Jak TO działa? Urządzenia kwantowe. 1100-3JTD, OGUN: 1100-JTD-OG (3 ECTS)
W semestrze zimowym 2018/19 serdecznie zapraszam na wykład z doświadczeniami pt. "Jak TO działa? Urządzenia kwantowe" - wykład będzie we czwartki o 17:15 w sali 0.03a (parter, ul. Pasteura 5). Pierwszy wykład już 4 października!
[DOPISEK: podobno w USOS nie ma wolnych miejsc, ale można się będzie zapisac na pierwszym wykładzie.]
Wykład zdobył wyróżnienie Dziekana Wydziału Fizyki w 2014 r! oraz NAGRODĘ Dziekana Wydziału Fizyki w 2018 r! Wyróżnienie zdobywają wykłady najlepiej ocenione w studenckich ankietach. Przy okazji dziękuję studentom za dobre ankiety :)
Atutem Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego jest nie tylko wysokiej klasy kadra naukowa, ale także unikatowe możliwości demonstrowania różnego rodzaju zjawisk fizycznych. Kontakt studentów z prawdziwym eksperymentem przeprowadzanym na ich oczach w czasie wykładu pozwala zrozumieć sens praw fizyki zapisanych w języku matematyki, wyrabia intuicję, ćwiczy zdrowy rozsądek i zapada w pamięć. Chciałbym zaproponować wykład będący uzupełnieniem wykładów z Mechaniki kwantowej, Elektrodynamiki, Fizyki materii skondensowanej itp. o pokazy doświadczalne. Studenci II i III roku Wydziału Fizyki wszystkich kierunków i specjalności mogliby na własne oczy zobaczyć zjawiska kwantowe będące podstawą nowoczesnych technologii. Jest to o tyle ważne, że otacza nas coraz więcej urządzeń działających dzięki zastosowaniu mechaniki kwantowej (diody półprzewodnikowe, twarde dyski, pamięci półprzewodnikowe, ekrany OLED, ogniwa i baterie, detektory promieniowania UV-VIS-IR-GHz itp.), w wielu dziedzinach techniki jesteśmy blisko osiągnięcia limitu kwantowego miniaturyzacji (tranzystory w procesorach, rozmiar bitów na dysku twardym), wraz z rozwojem nanotechnologii pojawiły się np. nowe strategie w diagnostyce i terapii medycznej (nanocząstki służące do obrazowania i niszczenia zmian nowotworowych, pokrycia silver-nano itp.). Studenci Wydziału Fizyki, wkraczający po studiach w dorosłe i samodzielne życie nie raz będą musieli odpowiadać na pytanie "jak to działa?". Zadaniem proponowanego wykładu jest pokazanie w jaki sposób można wykorzystać zjawiska kwantowe do budowy nowych urządzeń oraz jak wytłumaczyć zasady działania.
W obronie rozumu: Jeżeli jakaś teoria filozoficzna nie daje się przetłumaczyć na góralski, to jest to teoria fałszywa. Józef Tischner
-
ZALICZENIE: Jedna z trzech form:
- esej na temat PRZYSZŁOŚCI TUTAJ JEST SZABLON (w doc) najpóźniej do 5 stycznia 2019 r.
- film pokazujący doświadczenie i jego POPULARNE wyjaśnienie na gruncie mechaniki kwantowej
- końcowy TEST z wiedzy przekazanej w czasie wykładów
Ilustracja: Daniel Mróz do książki Stanisława Lema "Cyberiada"
streszczenie
[w nawiasach przykładowe pokazy lub czas na dyskusję]- Disruptive technologies, czyli o postępie technologicznym [BEZ HASŁA] [dyskusja ze studentami na temat rozwoju techniki]
- Jak działa komputer? Logika bramek logicznych [pokaz działania klasycznych bramek logicznych AND i OR, sumator na przekaźnikach elektromagnetycznych; budowa żywego sumatora]
- Mechanika kwantowa w doświadczeniach [efekty falowe: dyfrakcja i interferencja światła; elektron jako punkt materialny (lampa elektronowa); ciało doskonale czarne; kamera termowizyjna; efekt fotoelektryczny; linie widmowe atomów; dyfrakcja elektronów (na graficie); nadprzewodnik]
- 25.10 prof. Maciej Lewenstein (Inst. Fotoniki, Barcelona) i jazzowy duet Zapytaj Fizyka
- Co to są półprzewodniki? [przepływ prądu: metal; jony w cieczy; podgrzewane szkło; termistor + ciekły azot; przerwa energetyczna w świetle przechodzącym przez próbkę; diody]
- Do czego służą studnie, druty, kropki kwantowe? [lasery półprzewodnikowe; "sztuczny" gekon; luminescencja kropek kwantowych (jak się uda)]
- Co to jest nanotechnologia? [roztwory kolorowych nanocząstek; zasada nieoznaczoności Heisenberga; pokrycie hydrofobowe (efekt lotosu); podłoże krzemowe (tzw. wafer) z tranzystorami]
- Dlaczego dioda świeci:jak zamienić ładunek elektryczny na foton? [kolorowe diody; mieszanie barw RGB i CMYK; jak uzyskać białe światło; kamery cyfrowe VIS-IR]
- Fotowoltaika: jak zamienić fotony na prąd? [zjawisko fotoelektryczne; fotokomórki; diody]
- Co to jest spin? [pokaz własności magnetycznych materii; indukcja Faradaya (+ nadprzewodnik); eksperyment Einsteina de Haasa; zapis magnetyczny]
- Co to jest splątanie kwantowe [stany splątane; nierówność Bella (klasycznie); detekcja polaryzacji (kryształy dwójłomne, np. kalcyt)]
- Czy można się teleportować? [detekcja polaryzacji (kryształy dwójłomne, np. kalcyt)]
- Czy można złamać szyfr kwantowy? [protokół kryptografii kwantowej] (po 82 slajdzie)
- Obliczenia kwantowe [płytki światłodzielące; bramka SQRT(NOT) (interferometr Macha-Zendera); "pomiar bez oddziaływania" na interferometrze;]
- Co to jest grafen: ile kosztuje "czarne złoto"? [nanorurki i fullereny; badanie powierzchni grafitu/grafenu mikroskopem tunelowym STM (widać pojedyncze atomy!)]
- Czy komputer może myśleć tylko gdy jest nieobliczalny? [dyskusja ze studentami]
- O uczciwości w nauce: nauka a pseudo-nauka. [pokazy różnych "cudownych" opasek, "moderatorów pola geopatycznego" itp. Dyskusja ze studentami]
- Prof. Piotr Durka wykład "Elektryczny ślad myśli i interfejsy mózg-komputer"
zasady zaliczenia
OBECNOŚĆ: - w zasadzie obowiązkowa (trzeba być co najmniej na 10 z 15 wykładów). Na początku każdego wykładu prosty test, więc żeby być dopuszczonym do zaliczenia wykładu należy zdobyć co najmniej 10p z 15 możliwych.
test końcowy
ŚRODA, 30.01.2019 r. godz 15:00 (PUNKT!) sala 006 (obok 003a).
prace zaliczeniowe 2018-19
Prezentacje
- Katarzyna Nowak Lekcja polskiego
- Marta Kilichowska Kosmiczne drukarnie
Film!
- Karina Adamska Dioda LED
- Justyna Chlaściak Sporty Przyszlosci
- Maciej Miętus Nieskończona ekspansja
- Łukasz Mitoraj-Wojtanek Historia z przyszłości
- Mateusz Sieniawski Proces
- Tymoteusz Spychaj Jeden dzień z 2029
- Szymon Struszyński Księżycowa herbatka
- Grzegorz Żuk Mrowisko
- Agata Adamczyk Co do garnka włożyć
- Karina Adamska Dioda LED
- Wiktor Antczak Nanotechnology in doomsday scenarios
- Oliwia Chrapowicka Nowe technologie w obliczu kryzysu ekologicznego
- Wiktor Filip Zmiany behawioralne przyszłości
- Marcin Furtak Sztuczna inteligencja, rzeczywiste prawa?
- Karolina Granicka W czym zastąpi nas sztuczna inteligencja?
- Mateusz Izydorczyk Informacje w jednym mikrourządzeniu
- Karolina Jaszczerska Opaska zmiennocieplna
- Paulina Jońca Kuchnia Przyszłości
- Dariusz Kęsicki Nowy porządek świata Made in China
- Marta Kilichowska Kosmiczne drukarnie
- Dominik Knotek Dom przyszłości
- Maksymilian Koc Synestezja na życzenie
- Tymoteusz Kochański Okulary przyszłości
- Tomasz Łęcki Normalne życie
- Łukasz Mazur Człowiek czy robot?
- Katarzyna Nowak Lekcja polskiego
- Julian Polak Drony w społeczeństwie przyszłości
- Franciszek Popławski Eksploatacja złóż w kosmosie
- Alicja Porczyńska Przyszłość: Jeszcze człowiek czy już maszyna? Jeszcze maszyna czy już człowiek?
- Maksymilian Radzikowski Nieuświadomiona zagłada
- Karolina Rylska "Beam me up, Scotty"
- Viktoriya Shchyhelska Odzież przyszłości
- Michał Szostek Rozważania nad przyszłością żywności
- Jakub Urbanski Bioniczna, cyfrowa soczewka
- Magdalena Wójcik Medycyna ekstremalnie spersonalizowana
- Marta Bednarczuk Energia non limit
- Jan Jarosławski Podróż do przyszłości
- Julia Jonik Przyszłość ludzka i środowiskowa na przestrzeni 50 lat
- Jakub Matuszyk Przyszłość ogniw litowych
- Katsiaryna Nenartovich Co można zmieścić w zegarku?
- Marharyta Panasik Co by było fajnie mieć?
- Julia Sawrij "Projektant dziecka" - zawód przyszłości
- Julia Smoleńska W przyszłości
- Agata Wróbel Stars can't shine without darkness hydrogen and nuclear fusion
- Adam Kordeczka System Oceny Obywateli
- Yelyzaveta Nat Integracja mózgu z komputerem
- w czym zastąpi nas sztuczna inteligencja (AI)? A w czym nie ma szans?
- Roboty do roboty!
- zegarek, komputer, komórka, TV, Hi-Fi, samochód, dom za 10-20-30 lat (Wybierając ten temat proszę przeczytać co Państwa koleżanki i koledzy napisali w poprzednich latach! I napisać coś innego, ma się rozumieć.)
- co by było fajnie mieć (wehikuł czasu? tanie źródło energii? antygrawitację? działko na komary? ...)
- co by warto zmniejszyć (powiększyć) i dlaczego?
- interface człowiek-maszyna za kilkanaście lat.
- pilot do TV przyszłości
- rozrywka w następnych dekadach
- problemy świadomych maszyn i ich relacje z ludźmi
- kuchnia przyszłości (tylko błagam, bez lodówek zamawiających towary prosto ze sklepu!)
- usługi sieciowe
- wyzwania technologii krzemowej (litografii, processingu, testow itp)
- synergie (czyli łączenie produktow/modeli): procesor+pamięć+video+..., komorka+komputer+tablet+... drukarka+kopiarka+fax+..., TV+DVD+konsola+...
- nośniki danych
- łączność i lokalizacja
- id karty - uniwersalny dowód osobisty/prawo jazdy/karta płatnicza/i co jeszcze?
- zagrożenia prywatności
- zagrożenia: piractwo kontra copyright ( "piractwo" = np. wymiana plików, łamanie simlocków; "copyright" = np. patentowanie algorytmów, genów itp.)
- nowe usługi i modele biznesowe
- co można zmieścić w zegarku?
- telefon komórkowy przyszłości - czy to nadal będzie telefon?
- disruptive technologies dzisiaj
test końcowy
ŚRODA, 30.01.2019 r. godz 15:00 (PUNKT!) sala 006 (obok 003a).
prace zaliczeniowe
Prace zaliczeniowe studentów 2017-18Prace zaliczeniowe studentów 2016-17
Prace zaliczeniowe studentów 2015-16
Prace zaliczeniowe studentów 2014-15
Prace zaliczeniowe studentów 2013-14
Prace zaliczeniowe studentów 2012.
Prace zaliczeniowe studentów 2011.
Prace zaliczeniowe studentów 2010.
Prace zaliczeniowe studentów 2008/2009.
Prace zaliczeniowe studentów 2007/2008.
Prace zaliczeniowe studentów 2006/2007.
Prace zaliczeniowe studentów 2005/2006.
tematy esejów i sprawozdań
Proszę je traktować przykładowo: