Karta przedmiotu

Fizyka ośrodków ciągłych

Podstawowe informacje o zajęciach

Cykl kształcenia:

2024/2025

Nazwa jednostki prowadzącej studia:

Wydział Matematyki i Fizyki Stosowanej

Nazwa kierunku studiów:

Inżynieria w medycynie

Obszar kształcenia:

nauki techniczne

Profil studiów:

ogólnoakademicki

Poziom studiów:

pierwszego stopnia

Forma studiów:

stacjonarne

Specjalności na kierunku:

Tytuł otrzymywany po ukończeniu studiów:

inżynier

Nazwa jednostki prowadzącej zajęcia:

Katedra Fizyki i Inżynierii Medycznej

Kod zajęć:

14910

Status zajęć:

wybierany dla programu

Układ zajęć w planie studiów:

sem: 3 / W15 C15 L15 / 4 ECTS / E

Język wykładowy:

polski

Imię i nazwisko koordynatora:

prof. dr hab. inż. Vitalii Dugaev

Terminy konsultacji koordynatora:

informacja o konsultacjach znajduje się na USOS

semestr 3:

dr Violetta Bednarska-Buczek

Cel kształcenia i wykaz literatury

Główny cel kształcenia:
Zapoznanie studentów z mechaniką gazów i płynów, oraz elektrodynamiką izolatorów, metali, półprzewodników i nadprzewodników. Opis właściwości materiałów na podstawie równań makroskopowych.

Ogólne informacje o zajęciach:
Wykłady z tego przedmiotu obejmują mechanikę klasyczną płynów, najważniejsze zasady i prawa hydrodynamiki gazów i cieci, oraz elektrodynamikę ośrodków ciągłych. Rozumienie podstawowych zjawisk w mechanice i elektrodynamice ośrodków ciągłych jest podstawą dla większości badań obiektów biologicznych.

Wykaz literatury, wymaganej do zaliczenia zajęć

Literatura wykorzystywana podczas zajęć wykładowych
1	C. Kittel	Wstęp do fizyki ciała stałego	PWN, Warszawa.	2010
2	N. W. Ashcroft, M. D. Mermin	Fizyka ciała stałego	PWN, Warszawa.	1986
3	L. D. Landau, E. M. Lifszyc	Elektrodynamika ośrodków ciągłych	PWN, Warszawa.	2010

Literatura do samodzielnego studiowania
1	L. D. Landau, E. M. Lifszyc	Hydrodynamika	PWN, Warszawa.	2010

Wymagania wstępne w kategorii wiedzy / umiejętności / kompetencji społecznych

Wymagania formalne:
Status studenta

Wymagania wstępne w kategorii Wiedzy:
Znajomość podstaw mechaniki Newtona i elektrodynamiki klasycznej.

Wymagania wstępne w kategorii Umiejętności:
Umiejętność rozwiązywania prostych zadań z mechaniki Newtona i elektrodynamiki klasycznej.

Wymagania wstępne w kategorii Kompetencji społecznych:
Umiejętność pracy w małym 2-3 osobowym zespole

Efekty kształcenia dla zajęć

MEK	Student, który zaliczył zajęcia	Formy zajęć/metody dydaktyczne prowadzące do osiągnięcia danego efektu kształcenia	Metody weryfikacji każdego z wymienionych efektów kształcenia	Związki z KEK	Związki z PRK
MEK01	Zna zasady teorii cieczy doskonałej, równanie ciągłości i równanie Eulera. Potrafi wyjaśnić pojęcie lepkości i powiedzieć czym różni się hydrodynamika doskonalej cieczy od cieczy niedoskonałej. Zna zasady teorii sprężystości. Potrafi wyjaśnić związek odkształcenia i naprężenia w ośrodku ciągłym.	wykład, laboratorium	egzamin cz. ustna, zaliczenie cz. praktyczna	K-W01+ K-W02+ K-U09+	P6S-UO P6S-UU P6S-WG P6S-WK
MEK02	wie jak opisuje się elektrostatykę izolatorów. Potrafi wyjaśnić czym jest przenikalność dielektryczna, jak zależy funkcja dielektryczna od symetrii kryształów.	wykład, laboratorium	egzamin cz. ustna, zaliczenie cz. praktyczna	K-W01+ K-W02+ K-K04+ K-K05+	P6S-KK P6S-KO P6S-UO P6S-WG P6S-WK
MEK03	wie czym jest ferromagnetyzm i antyferromagnetyzm, jak opisuje się przejście fazowe do stanu namagnesowania. Posiada wiadomości z zakresu fal spinowych i magnonów, potrafi napisać równania dyspersji fal spinowych.	wykład, laboratorium	egzamin cz. ustna, zaliczenie cz. praktyczna	K-W01+ K-W02+ K-U02+ K-U09+	P6S-UO P6S-UU P6S-UW P6S-WG P6S-WK
MEK04	zna podstawy fizyki nadprzewodnictwa. Potrafi opisać mechanizm mikroskopowy nadprzewodnictwa, równania Londonów i zjawisko Meissnera.	wykład, laboratorium	egzamin cz. ustna, zaliczenie cz. praktyczna	K-W01+ K-U02+ K-U09+ K-K01+	P6S-KO P6S-UO P6S-UU P6S-UW P6S-WG P6S-WK

Treści kształcenia dla zajęć

Sem.	TK	Treści kształcenia	Realizowane na	MEK
3	TK01	Zachowanie energii i pędu w fizyce ośrodków ciągłych. Ciecz doskonała. Równanie ciągłości dla cieci. Równanie Eulera. Hydrostatyka. Równanie Bernulli'ego. Strumień energii i pędu. Nieściśliwa cieć. Lepkość cieci. Równanie Naviera-Stokesa. Przepływ laminarny. Liczba Reynoldsa R. Równania ruchu cieczy przy małych R. Turbulencja. Przejście do ruchu turbulentnego. Laminarny przepływ cieci w warstwach porzypowierzchniowych.	W1-2, L1	MEK01
3	TK02	Tensory odkształcenia i naprężenia w teorii sprężytości. Odkształcenia jednorodne. Równanie równowagi ciał izotropowych. Własności sprężyste kryształów. Fale sprężyste. Odkrztałcenie przy zmianie temperatury.	W3-4,L2	MEK01
3	TK03	Elektrostatyka ośrodków przewodniczących. Równania Maxwella dla pola elektrycznego. Energia pola elektrostatycznego. Elektrostatyka izolatorów. Przenikalność elektryczna w izolatorach. Właściwości dielektryczne kryształów. Ferroelektryki.	W5-6,L3	MEK02
3	TK04	Prąd stały i przewodnictwo materiałów. Effekt Halla. Zjawiska termoelektryczne i termo-magnetoelektryczne.	W7-8,L4	MEK02
3	TK05	Stałe pole magnetyczne. Równania Maxwella w ośrodku ciągłym w polu magnetycznym. Indukcja magnetyczna i namagnesowanie. Przenikalność magnetyczna.	W9-10,L5	MEK03
3	TK06	Ferromagnetyzm i antyferromagnetyzm. Anizotropia magnetyczna. Mechanizmy uporządkowania magnetycznego. Teoria przejść fazowych dla magnetyka. Fale spinowe i magnony.	W11-12,L6	MEK03
3	TK07	Nadprzewodnictwo. Włąściwości magnetyczne nadprzewodników. Effekt Meissnera. Równanie Londonów. Mechanizm nadprzewodnictwa. Prąd nadprzewodnictwa. Nadprzewodnik w polu magnetyczym.	W13-14,L7	MEK04
3	TK08	Fale elektromagnetyczne w izolatorach. Równania pola elektromagnetycznego w krysztale. Funkcja dielektryczna. Energia pola elektromagnetycznego.	W15	MEK03 MEK04

Nakład pracy studenta

Forma zajęć	Praca przed zajęciami	Udział w zajęciach	Praca po zajęciach
Wykład (sem. 3)		Godziny kontaktowe: 15.00 godz./sem.	Uzupełnienie/studiowanie notatek: 4.00 godz./sem. Studiowanie zalecanej literatury: 6.00 godz./sem.
Ćwiczenia/Lektorat (sem. 3)	Przygotowanie do ćwiczeń: 10.00 godz./sem. Przygotowanie do kolokwium: 2.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 15.00 godz./sem.	Dokończenia/studiowanie zadań: 5.00 godz./sem.
Laboratorium (sem. 3)	Przygotowanie do laboratorium: 8.00 godz./sem. Przygotowanie do kolokwium: 2.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 15.00 godz./sem.	Dokończenia/wykonanie sprawozdania: 10.00 godz./sem.
Konsultacje (sem. 3)		Udział w konsultacjach: 2.00 godz./sem.
Egzamin (sem. 3)	Przygotowanie do egzaminu: 5.00 godz./sem.	Egzamin ustny: 1.00 godz./sem.

Sposób wystawiania ocen składowych zajęć i oceny końcowej

Forma zajęć	Sposób wystawiania oceny podsumowującej
Wykład
Ćwiczenia/Lektorat
Laboratorium
Ocena końcowa	Ocena wystawiana jest na podstawie wyników egzaminu ustnego i wyników zaliczenia laboratorium jako średnia ważona tych ocen.

Przykładowe zadania

Wymagane podczas egzaminu/zaliczenia
(-)

Realizowane podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/projektowych
(-)

Inne
(-)

Czy podczas egzaminu/zaliczenia student ma możliwość korzystania z materiałów pomocniczych : nie

Treści zajęć powiazane są z prowadzonymi badaniami naukowymi tak

1	J. Barnaś; V. Dugaev; A. Dyrdał; S. Kudła	Longitudinal magnetoresistance in graphene with random Rashba spin-orbit interaction	2025
2	L. Chotorlishvili; V. Dugaev; M. Inglot; C. Jasiukiewicz; K. Kouzakov; M. Kulig; P. Kurashvili; T. Masłowski; S. Wolski	Fermionic entanglement in altermagnets	2025
3	J. Barnaś; V. Dugaev; A. Dyrdał; M. Inglot	Localized states at the Rashba spin-orbit domain wall in magnetized graphene: Interplay of Rashba and magnetic domain walls	2024
4	L. Chotorlishvili; V. Dugaev; A. Ernst; S. Parkin; A. Sinner; X. Wang	Superconducting diode sensor	2024
5	P. Buczek; V. Dugaev; A. Ernst; D. Maryenko; I. Maznichenko; S. Ostanin; S. Parkin; E. Sherman	Fragile altermagnetism and orbital disorder in Mott insulator LaTiO3	2024
6	P. Buczek; V. Dugaev; A. Ernst; M. Kawasaki; D. Maryenko; I. Maznichenko; I. Mertig; S. Ostanin; E. Sherman	Emerging Two-Dimensional Conductivity at the Interface between Mott and Band Insulators	2024
7	V. Dugaev; E. Sherman; S. Wolski	Magnetic diffraction gratings for topological insulator-based electron optics	2024
8	J. Barnaś; J. Berakdar; L. Chotorlishvili; V. Dugaev; A. Ernst; G. Guo; S. Parkin; . Wang	Steering skyrmions with microwave and terahertz electric pulses	2023
9	L. Chotorlishvili; V. Dugaev; M. Inglot; C. Jasiukiewicz; M. Kulig; P. Kurashvili; T. Masłowski; R. Stagraczyński; S. Stagraczyński; T. Szczepański; S. Wolski	Topological insulator and quantum memory	2023
10	V. Dugaev; A. Ernst; M. Kawamura; M. Kawasaki; D. Maryenko; I. Maznichenko; M. Nakamura; S. Ostanin; E. Sherman; K. Takahashi	Superconductivity at epitaxial LaTiO3–KTaO3 interfaces	2023
11	V. Dugaev; A. Ernst; P. Ghosh; J. Guo; T. Heitmann; S. Kelley; D. Singh; F. Ye	NiSi: A New Venue for Antiferromagnetic Spintronics	2023
12	V. Dugaev; E. Sherman; S. Wolski	Magnetic scattering with spin-momentum locking: Single scatterers and diffraction grating	2023
13	V. Dugaev; G. Engel; E. Kirichenko; V. Stephanovich	Influence of Dirac cone warping and tilting on the Friedel oscillations in a topological insulator	2023
14	J. Barnaś; J. Berakdar; L. Chotorlishvili; V. Dugaev; A. Dyrdał; G. Guo; . Wang	Rectification of the spin Seebeck current in noncollinear antiferromagnets	2022
15	J. Barnaś; L. Chotorlishvili; V. Dugaev; A. Dyrdał; A. Ernst; G. Guo; S. Parkin; G. Tatara; X. Wang	Skyrmion lattice hosted in synthetic antiferromagnets and helix modes	2022
16	J. Barnaś; L. Chotorlishvili; V. Dugaev; A. Dyrdał; A. Ernst; G. Guo; S. Parkin; X. Wang	Skyrmion Echo in a System of Interacting Skyrmions	2022
17	J. Barnaś; V. Dugaev; E. Kirichenko; V. Stephanovich	Dynamic Friedel oscillations on the surface of a topological insulator	2022
18	L. Chotorlishvili; V. Dugaev; M. Inglot; C. Jasiukiewicz; K. Kouzakov; T. Masłowski; R. Stagraczyński; S. Stagraczyński; T. Szczepański; S. Wolski	Random spin-orbit gates in the system of a topological insulator and a quantum dot	2022
19	V. Dugaev; A. Ernst; P. Ghosh; J. Guo; D. Singh; G. Yumnam	Topological monopole\'s gauge field-induced anomalous Hall effect in artificial honeycomb lattice	2022
20	V. Dugaev; E. Kirichenko; W. Olchawa; V. Stephanovich	1D solitons in cubic-quintic fractional nonlinear Schrödinger model	2022
21	V. Dugaev; J. Harjani Sauco; E. Kirichenko; B. López Brito; V. Stephanovich	Fractional quantum oscillator and disorder in the vibrational spectra	2022
22	V. Dugaev; S. Kudła; E. Sherman; T. Szczepański; S. Wolski	Electron scattering by magnetic quantum dot in topological insulator	2022
23	Y. Chen; V. Dugaev; A. Ernst; J. Gunasekera; D. Singh	Quantum Magnetic Properties and Metal-to-Insulator Transition in Chemically Doped Calcium Ruthenate Perovskite	2022
24	E. Chulkov; V. Dugaev; A. Ernst; M. Hoffmann; V. Men’shov; T. Menshchikova; M. Otrokov; E. Petrov; I. Rusinov	Domain wall induced spin-polarized flat bands in antiferromagnetic topological insulators	2021
25	J. Barnaś; V. Dugaev; A. Dyrdał; M. Inglot	Graphene with Rashba spin-orbit interaction and coupling to a magnetic layer: Electron states localized at the domain wall	2021
26	M. Bahramy; V. Dugaev; A. Ernst; M. Kawamura; M. Kawasaki; Y. Kozuka; M. Kriener; D. Maryenko; E. Sherman	Interplay of spin–orbit coupling and Coulomb interaction in ZnO-based electron system	2021
27	V. Dugaev; S. Kudła; E. Sherman; T. Szczepański; S. Wolski	Electron scattering by magnetic quantum dot in topological insulator	2021
28	V. Dugaev; V. Litvinov	Modern Semiconductor Physics and Device Applications	2021
29	J. Barnaś; J. Berakdar; L. Chotorlishvili; V. Dugaev; Z. Toklikishvili; X. Wang	Stratonovich-Ito integration scheme in ultrafast spin caloritronics	2020
30	J. Barnaś; V. Dugaev; M. Sedlmayr; N. Sedlmayr	Chiral Hall effect in the kink states in topological insulators with magnetic domain walls	2020
31	N. Arnold; J. Barnaś; J. Berakdar; L. Chotorlishvili; V. Dugaev; A. Ernst; C. Jia; I. Maznichenko; I. Mertig; X. Wang	The optical tweezer of skyrmions	2020
32	N. Arnold; J. Barnaś; P. Buczek; L. Chotorlishvili; V. Dugaev; A. Ernst; I. Maznichenko; S. Parkin; X. Wang	Plasmonic Skyrmion Lattice Based on the Magnetoelectric Effect	2020
33	Y. Chen; A. Dahal; V. Dugaev; A. Ernst; T. Heitmann; J. Rodriguez‐Rivera ; D. Singh; G. Xu	Perovskite magnet with quantum mechanical glassiness	2020