; pulsary; czarne dziury.
5. Układy planetarne.

S. Weinberg, Pierwsze 3 minuty.

M. Jaroszyński, Galaktyki i Wszechświat.

M. Kubiak, Gwiazdy i materia międzygwiazdowa.

Wstęp do fizyki jądra atomowego i cząstek elementarnych.

Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem:

Fizyka I i II, Analiza matematyczna I i II, i Algebra z geometrią lub Matematyka I i II.

Egzamin pisemny i ustny.

Liczb godzin ćw./tydz.: 2

1. Algorytmy numeryczne; metody rozwiązywania równań;
2. Aproksymacja średniokwadratowa - metoda najmniejszych kwadratów;
3. Interpolacja funkcji, danych pomiarowych;
4. Równania różniczkowe I rzędu - metody iteracyjne, metody Rungego-Kutty;
5. Całkowanie i różniczkowanie numeryczne, kwadratury Gaussa i Newtona-Cotesa;
6. Rozwiązywanie układów równań liniowych;
7. Metody Monte Carlo.

Ćwiczenia mają tematykę "samodzielną" i obejmują:

Wprowadzenie do użytkowania komputerów w systemach DOS i Unix;

Programowanie w języku FORTRAN.

metody numeryczne - dowolny

R. Kott, Fortran.

K. Walczak, Programowanie w języku Fortran 77.

Zaliczenie ćwiczeń i egzamin.

Liczb godzin ćw./tydz.: 3

1. Obsługa komputera w systemach DOS i UNIX.
2. Edycja plików tekstowych.
3. Tworzenie, kompilacja i uruchamianie programów w językach C i Fortran.
4. Użytkowanie środowiska X-Windows.
5. Programy ,,sieciowe'': mail, ftp, telnet, netscape.
6. Przegląd i przykładowe zastosowania aplikacji numerycznych z książki Numerical Recipes.

DOS, Unix - dowolne

Press et al., Numerical Recipes.

Metody numeryczne i/lub Programowanie.

Zaliczenie ćwiczeń.

Liczb godzin ćw./tydz.: 2

1. Programowanie w języku Fortran.

2. Programowanie w języku C.

R. Kott, K. Walczak, Programowanie w języku Fortran 77.

B.W. Kernighan, D.M. Ritchie, Język ANSI C.

Zaliczenie ćwiczeń i egzamin.

Liczb godzin ćw./tydz.: 4

1. Źródła informacji o Wszechświecie, widmo fal elektromagnetycznych (zakresy, jednostki)
2. Teleskopy
   Optyka: zasada Fermata, równanie zwierciadła, zastosowanie równań stożkowych, aberracje monochromatyczne. Teleskopy soczewkowe i zwierciadlane: układy soczewkowe, układy zwierciadlane i mieszane, rozwiązania nowoczesne (MMT, Keck, NTT, optyka adaptująca), systemy pozaoptyczne (rentgenowskie, radiowe, gamma), montaże, przegląd ciekawszych realizacji. Własności lunety i teleskopu: powiększenie, ilość światła, zdolność rozdzielcza, straty optyczne. Lokalizacja teleskopów: seeing, klimat, rozwiązania techniczne przy budo wie obserwatoriów. Radioteleskopy: dipol Hertza (rozkład czułości, rozdzielczość), układy anten (interferometry, krzyż Millsa, VLA, VLBI), podstawowe własności radioteleskopów.
3. Odbiorniki promieniowania
   Jednostki używane w astronomii, podstawowe własności oka, klisza fotograficzna, fotom nożnik (budowa, działanie, wzmocnienie, szumy), CCD, inne detektory optyczne (przetworniki elektronowo-optyczne, kamery TV, Reticon). Detektory podczerwieni, rentgenowskie i gamma. Detektory innych rodzajów promieniowania: promieni kosmicznych, neutrin, fal grawitacyjnych.
4. Fotometria
   Filtry: szklane, interferencyjne i interferencyjno-polaryzacyjne, inne (Christiansena itp.), po zaoptyczne (UV, IR, X, radiowe). System UBV: definicja, absorpcja w atmosferze, metoda redukcji. Inne systemy fotometryczne: Stromgrena, Johnsona, genewski, wileński, DDO, DAO. Spektrofotometria (zastosowanie). Zastosowanie systemu UBV: analiza absorpcji międzygwiazdowej, poznawanie własności gwiazd, diagram HR, diagram dwukolorowy. Porównanie systemu Stromgrena z UBV. Poprawka bolometryczna.
5. Katalogi gwiazd
   Klasyczne: pozycyjne, fotometryczne, specjalistyczne, gwiazd zmiennych. Nowoczesne: zastosowania, dystrybucja, sposoby uzyskania dostępu.
6. Spektroskopia
   Spektrografy: pryzmat, pryzmat obiektywowy, siatki dyfrakcyjne (odbiciowe, przepuszczaj ące, echelle), własności elementów dyspersyjnych, elementy pozaoptyczne. Budowa spektro grafu: warunki działania spektrografu optymalnego, instrumenty pomocnicze (kalibracja, image slicer). Klasyfikacja widmowa gwiazd: system harwardzki, klasyfikacja Morgana i Keenana, klasyfikacja białych karłów Greensteina, obecność linii w widmach różnych gwiazd.

M. Kubiak, Gwiazdy i materia międzygwiazdowa.

Fizyka I, II, III, IV

Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem:

Wstęp do astronomii

Zaliczenie ćwiczeń i egzamin.

Liczb godzin ćw./tydz.: 4

1. Doświadczenie losowe, zdarzenie elementarne, zdarzenie.
2. Zdarzenie pewne, niemożliwe, przeciwne. Zdarzenia wykluczające się.
3. Definicja aksjomatyczna prawdopodobieństwa.
4. Prawdopodobieństwo warunkowe, zdarzenia niezależne.
5. Prawdopodobieństwo całkowite, wzór Bayesa.
6. Definicja zmiennej losowej, dystrybuanta zmiennej losowej.
7. Zmienna losowa ciągła a zmienna losowa dyskretna.
8. Gęstość prawdopodobieństwa zmiennej losowej, związek z prawdopodobieństwem i dystry buantą.
9. Zmienne losowe wielowymiarowe, zmienne losowe niezależne, brzegowa i warunkowa gęstość prawdopodobieństwa.
10. Funkcje zmiennych losowych, nadzieja matematyczna.
11. Wartość średnia, dyspersja, macierz kowariancji, momenty.
12. Współczynnik korelacji. Zmienne losowe nieskorelowane a niezależne.
13. Zamiana zmiennych. Transformacja gęstości prawdopodobieństwa i macierzy kowariancji.
14. Funkcja charakterystyczna i tworząca. Ich związek z momentami. Funkcja charakterystyczna i tworząca sumy zmiennych losowych.
15. Nierówność Czebyszewa, nierówność Bienayme-Czebyszewa.
16. Rozkład dwumianowy. Twierdzenie o związku prawdopodobieństwa z częstością obserwo waną.
17. Rozkład Poissona.
18. Rozkład wielomianowy.
19. Wielowymiarowy rozkład normalny.
20. Rozkład chi-kwadrat.
21. Próba losowa, statystyki. Statystyki dostateczne.
22. Estymatory (nieobciążone, zgodne, dostateczne).
23. Metoda konstrukcji esty matorów: metoda momentów, metoda maksymalnej wiarygodności.
24. Nierówność Cramera-Rao. Estymatory o minimalnej dyspersji.
25. Metoda najmniejszych kwadratów.
26. Testowanie hipotez. Hipoteza prosta, złożona. Poziom ufności. Obszar krytyczny i obszar akceptacji. Błąd pierwszego i drugiego rodzaju.
27. Hipoteza zerowa i alternatrywna. Krzywa mocy testu. Testy nieobciążone, najmocniejsze, zgodne. Twierdzenie Neymana-Pearsona.
28. Testy dobroci dopasowania: test ilorazu wiarygodności, test chi-kwadrat, test Kołmogorowa-Smirnowa.
29. Procesy stochastyczne. Procesy Markowa.
30. Statystyka w niektórych zagadnieniach astronomicznych.

Algebra z geometrią i Analiza matematyczna lub Matematyka

Zalic zenie ćwiczeń i egzamin.

Liczb godzin ćw./tydz.: 2

1. Pole promieniowania: natężenie, strumień, ciśnienie, gęstość. Ciało doskonale czarne i promieniowanie wnękowe. Prawo Kirchhoffa. Jasność Eddingtona.
2. Gaz atomowy. Równanie stanu, pierwsza zasada termodynamiki, przemiany gazowe. Gaz fotonowy. R ozkłady Boltzmanna i Maxwella. Formuła Sahy, równowaga jonizacyjna. Mieszanina gazów, zależność między ciśnieniem całkowitym i elektronowym. Równowaga ter modynamiczna. Temperatura. Gaz zdegenerowany. Gaz częściowo zjonizowany.
3. Oddziaływanie promieniowania z materią. Przekrój czynny. Makroskopowe współczynniki absorpcji i emisji. Równanie transportu (transferu) promieniowania. Procesy atomowe ab sorpcji i emisji. Linie widmowe: profil naturalny linii, profil dopplerowski, profil Voigta. Współczynniki Einsteina. Siła oscylatora i jej wyznaczanie. Absorpcja ciągła.
4. Transport energii w gwiazdach. Równowaga promienista i konwektywna. Przybliżenie dyfuzyjne. Warunek równowagi konwektywnej.
5. Pulsacje gwiazd. Równanie pulsacyjne. Stała pulsacji. Mechanizm kappa pulsacji. Pasy niestabilności pulsacyjnej na diagramie Hertzsprunga-Russela. Typy gwiazd pulsujących.

D. Mihalas, Stellar Atmospheres.

A. Unsoeld, Physik der Sternatmosphaeren.

L. Aller, Atoms, Stars and Nebulae.

W. Sobolev, Kurs Tieoreticzeskoj Astrofiziki.

W. Rubinowicz, Kwantowa Teoria Atomu.

M. Kubiak, Gwiazdy i Materia Międzygwiazdowa.

Wstęp do optyki i fizyki ciała stałego (równolegle); Mechanika kwantowa I lub Fizyka kwantowa.

Kolokwia i egzamin ustny.