PMP006: Valovi i optika (251436)

 9 
ECTS
60 P + 15 S + 30 A
0% primjene e-učenja
Odjel za fiziku (Sceduly)
Nositelji: Toni Šćulac
Suradnici: Andro Petković
Ciljevi predmeta
Omogućiti razumijevanje i primjenu fizikalnih pojmova i zakona o titranjima, valovima i optikom s ciljem rješavanja zadanih problema, objašnjavanja prirodnih pojava te principa rada izabranih uređaja i instrumenata.
Uvjeti (kompetencije) za upis predmeta
Mehanika (položen)
Očekivani ishodi učenja
1. Izvesti i koristiti jednadžbu za mehaničke i elektromagnetske titrajne sustave koji uključuju izmjenu energije, raspraviti ograničenja jednadžbe te je prilagođavati zadanim početnim i rubnim uvjetima
2. Odrediti i analizirati normalne modove titranja za dva ili više titrajnih sustava koji su međusobno povezani harmonijskim vezama
3. Izvesti i koristiti valnu jednadžbu za različite mehaničke i elekromagnetske sustave (uključujući valove na niti, zvučne valove i elektromagnetske valove), ukazati na ograničenja te ih prilagođavati zadanim početnim i rubnim uvjetima
4. Analizirati i objasniti superpoziciju dvaju ili više izvora valova, pojave difrakcije i interferencije valova te uvjete koji su potrebni za takve pojave
5. Analizirati širenje valova kroz različita sredstva, raspraviti disperziju te grupnu i faznu brzinu valova
6. Raspraviti i koristiti pojmove i zakone geometrijske optike za opisivanje i objašnjenje optičkih instrumenata i njihovih elemenata, te raspraviti njihova ograničenja
7. Raspraviti temeljne pokuse, koncepte i pojave povezane s valnom prirodom svjetlosti (interferencija, Youngov pokus, ogib, polarizacija)
8. Kritički raspraviti primjenu principa i zakona o titranjima, valovima i optici u svakodnevnom životu i drugim disciplinama
9. Koristiti analitičke i numeričke metode u rješavanju problema o mehaničkim i elektromagnetskim titranjima, valovima i optici
Sadržaj predmeta
1. Titranje. Jednostvno harmonijsko titranje. Prigušeno titranje. Prisilno titranje. (4 + 1 + 2 sata)
2. Vezana titranja. Zbrajanje harmonijskih titranja. (4 + 1 + 2 sata)
3. Transverzalni i longitudinalni valovi u elastičnom sredstvu. Valna jednadžba. (4 + 1 + 2 sata)
4. Brzina transverzalnog vala na žici. Energija i snaga vala. Valni paket. (4 + 1 + 2 sata)
5. Interferencija valova. Stojni valovi. Refleksija. Stojni valovi i rezonancija. (4 + 1 + 2 sata)
6. Fourierova analiza. (4 + 1 + 2 sata)
7. Zvučni valovi. Intenzitet i nivo zvuka. Stojni zvučni valovi. Dopplerova pojava. (4 + 1 + 2 sata)
8. Valovi u čvrstim tijelima. (4 + 1 + 2 sata)
9. Elektromagnetska titranja. Eketromagnetski valovi. Poyintingov vektor. (4 + 1 + 2 sata)
10. Polarizacija. Lom i refleksija. Disperzija svjetlosti. (4 + 1 + 2 sata)
11. Geometrijska optika. Fermatov princip. Zrcala. Sferni dioptri. Leće. (4 + 1 + 2 sata)
12. Valna optika. Interferencija svjetlosti. Difrakcija svjetlosti. (4 + 1 + 2 sata)
13. Optički instrumenti. Boje. Fotometrija. (4 + 1 + 2 sata)
14. Linijski spektri. Fizikalne osnove lasera. (4 + 1 + 2 sata)
15. Valnočestična svojstva tvari. (4 + 1 + 2 sata)
Vrste izvođenja nastave
- Predavanja
- Seminari
- Vježbe
- Samostalni zadaci
- Radionice
- Rješavanje problemskih zadataka (domaće zadaće)
Obveze studenata
1. Aktivno sudjelovati u nastavi kritičkim prosuđivanjem i argumentiranjem mišljenja, pitanjima i odgovorima na pitanja.
2. Riješiti zadane probleme iz valova i optike.
3. Kritički raspraviti odabrane pojmove i zakone te njihovu primjenjivost.
Praćenje rada studenata (ECTS)
- Pohađanje nastave (3.5)
- Usmeni ispit (2.5)
- Pismeni ispit (2)
- Problem solving (1)
Ocjenjivanje i vrjednovanje rada studenata
Dvaput tijekom semestra studenti polažu pisani kolokvij iz dvije polovice gradiva. Studenti koji na kolokvijima ukupno ostvare više od 50% mogućih bodova su oslobođeni polaganja pisanog ispita i mogu pristupiti usmenom ispitu. Konačna se ocjena formira na temelju pisanog ispita/kolokvija (1/2 ocjene) i odgovora na usmenom ispitu (1/2 ocjene).
Obvezna literatura
Halliday, Resnick, Walker: Fundamentals of Physics, John Wiley & Sons, 2003.
Mile Dželalija, slideovi s predavanja, 2015.
Izborna literatura
- F.S. Crawford. Waves. Berkeley Physics Course III, McGraww-Hill, New York
- Babić, R. Krsnik i M. Očko, Zbirka riješenih zadataka iz fizike. Školska knjiga, Zagreb 1982.
- F.W. Sears, M.W. Zemansky, H. D.Young, R. A. Freedman. University Physics. Addison Wesley London, 2000.
- R.P. Feynman, R.B. Leighton, M. Sands. The Feynman lectures on physics I, Addison-Wesley, London 1975.
- M. Paić, Osnove fizike I,IV, Liber, Zagreb, 1978-1983.
Načini praćenja kvalitete
1. Nastavnici, koji imaju predmete koreliranih ishoda učenja, surađuju i zajednički vode brigu o kvaliteti nastave.
2. Statistika ispitnih rezultata i vrednovanje uspješnosti u skladu s navedenim ishodima učenja.
3. Studentsko evaluiranje putem anonimne ankete koja se provodi prema pravilniku Sveučilišta u Splitu.
Izvedba
Sveučilišni prijediplomski studij
 •  Fizika (obvezni 3. sem.)
 •  Matematika; smjer: Primijenjena matematika (izborni 5. sem.)
 •  Matematika i fizika (obvezni 3. sem.)
 
Napomene:
Vrste nastave (tip): (P) Predavanja; (S) Seminari; (A) Auditorne vježbe; (PK) Vježbe u praktikumu; (L) Laboratorijske vježbe; (M) Metodičke vježbe; (TJ) Vježbe tjelesnog odgoja; (T) Terenske vježbe.
Prije početka nastave moguće su rošade izvođača nastave u svrhu optimizacije opterećenja. Prikazana je testna verzija automatskog generiranja informacija.