Moduł I 1 Wiadomości wstępne 1.1 Wielkości fizyczne, jednostki 1.2 Wektory 1.2.1 Rozkładanie wektorów na składowe 1.2.2 Suma wektorów 1.2.3 Iloczyn skalarny 1.2.4 Iloczyn wektorowy 2 Ruch jednowymiarowy 2.1 Wstęp 2.2 Prędkość 2.2.1 Prędkość stała 2.2.2 Prędkość chwilowa 2.2.3 Prędkość średnia 2.3 Przyspieszenie 2.3.1 Przyspieszenie jednostajne 2.3.2 Przyspieszenie chwilowe 2.3.3 Ruch jednostajnie zmienny 3 Ruch na płaszczyźnie 3.1 Przemieszczenie, prędkość i przyspieszenie 3.2 Rzut ukośny 3.3 Ruch jednostajny po okręgu 3.4 Ruch krzywoliniowy 4 Podstawy dynamiki 4.1 Wstęp 4.1.1 Oddziaływania podstawowe 4.1.2 Masa 4.1.3 Pęd 4.1.4 Siła 4.2 Zasady dynamiki Newtona 5 Wybrane zagadnienia z dynamiki 5.1 Siły kontaktowe i tarcie 5.1.1 Tarcie 5.2 Siły bezwładności 6 Grawitacja 6.1 Prawo powszechnego ciążenia 6.1.1 Doświadczenie Cavendisha 6.2 Prawa Keplera ruchu planet 6.3 Ciężar 6.3.1 Masa bezwładna i grawitacyjna 6.4 Pole grawitacyjne, pola sił Podsumowanie Materiały dodatkowe do Modułu I I. 1. Średnia ważona I. 2. Ruch przyspieszony po okręgu I. 3. Ruch w polu grawitacyjnym z uwzględnieniem oporu powietrza I. 4. Siła Coriolisa I. 5. Prawa Keplera a zasady dynamiki Newtona Rozwiązania ćwiczeń z modułu I Test I Moduł II 7 Praca i energia 7.1 Praca wykonana przez siłę stałą 7.2 Praca wykonana przez siłę zmienną 7.3 Energia kinetyczna 7.4 Moc 8 Zasada zachowania energii 8.1 Siły zachowawcze i niezachowawcze 8.2 Energia potencjalna 8.2.1 Energia potencjalna i potencjał pola grawitacyjnego 8.3 Zasada zachowania energii 9 Zasada zachowania pędu 9.1 Środek masy 9.2 Ruch środka masy 9.3 Pęd układu punktów materialnych 9.4 Zasada zachowania pędu 10 Zderzenia 10.1 Zderzenia w przestrzeni jednowymiarowej 10.2 Zderzenia na płaszczyźnie Podsumowanie Materiały dodatkowe do Modułu II II. 1. Energia kinetyczna w układzie środka masy II. 2. Układy o zmiennej masie Rozwiązania ćwiczeń z modułu II Test II Moduł III 11 Ruch obrotowy 11.1 Kinematyka ruchu obrotowego 11.2 Dynamika punktu materialnego 11.2.1 Moment pędu 11.2.2 Zachowanie momentu pędu 11.3 Ciało sztywne i moment bezwładności 11.4 Ruch obrotowo-postępowy 12 Ruch drgający 12.1 Siła harmoniczna, drgania swobodne 12.2 Wahadła 12.2.1 Wahadło proste 12.2.2 Wahadło fizyczne 12.3 Energia ruchu harmonicznego prostego 12.4 Oscylator harmoniczny tłumiony 12.4.1 Straty mocy, współczynnik dobroci 12.5 Drgania wymuszone oscylatora harmonicznego 12.5.1 Rezonans 12.6 Składanie drgań harmonicznych 12.6.1 Składanie drgań równoległych 12.6.2 Składanie drgań prostopadłych Podsumowanie Materiały dodatkowe do Modułu III III. 1. Ruch przyspieszony po okręgu III. 2. Obliczanie momentu bezwładności - przykład III. 3. Ruch precesyjny (bąk) III. 4. Równanie ruchu harmonicznego tłumionego III. 5. Amplituda i faza w ruchu harmonicznym wymuszonym III. 6. Moc absorbowana przez oscylator III. 7. Składanie drgań metodą wektorową Rozwiązania ćwiczeń z modułu III Test III Moduł IV 13 Fale w ośrodkach sprężystych 13.1 Fale mechaniczne 13.1.1 Rodzaje fal 13.2 Rozchodzenie się fal w przestrzeni 13.3 Prędkość rozchodzenia się fal, równanie falowe 13.4 Przenoszenie energii przez fale 13.5 Interferencja fal, fale stojące 13.5.1 Fale stojące 13.6 Analiza fal złożonych 13.7 Dudnienia, modulacja amplitudy 13.8 Zjawisko Dopplera 14 Statyka i dynamika płynów 14.1 Ciśnienie i gęstość 14.2 Ciśnienie wewnątrz nieruchomego płynu 14.2.1 Pomiar ciśnienia (barometr) 14.3 Prawo Pascala i prawo Archimedesa 14.4 Ogólny opis przepływu płynów 14.5 Równanie Bernoulliego 14.6 Dynamiczna siła nośna Podsumowanie Materiały dodatkowe do Modułu IV IV. 1. Prędkość grupowa IV. 2. Prędkość fal w naprężonym sznurze (strunie) Rozwiązania ćwiczeń z modułu IV Test IV Moduł V 15 Kinetyczna teoria gazów i termodynamika I 15.1 Ciśnienie gazu doskonałego 15.2 Temperatura, równanie stanu gazu doskonałego 15.2.1 Zerowa zasada termodynamiki 15.2.2 Kinetyczna interpretacja temperatury 15.2.3 Równanie stanu gazu doskonałego 15.2.4 Pomiar temperatury, skale temperatur 15.3 Ekwipartycja energii 15.4 Pierwsza zasada termodynamiki 15.5 Ciepło właściwe 15.5.1 Ciepło właściwe przy stałej objętości 15.5.2 Ciepło właściwe przy stałym ciśnieniu 15.6 Rozprężanie izotermiczne i adiabatyczne 15.6.1 Rozprężanie izotermiczne 15.6.2 Rozprężanie adiabatyczne 16 Kinetyczna teoria gazów i termodynamika II 16.1 Średnia droga swobodna 16.2 Rozkład Maxwella prędkości cząsteczek 16.3 Równanie stanu Van der Waalsa 16.4 Procesy odwracalne i nieodwracalne, cykl Carnota 16.4.1 Procesy odwracalne i nieodwracalne 16.4.2 Cykl Carnota 16.5 Entropia i druga zasada termodynamiki 16.5.1 Termodynamiczna skala temperatur 16.5.2 Entropia 16.5.3 Entropia a nieuporządkowanie 16.6 Stany równowagi, zjawiska transportu 16.6.1 Stany równowagi 16.6.2 Zjawiska transportu Podsumowanie Materiały dodatkowe do Modułu V V. 1. Rotacyjne i wibracyjne stopnie swobody cząsteczki wodoru V. 2. Równanie Poissona dla przemiany adiabatycznej V. 3. Sprawność silnika Carnota V. 4. Sprawność silników cieplnych V. 5. Przepływ ciepła Rozwiązania ćwiczeń z modułu V Test V Moduł VI 17 Pole elektryczne 17.1 Ładunek elektryczny 17.1.1 Kwantyzacja ładunku 17.1.2 Zachowanie ładunku 17.2 Prawo Coulomba 17.2.1 Zasada superpozycji 17.3 Pole elektryczne 18 Prawo Gaussa 18.1 Strumień pola elektrycznego 18.2 Prawo Gaussa 18.3 Przykłady zastosowania prawa Gaussa I 18.3.1 Izolowany przewodnik 18.3.2 Kuliste rozkłady ładunków - jednorodnie naładowana sfera 18.3.3 Kuliste rozkłady ładunków - jednorodnie naładowana kula 18.4 Przykłady zastosowania prawa Gaussa II 18.4.1 Liniowy rozkład ładunków 18.4.2 Płaskie rozkłady ładunków 18.4.3 Powierzchnia przewodnika 19 Potencjał elektryczny 19.1 Energia potencjalna w polu elektrycznym 19.2 Potencjał elektryczny 19.3 Obliczanie potencjału elektrycznego 20 Kondensatory i dielektryki 20.1 Pojemność elektryczna 20.2 Energia pola elektrycznego 20.3 Kondensator z dielektrykiem Podsumowanie Materiały dodatkowe do Modułu VI VI. 1. Pole elektryczne na osi pierścienia VI. 2. Gradient pola VI. 3. Dielektryk w polu elektrycznym - rozważania ilościowe Rozwiązania ćwiczeń z modułu VI Test VI Moduł VII 21 Prąd elektryczny 21.1 Natężenie prądu elektrycznego 21.2 Prawo Ohma 21.3 Praca i moc prądu, straty cieplne 21.3.1 Straty cieplne 21.4 Obwody prądu stałego 21.4.1 Siła elektromotoryczna, prawo Ohma dla obwodu zamkniętego 21.4.2 Prawa Kirchoffa 22 Pole magnetyczne 22.1 Siła magnetyczna 22.2 Linie pola magnetycznego, kierunek pola 22.3 Ruch naładowanych cząstek w polu magnetycznym 22.4 Działanie pola magnetycznego na przewodnik z prądem 22.4.1 Obwód z prądem 22.4.2 Magnetyczny moment dipolowy 22.5 Efekt Halla 23 Pole magnetyczne przewodników z prądem 23.1 Prawo Ampere'a 23.1.1 Pole wokół przewodnika z prądem 23.1.2 Prawo Ampere'a 23.1.3 Przykład - prostoliniowy przewodnik 23.1.4 Przykład - cewka (solenoid) 23.2 Oddziaływanie równoległych przewodników z prądem 23.3 Prawo Biota-Savarta Podsumowanie Materiały dodatkowe do Modułu VII VII. 1. Wyprowadzenie prawa Ohma VII. 2. Cyklotron Rozwiązania ćwiczeń z modułu VII Test VII Moduł VIII 24 Indukcja elektromagnetyczna 24.1 Prawo indukcji Faradaya 24.2 Reguła Lenza 24.3 Indukcyjność 24.3.1 Transformator 24.3.2 Indukcyjność własna 24.4 Energia pola magnetycznego 25 Drgania elektromagnetyczne 25.1 Drgania w obwodzie LC 25.2 Obwód szeregowy RLC 25.3 Rezonans 25.4 Moc w obwodzie prądu zmiennego 26 Równania Maxwella 26.1 Prawo Gaussa dla pola magnetycznego 26.2 Indukowane wirowe pole elektryczne 26.3 Indukowane pole magnetyczne 26.4 Równania Maxwella 27 Fale elektromagnetyczne 27.1 Widmo fal elektromagnetycznych 27.2 Równanie falowe 27.3 Rozchodzenie się fal elektromagnetycznych 27.4 Wektor Poyntinga Podsumowanie Materiały dodatkowe do Modułu VIII VIII. 1. Obwody RC i RL, stałe czasowe VIII. 2. Zawada w obwodzie RLC VIII. 3. Prąd przesunięcia VIII. 4. Równania Maxwella VIII. 5. Równania Maxwella w postaci różniczkowej (operatorowej) Rozwiązania ćwiczeń z modułu VIII Test VIII Moduł IX 28 Optyka geometryczna i falowa 28.1 Wstęp 28.2 Odbicie i załamanie 28.2.1 Współczynnik załamania, droga optyczna, dyspersja światła 28.2.2 Prawo odbicia i prawo załamania 28.2.3 Soczewki 28.3 Warunki stosowalności optyki geometrycznej 28.3.1 Zasada Huygensa 29 Interferencja 29.1 Doświadczenie Younga 29.2 Spójność (koherencja) fal świetlnych 29.3 Natężenie światła w doświadczeniu Younga 29.4 Interferencja w cienkich warstwach 29.5 Interferencja fal z wielu źródeł, siatka dyfrakcyjna 30 Dyfrakcja 30.1 Wstęp 30.2 Dyfrakcja na pojedynczej szczelinie 30.3 Natężenie światła w obrazie dyfrakcyjnym 30.4 Interferencja i dyfrakcja na dwóch szczelinach 30.5 Dyfrakcja promieni Roentgena (promieni X) 31 Polaryzacja 31.1 Wstęp 31.2 Płytki polaryzujące 31.3 Polaryzacja przez odbicie 31.4 Dwójłomność Podsumowanie Materiały dodatkowe do Modułu IX IX. 1. Widzenie barwne IX. 2. Zasada Fermata IX. 3. Prawo Bragga Rozwiązania ćwiczeń z modułu IX Test IX Moduł X 32 Światło a fizyka kwantowa 32.1 Promieniowanie termiczne 32.2 Ciało doskonale czarne 32.3 Teoria promieniowania we wnęce, prawo Plancka 32.3.1 Rozważania klasyczne 32.3.2 Teoria Plancka promieniowania ciała doskonale czarnego 32.3.3 Zastosowanie prawa promieniowania w termometrii 32.4 Zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne 32.4.1 Kwantowa teoria Einsteina zjawiska fotoelektrycznego 32.5 Efekt Comptona 33 Model atomu Bohra 33.1 Wstęp 33.2 Widma atomowe 33.3 Model Bohra atomu wodoru 33.4 Stany energetyczne i widmo atomowe wodoru 34 Fale i cząstki 34.1 Fale materii 34.2 Struktura atomu i fale materii 35 Elementy mechaniki kwantowej 35.1 Funkcja falowa 35.2 Zasada nieoznaczoności 35.3 Teoria Schrödingera atomu wodoru 35.3.1 Równanie Schrödingera 35.3.2 Kwantowomechaniczny opis atomu wodoru 35.3.3 Funkcje falowe 35.3.4 Energia elektronu Podsumowanie Materiały dodatkowe do Modułu X X. 1. Zasada nieoznaczoności w pomiarach Rozwiązania ćwiczeń z modułu X Test X Moduł XI 36 Atomy wieloelektronowe 36.1 Orbitalny moment pędu i spin elektronu 36.1.1 Orbitalny moment pędu 36.1.2 Spin elektronu 36.2 Zasada Pauliego 36.3 Układ okresowy pierwiastków 36.4 Promienie X 36.5 Lasery 36.5.1 Emisja spontaniczna 36.5.2 Emisja wymuszona 36.5.3 Rozkład Boltzmana 36.5.4 Laser 37 Materia skondensowana 37.1 Rodzaje kryształów (rodzaje wiązań) 37.1.1 Kryształy cząsteczkowe 37.1.2 Kryształy o wiązaniach wodorowych 37.1.3 Kryształy jonowe 37.1.4 Kryształy atomowe (kowalentne) 37.1.5 Ciała metaliczne 37.2 Fizyka półprzewodników 37.2.1 Domieszkowanie półprzewodników 37.3 Zastosowania półprzewodników 37.3.1 Termistor 37.3.2 Złącze p - n 37.3.3 Baterie słoneczne 37.3.4 Tranzystor 37.4 Własności magnetyczne ciał stałych 37.4.1 Diamagnetyzm 37.4.2 Paramagnetyzm 37.4.3 Ferromagnetyzm 38 Fizyka jądrowa 38.1 Wstęp 38.2 Oddziaływanie nukleon-nukleon 38.3 Rozpady jądrowe 38.3.1 Rozpad alfa 38.3.2 Rozpad beta 38.3.3 Promieniowanie gamma 38.3.4 Prawo rozpadu nuklidów 38.4 Reakcje jądrowe 38.4.1 Rozszczepienie jąder atomowych 38.4.2 Reakcja syntezy jądrowej 38.4.3 Źródła energii gwiazd Podsumowanie Materiały dodatkowe do Modułu XI XI. 1. Rozkład Boltzmana Rozwiązania ćwiczeń z modułu XI Test XI Uzupełnienie U.1 Elementy szczególnej teorii względności U.1.1 Transformacja Galileusza U.1.2 Dylatacja czasu U.1.3 Transformacja Lorentza U.1.3.1 Jednoczesność U.1.3.2 Skrócenie długości U.1.3.3 Dodawanie prędkości U.1.3.4 Zależność masy od prędkości U.1.3.5 Równoważność masy i energii Uniwersalne stałe fizyczne Użyteczne wzory matematyczne Układ okresowy pierwiastków