Wykłady i pokazy z fizyki

1) Tytuł wykładu: Materiały węglowe w nanotechnologii

Imię i nazwisko prowadzącego wykład: dr hab. Elżbieta Staryga prof. PŁ

Opis wykładu: Wykład skierowany jest do młodzieży szkół ponadgimnazjalnych.

W trakcie wykładu zostaną przybliżone i wyjaśnione pojęcia takie jak: fulereny, nanorurki węglowe, grafen. Zostaną omówione wybrane metody wytwarzania nanomateriałów węglowych, ich właściwości fizyczne oraz zastosowania w nanotechnologii. Czas trwania zajęć: ok. 1¼ do 1½ godziny zegarowej.

2) Tytuł wykładu: Drgania i zjawisko rezonansu

Imię i nazwisko prowadzącego wykład: dr hab. Elżbieta Staryga prof. PŁ

Opis wykładu: Wykład skierowany jest do młodzieży szkół ponadgimnazjalnych.

W trakcie wykładu zostaną omówione zagadnienia: ruch harmoniczny prosty, parametry opisujące ruch, energia w ruchu harmonicznym prostym, wahadło matematyczne, okres drgań i jego zależność od warunków ruchu, okres drgań wahadła fizycznego, drgania tłumione, drgania wymuszone, rezonans, skutki rezonansu, drgania obwodu elektrycznego LC.

Wykład ilustrowany jest przykładami symulacji drgań przy zadawaniu różnych wartości parametrów istotnych dla drgań. Zjawisko rezonansu zostanie zaprezentowane w krótkich ilustracjach filmowych. Przewiduje się przeprowadzenie pokazów zjawisk związanych z ruchem drgającym. Czas trwania zajęć: ok. 1¼ do 1½ godziny zegarowej.

3) Tytuł wykładu : Akustyka

Imię i nazwisko prowadzącego wykład: dr inż. Piotr Górski i dr Rafał Ledzion

Opis wykładu: Wykład skierowany jest do młodzieży szkół ponadgimnazjalnych może być wygłoszony w wersji dla szkól podstawowych i dla gimnazjów.

Celem wykładu jest zdefiniowanie pojęć: dźwięk, mowa, muzyka. Przedstawienie podstawowych zależności dotyczących: ruchu falowego, lokalnych zmian ciśnienia i gęstości powietrza, zasady słyszenia zjawisk dźwiękowych, podziału dźwięków ze względu na częstotliwość oraz energię, warstwic jednakowej głośności dźwięków, pojęcia granicy słyszalności i bólu percepcji dźwięku, podziału wysokości dźwięków. Omówiona zostanie rola elementów systemu słyszenia w odbiorze zjawisk dźwiękowych, akustyczne zjawisko dudnień oraz Dopplera, podział oktawy, zasada wydobywania dźwięków o zdanej wysokości przez instrumenty strunowe oraz dęte, barwa dźwięku. W czasie trwania wykładu zostaną zademonstrowane następujące doświadczenia: sprawdzenie częstotliwości granicznych percepcji odbierania dźwięków przez słuchaczy, zależność głośności dźwięków od amplitudy oraz od częstotliwości, efekt dudnienia, efekt Dopplera, fala stojąca w strunie, fala stojąca w powietrzu, rura Kundta, wizualizacja muzyki – rura Rubensa. Czas trwania zajęć: ok. 1½ godziny zegarowej – aktywny udział słuchaczy w eksperymentach.

4 ) Tytuł wykładu: Dynamika bryły sztywnej

Imię i nazwisko prowadzącego wykład: dr inż. Piotr Górski

Opis wykładu: Wykład skierowany jest do młodzieży szkół ponadgimnazjalnych.Celem wykładu jest zdefiniowanie pojęcia bryły sztywnej, przedstawienie podstawowych działań na wektorach – wprowadzenie iloczynu wektorowego wektorów – definicja momentu pędu i siły, omówienie: kinematyki bryły sztywnej - ruch postępowy i obrotowy, dynamiki bryły sztywnej – pojęcie momentu bezwładności, energii kinetycznej ruchu obrotowego bryły sztywnej, przedstawienie podobieństw i różnic podstawowych praw dla ruchów postępowego i obrotowego, omówienie zasady zachowania momentu pędu układu mas, precesji wymuszonej bryły sztywnej, efektu giroskopowego dla bryły sztywnej – zasada działania girokompasu. W czasie trwania wykładu zostaną zademonstrowane następujące doświadczenia: toczenie się bryły sztywnej o symetrii walcowej, staczanie się różnych brył sztywnych o symetrii walcowej po równi pochyłej – analiza wyników eksperymentów, sprawdzanie zasady zachowania momentu pędu w układzie: stołek obrotowy-siedzący-koło rowerowe o zwiększonym momencie bezwładności oraz stołek rowerowy-siedzący-hantle (kule), precesja bryły sztywnej o symetrii walcowej, podnoszenie się środka ciężkości bryły sztywnej w celu obrotu wokół osi o największym momencie bezwładności, zjawisko giroskopowe na przykładzie wirowania koła rowerowego lub wirnika odkurzacza lub szlifierki kątowej, zasada jazdy na rowerze. Czas trwania zajęć: ok. 1¼ do 1½ godziny zegarowej – aktywny udział słuchaczy w eksperymentach.

5) Tytuł wykładu : Zjawisko fotoelektryczne i jego współczesne zastosowania

Imię i nazwisko prowadzącego wykład: dr Rafał Ledzion

Opis wykładu: Wykład skierowany jest do młodzieży szkół ponadgimnazjalnych może być wygłoszony w wersji dla szkół podstawowych i dla gimnazjów.

Celem wykładu jest przedstawienie zjawiska fotoelektrycznego zewnętrznego. Omówienie pierwszych eksperymentów i próby wyjaśnienie obserwowanych wyników. Zostanie przedstawione teoretyczne wyjaśnienie efektu fotoelektrycznego zaproponowane przez Einsteina. Omówione zostaną zastosowania efektu fotoelektrycznego. W czasie wykładu zostaną pokazane animacje związane z efektem fotoelektrycznym. Czas trwania zajęć: ok. 1 godziny zegarowej.

6) Tytuł wykładu: Podstawy Fizyki Jądrowej 

Imię i nazwisko prowadzącego wykład: dr Rafał Ledzion

Opis wykładu: Wykład skierowany jest do młodzieży szkół ponadgimnazjalnych może być wygłoszony w wersji dla szkół podstawowych i dla gimnazjów.

Celem wykładu jest przedstawienie podstaw fizyki jądrowej, omówienie pojęcia defektu masy, energii wiązania, reakcji jądrowych i ich zastosowań, podstawowych modeli jądra atomowego, zastosowania fizyki jądrowej w przemyśle i medycynie. Czas trwania zajęć: ok. 1¼ do 1½ godziny zegarowej.

8) Tytuł wykładu : Energetyka Jądrowa

Imię i nazwisko prowadzącego wykład: dr Rafał Ledzion

Opis wykładu: Wykład skierowany jest do młodzieży szkół ponadgimnazjalnych może być wygłoszony w wersji dla szkół podstawowych i dla gimnazjów.

Celem wykładu jest przedstawienie sytuacji energetycznej na Świecie i w szczególności w Polsce, omówienie podstaw fizyki reaktorów jądrowych, omówienie komercyjnych reaktorów jądrowych typu PWR, BWR i PHWR, przedstawienie koncepcji reaktorów IV generacji. Czas trwania zajęć: ok. 1¼ do 1½ godziny zegarowej.

9) Tytuł wykładu : Odkrycie elektronu

Imię i nazwisko prowadzącego wykład: dr Rafał Ledzion

Opis wykładu: Wykład skierowany jest do młodzieży szkół ponadgimnazjalnych może być wygłoszony w wersji dla szkół podstawowych i dla gimnazjów.

Celem wykładu jest przedstawienie historii odkrycia elektronu, omówienie eksperymentów, które przyczyniły się do tego odkrycia. Przedstawienie jaki wpływ na naukę i technikę miało odkrycie elektronu. Czas trwania zajęć: ok. 1 godziny zegarowej.

10) Tytuł wykładu: Promieniowanie rentgenowskie

Imię i nazwisko prowadzącego wykład: dr Rafał Ledzion

Opis wykładu: Wykład skierowany jest do młodzieży szkół ponadgimnazjalnych może być wygłoszony w wersji dla szkół podstawowych i dla gimnazjów.

Celem wykładu jest przedstawienie historii odkrycia promieniowania rentgenowskiego, omówienie właściwości promieniowania rentgenowskiego i jego zastosowań w nauce, technice oraz medycynie (przedstawienie tomografii rentgenowskie i mammografii), omówienie pojęcia dawki promieniowania na organizmy żywe i przedstawienie wybranych norm prawnych dotyczących dawek dopuszczalnych. Czas trwania zajęć: ok. 1 godziny zegarowej

11) Tytuł wykładu : Analogie w grawitacji i elektrostatyce

Imię i nazwisko prowadzącego wykład: dr inż. Piotr Górski

Opis wykładu: Wykład skierowany jest do młodzieży szkół ponadgimnazjalnych.

Celem wykładu jest porównanie pojęć: ładunek grawitacyjny – ładunek elektryczny, natężenie pola grawitacyjnego – natężenie pola elektrycznego, potencjał grawitacyjny – potencjał elektryczny, jednorodne pole grawitacyjne – jednorodne pole elektryczne, energia pola grawitacyjnego – energia pola elektrycznego, ruch cząstek w jednorodnym polu grawitacyjnym i jednorodnym polu elektrycznym, ruch cząstek w centralnych polach: grawitacyjnym i elektrostatycznym, prawa Keplera i krzywe stożkowe, siły ponderomotoryczne – elektrometr Kelwina. Czas trwania zajęć: ok. 1¼ godziny zegarowej.

12) Tytuł wykładu: Polaryzacja światła

Imię i nazwisko prowadzącego wykład: prof. dr hab. Grzegorz Derfel

Opis wykładu: Wykład skierowany jest do młodzieży szkół ponadgimnazjalnych.

Celem wykładu jest wyjaśnienie i demonstracja zjawisk związanych z polaryzacją światła. W krótkim wstępie przedstawiona jest dualistyczna natura światła. Z kolei omówione są ogólne właściwości fal oraz podany szczegółowy opis fal elektromagnetycznych wraz z wyjaśnieniem, na czym polega ich polaryzacja. Następnie przedstawione są metody uzyskiwania i wykrywania polaryzacji światła. Omówione są więc polaryzacja przy odbiciu, podwójne załamanie w kryształach, działanie pryzmatów polaryzujących, polaroidów oraz polaryzacja przy rozpraszaniu. Kolejne tematy to prawo Malusa, polaryzacja kołowa i skręcenie płaszczyzny polaryzacji. Wykład kończy przedstawienie zjawiska dwójłomności wymuszonej, efektu elastooptycznego oraz efektów Kerra i Faradaya. Podane są przykłady praktycznego zastosowania zjawiska polaryzacji. Omawiane zagadnienia ilustrowane są kilkoma pokazami. Czas trwania zajęć: ok. 1¼ godziny zegarowej

13) Tytuł wykładu : Materiały piezoelektryczne, podstawowe własności i zastosowania

Imię i nazwisko prowadzącego wykład: prof. dr hab. Grzegorz Bąk

Opis wykładu: Wykład skierowany jest do młodzieży szkół ponadgimnazjalnych.

Opisane jest zjawisko piezoelektryczne proste i odwrotne, przedstawione są podstawowe materiały piezoelektryczne. W drugiej części wykładu omówione są zarówno znane zastosowania zjawiska piezoelektrycznego jak i możliwe do pomyślenia zastosowania przyszłe. Wykład może być wygłoszony w wersji dla szkól podstawowych i dla gimnazjów. Czas trwania zajęć: ok. 1¼ godziny zegarowej.

14) Tytuł wykładu : Od zasady równoważności do czarnych dziur, promieniowania Hawkinga i ciemnej energii-czyli 100 lat ogólnej teorii względności

Imię i nazwisko prowadzącego wykład: prof. dr hab. Maciej Przanowski

Opis wykładu: Wykład skierowany jest do młodzieży szkół ponadgimnazjalnych.

Czas trwania zajęć: ok 45 minut.

15) Tytuł wykładu : Fizyka Komputerowa

Imię i nazwisko prowadzącego wykład: dr inż. Andrzej Brozi

Opis wykładu: Wykład skierowany jest do młodzieży szkół ponadgimnazjalnych.

1. Fizyka Komputerowa vs. zastosowanie komputerów i metod numerycznych w fizyce. Czym jest eksperyment komputerowy, czym komputerowe opracowanie danych eksperymentalnych, a czym rozwiązywanie równań opisujących zjawiska fizyczne,  przykład: zagadnienie trzech ciał.

2. Modelowanie komputerowe – model matematyczny, model fizyczny, model komputerowy, przykład: stworzenie modelu komputerowego rzutu ukośnego (brak oporu powietrza, opór wg Stokesa, opór proporcjonalny do v2, kąt maksymalnego zasięgu, efekt Magnusa, wpływ wiatru, zależność współczynnika cv od prędkości, zależność gęstości powietrza od wysokości, siła Coriolisa).

3. Inne przykłady modelowania – satelita (ruch w centralnym polu grawitacyjnym), przewidywanie pogody.

16) Tytuł wykładu: Skąd się bierze światło ?

Imię i nazwisko prowadzącego wykład: dr inż. Bogdan Żółtowski

Opis wykładu: Wykład skierowany jest do młodzieży szkół ponadgimnazjalnych może być wygłoszony w wersji dla gimnazjów.

Przegląd różnych zjawisk którym towarzyszy generacja promieniowania elektromagnetycznego w tym z zakresu widzialnego oraz ich wykorzystania przez człowieka do budowy źródeł światła: od pochodni i świecy, przez żarówkę, świetlówkę po diody LED.

Uwaga: Wykład do przeprowadzenia w semestrze letnim 2015/16

17) Tytuł wykładu:Skąd się bierze prąd elektryczny ?

Imię i nazwisko prowadzącego wykład: dr inż. Bogdan Żółtowski

Opis wykładu: Wykład skierowany jest do młodzieży szkół ponadgimnazjalnych może być wygłoszony w wersji dla gimnazjów.

Przegląd różnych zjawisk którym towarzyszy powstanie siły elektromotorycznej i przepływ prądu oraz ich wykorzystania przez człowieka do budowy źródeł zasilania: od ogniwa galwanicznego, przez prądnicę elektromagnetyczną do ogniw słonecznych i ogniw paliwowych.

Uwaga: Wykład do przeprowadzenia w semestrze letnim 2015/16

18) Tytuł wykładu: Współczesne spojrzenie na optykę falową

Imię i nazwisko prowadzącego wykład: dr inż. Maciej Dems

Opis wykładu: Wykład skierowany jest do młodzieży szkół ponadgimnazjalnych może być wygłoszony w wersji dla gimnazjów.

Wykład ma na celu zaprezentowanie uczniom właściwości falowych promieniowania elektromagnetycznego — zarówno widzialnego jak i tego poza zakresem możliwym do obserwacji gołym okiem. W trakcie wykładu będą przedstawione doświadczenia ilustrujące falową naturę światła oraz zostaną pokazane badane współcześnie struktury, które — z uwagi na rozmiary mniejsze od długości fali elektromagnetycznej — oddziałują ze światłem w nietypowy sposób. Dodatkowo omówione i pokazane zostaną zasady tworzenia hologramów.

19) Tytuł wykładu: Mechanika kwantowa

Imię i nazwisko prowadzącego wykład: dr hab. inż. Jaromir Tosiek

Opis wykładu: Wykład skierowany jest do młodzieży szkół ponadgimnazjalnych.

Wykład dotyczy nieklasycznych efektów w fizyce mikroświata. Omówiony jest problem redukcji stanu podczas pomiaru i zagadnienie nielokalności funkcji falowej. W tym kontekście poruszone jest zagadnienie przesyłu informacji z prędkościami ponadświetlnymi oraz paradoks EPR. Wspomina się o paradoksie Kota Schroedingera. Przedstawione są różne wersje zasady nieoznaczoności Heisenberga.

20) Tytuł wykładu: Termodynamika

Imię i nazwisko prowadzącego wykład: dr hab. inż. Jaromir Tosiek

Opis wykładu: Wykład skierowany jest do młodzieży szkół ponadgimnazjalnych.

Wykład poświęcony jest trzem pierwszym zasadom termodynamiki fenomenologicznej. Objaśnione zostają rodzaje równowag w układach o wielu stopniach swobody. Wskazana zostaje idea pomiaru temperatury w oparciu o tranzytywność równowagi termicznej. Przedstawiona jest ewolucja pojęcia ciepła i zaprezentowana pierwsza zasada termodynamiki jako szczególny przykład zasady zachowania energii. Dyskutowany jest problem strzałki czasu oraz pytanie o absolutną prawdziwość drugiej zasady termodynamiki.

21) Tytuł wykładu: Hydro i aerodynamika

Imię i nazwisko prowadzącego wykład: dr inż. Piotr Górski

Opis wykładu: Wykład skierowany jest do młodzieży szkół ponadgimnazjalnych i gimnazjum. Wykład połączony z pokazem, czas trwania zajęć ok. 1¼ godziny zegarowej – aktywny udział słuchaczy w eksperymentach.

Treść:

•  Zdefiniowanie dla cieczy i gazów pojęć: doskonałe/rzeczywiste .
• Podstawowe prawa dynamiki dla cieczy i gazów doskonałych – równanie ciągłości strugi oraz równanie Bernoulliego.
• Zastosowanie powyższych praw przy opisie różnych zjawisk.
• Paradoks hydrodynamiczny dla przepływu gazu przez rurę – wprowadzenie pojęcia lepkości.
• Przepływ laminarny i turbulentny cieczy przez rurę.
• Zasada pomiaru ciśnienia tętniczego w oparciu o przepływy laminarny i turbulentny.
• Spis eksperymentów:
• Sonda Venturiego,.
• Efekt Torriciellego,
• Pompa wodna - rozpylacz.
• Palnik gazowy.
• Kulka w silnej strudze powietrza.
• Siły aerodynamiczne – skrzydło samolotu, zagiel.
• Efekt Magnusa.
• Paradoks hydrodynamiczny – rura z gazem – palniki
• Pomiar ciśnienia tętniczego w oparciu o metodę Korotkowa.

23) Tytuł wykładu: Praca i energia lub Praca w fizyce

Imię i nazwisko prowadzącego wykład: dr inż. Piotr Górski

Opis wykładu: Wykład skierowany jest do młodzieży szkół ponadgimnazjalnych i gimnazjum. Wykład połączony z pokazem, czas trwania zajęć ok. 1¼ godziny zegarowej– aktywny udział słuchaczy w eksperymentach.

Treść:

• Określenie, zdefiniowanie i rozróżnianie pojęć: praca, energia, ciepło.
• Zasada zachowania energii mechanicznej dla sił zachowawczych i niezachowawczych.
• Omówienie podstaw teoretycznych liczenia prac jako pól pod wykresami zależności sił od położenia.
• Pokazanie różnych skutków wykonywania pracy - takich jak:
• Praca stałej siły – praca jednorodnego pola grawitacyjnego,
• Praca stałego momentu siły – rozkręcanie bryły sztywnej,
• Praca siły tarcia.
• Praca zmiennej siły – praca siły sprężystości.
• Praca zmiennej siły – praca niejednorodnego pola grawitacyjnego.
• Równoważność energii mechanicznej i ciepła.
• Spis eksperymentów:
• Swobodny spadek,
• Rzut pionowy do góry i w dół,
• „martwa pętla”,
• Staczanie się brył sztywnych o symetrii walcowej po równi pochyłej,
• Krążek Maxwella,
• Klocek na sprężynie.
• Wydzielanie się ciepła podczas wiercenia drewnianym kołkiem w drewnie

24) Tytuł wykładu: Ruch obrotowy

Imię i nazwisko prowadzącego wykład: dr inż. Piotr Górski

Opis wykładu: Wykład skierowany jest do młodzieży szkół ponadgimnazjalnych i gimnazjum. Wykład połączony z pokazem, czas trwania zajęć ok. 1¼ godziny zegarowej– aktywny udział słuchaczy w eksperymentach.

Treść:

• Zdefiniowanie pojęcia ruchu obrotowego.
• Podstawowe działania na wektorach – wprowadzenie iloczynu wektorowego wektorów i skalarnego – związek pomiędzy prędkością kątową i liniową w ruchu o okręgu.
• Kinematyka bryły sztywnej - ruch obrotowy i ruch postępowy.
• Dynamika bryły sztywnej – pojęcie momentu bezwładności.
• Energia kinetyczna w ruchu obrotowym bryły sztywnej – praca niezbędna do rozkręcenia bryły sztywnej.
• Analiza podobieństw i różnic podstawowych praw dla ruchów postępowego i obrotowego.
• Pozorne siły bezwładności dla ruchów: postępowego i obrotowego (odśrodkowa i Coriolisa).
• Powstawanie trąb powietrznych i pasatów jako skutek ruchu obrotowego Ziemi..
• Spis eksperymentów:
• Ruch obrotowy i ruch postępowy bryły sztywnej o symetrii walcowej.
• Toczenie się bryły sztywnej o symetrii walcowej,
• Staczanie się różnych brył sztywnych o symetrii walcowej po równi pochyłej – analiza wyników eksperymentów.
• Siły bezwładności w ruchu obrotowym
• Wirówka,
• Kula w układzie obracającym się – krzesło obrotowe – siedzący - kula.
• Ruch obrotowy jako skutek przykładania momentów sił.