Wykład dla uczniów wygłoszony w dniu 12 marca 2009 w Liceum Ogólnokształcącym im. Władysława IV w Warszawie oraz warsztaty przedmiotowo-metodyczne z fizyki dla nauczycieli.

Prowadzenie wykładu: dr hab. Andrzej Wysmołek;
Asysta: mgr Marcin Paweł Sadowski

Wykład dla uczniów gimnazjów wygłoszony w dniu 23 maja 2009 na Wydziale Fizyki UW.

Prowadzenie: mgr Andrzej Gołębiewski;
Asysta: Marcin Paweł Sadowski, Katarzyna Surowiecka

Streszczenie

Starożytni Grecy do opisu świata używali czterech kategorii zwanych żywiołami. Według encyklopedii to:

• Aidoneus, czyli ZIEMIA – zimna i sucha,
• życiodajna Hera, czyli POWIETRZE – gorące i wilgotne,
• Zeus błyszczący, czyli OGIEŃ – gorący i suchy,
• Nestis, czyli WODA – zimna i wilgotna.

Wszelkie powstawanie to łączenie się i rozdzielanie tych czterech elementów.

Ziemię nazywamy słusznie żywicielką bo jej płody są człowiekowi niezbędne do życia. Fizyk może ją kojarzyć z grawitacją – powszechnym ciążeniem. Powietrze, a w nim tlen, jest potrzebny do wegetacji wszelkich form żywych. Ogień jest synonimem źródła energii cieplnej, bez której życie by zamarło. Woda to także istotny czynnik warunkujący istnienie. Wywiera ona, jak inne ciecze, ciśnienie hydrostatyczne zależne od wysokości słupa i gęstości. W Układzie Słonecznym jedynie na Ziemi spełnione są te wszystkie „życiodajne” warunki. Nie zapominajmy, że żywioły mogą też być groźne i dość często o tym przypominają.

Na dzisiejszym spotkaniu zostaną zilustrowane podstawowe pojęcia i prawa związane z tematem. Niektóre warto zapamiętać:

• wszelkie dwa ciała przyciągają się wzajemnie – prawo powszechnej grawitacji,
• energia to zdolność do wykonania pracy; potencjalną ma ciało uniesione,
• masa to ilość materii, z której składa się dane ciało,
• ciężar to siła, z jaką Ziemia przyciąga ciało,
• waga to tylko przyrząd do ważenia,
• masa właściwa to stosunek masy do objętości,
• ciepło to energia wewnętrzna ciała równa sumie wszystkich rodzajów energii cząsteczek,
• temperatura to stopień ogrzania ciała, energia kinetyczna (ruchu) cząsteczek,
• prawo Pascala: ciśnienie wywarte na ciecz rozchodzi się wszechstronnie i równomiernie,
• prawo Archimedesa: na każde ciało zanurzone w cieczy działa siła wyporu skierowana ku górze i równa co do wartości ciężarowi cieczy wypartej.

Wykład dla uczniów liceów ogólnokształcących i szkół ponadgimnazjalnych wygłoszony w dniu 16 maja 2009 na Wydziale Fizyki UW.

Prowadzenie: dr Jacek Szczytko;
Asysta: Marcin Paweł Sadowski, Andrzej Gołębiewski

Streszczenie

Dzięki mechanice kwantowej nie tylko lepiej rozumiemy zjawiska zachodzące w mikroświecie, ale także umiemy skonstruować urządzenia, które mogą działać tylko dzięki zjawiskom kwantowym: diody, lasery półprzewodnikowe, magnesy nadprzewodzące, tranzystory, twarde dyski, pamięci USB; umiemy projektować lekarstwa, badać molekuły biologiczne, syntetyzować nanocząstki. Nie jest więc prawdą, że teoria kwantowa opisuje zjawiska zachodzące w mikroświecie, w skali tak małej, że nie da się ich bezpośrednio zaobserwować! Niestety aparat matematyczny mechaniki kwantowej (wymagający m.in. liczb zespolonych) dla wielu stanowi barierę nie do pokonania – to jeden z powodów dla których o fizyce kwantowej uczymy się dopiero na studiach, a w literaturze popularno-naukowej skupiamy się na spektakularnych kwantowych „paradoksach” („kot Schrodingera”, zasady nieoznaczoności, itp). Tymczasem teoria kwantów wynika z prostych obserwacji eksperymentalnych, a jej wprowadzenie było po prostu konieczne, gdyż żadna inna próba opisu naszego Wszechświata nie dała zgodności z doświadczeniem.

Fizyka kwantowa dla początkujących to wykład na temat zasad rządzących mikroświatem. Do opisu matematycznego mechaniki kwantowej wykorzystuje się pojęcie funkcji falowych. Zostaną omówione (i zilustrowane doświadczeniami!) podstawowe własności funkcji falowych:

Uwaga 1: funkcję falową określają m.in LICZBY KWANTOWE

Uwaga 2: funkcja falowa jest określona w całej przestrzeni, w tym sensie jej ewolucja opisuje wszystkie możliwe historie cząstki

Uwaga 3: liniowa kombinacja funkcji falowych też jest funkcja falową (zasada superpozycji)

Uwaga 4: ewolucja funkcji falowej jest DETERMINISTYCZNA. Jednak w momencie pomiaru „dowiadujemy” się w jakim stanie jest funkcja (tzw. redukcja f. falowej)

Uwaga 5: cząstki kwantowe są NIEROZRÓŻNIALNE