Matematyka w fizyce

Matematyka w fizyce - warsztaty wakacyjne z matematyki i fizyki dla licealistów

Matematyka jest dla każdego fizyka językiem, który pozwala w konkretny sposób przedstawić reguły i prawa rządzące światem. Dobre poznanie matematyki ułatwia zrozumienie fizyki i przewidywanie zjawisk, których jeszcze nie zaobserwowano. Wielkie odkrycia i wynalazki matematyki brały początek w potrzebach fizyków, który potrzebowali i nadal potrzebują coraz lepszych narzędzi do opisu zjawisk zachodzących w przyrodzie.

Cel warsztatów

Warsztat ma na celu zaprezentowanie podstawowych metod matematyki wyższej stosowanych w fizyce, algorytmów numerycznych do błyskawicznego rozwiązywania skomplikowanych rachunkowo zadań oraz poznanie programów komputerowych stosowanych przez fizyków w codziennej pracy.

W ramach warsztatów uporządkujemy wiedzę z matematyki ze szkoły średniej, poznamy niektóre elementy matematyki wyżej takie jak całki, pochodne, granice oraz macierze. Następnie korzystając z programów komputerowych i spróbujemy wykorzystać nabytą wiedzę do wykonywania obliczeń symbolicznych, pisania prostych algorytmów liczących oraz rysowania perfekcyjnych wykresów bez używania arkusza kalkulacyjnego.

matematyka w fizyce

Program warsztatów

Dzień pierwszy
Pierwszego dnia przypomnimy sobie wszystko, co powinniśmy pamiętać ze szkoły średniej. Porozmawiamy o praktycznych zastosowaniach dla funkcji kwadratowej, wzorów trygonometrycznych oraz logarytmu. Następnie wprowadzimy pierwsze zagadnienia matematyki wyższej – granice.

Dzień drugi
Znając pojęcie granicy zaczniemy krótką przygodę z szeregami czyli jak matematyk do nieskończenie wielu kufli potrafi nalać tylko dwa kufle piwa (i to dokładnie!).  Następnie poznamy pojęcie pochodnej i jej ogromne znaczenie w fizyce. Policzymy prędkość, przyśpieszenie i pęd korzystając z pochodnych funkcji.

Dzień trzeci
Ostatni dzień zagadnień czysto rachunkowych – poznajemy całki czyli jak zastąpić sumowanie nawet nieskończenie wielu elementów jednym rachunkiem. Poznamy zastosowanie całek do rozwiązywania rzeczywistych problemów, w szczególności geometrycznych np. do liczenia pola powierzchni czy objętości. Poznamy pojęcie macierzy i prostych operacji na nich.

Dzień czwarty
Wykorzystamy nabytą wiedzę w praktyce do tworzenia algorytmów liczących np. wartości minimalne i maksymalne dla wybranych rzeczywistych problemów fizycznych. Nauczymy się tworzyć proste programy wykonujące za nas trudne obliczenia korzystając z systemu Octave oraz jak rysować bardzo dobre wykresy nie korzystając z Excela.

Dzień piąty
Dzień projektowy – uczestnicy korzystając ze zdobytej wiedzy będą mieli za zadanie rozwiązanie skomplikowanej zagadki wymagającej połączenia wiadomości z fizyki i matematyki.

Prowadzący warsztaty

Przemysław Dzięgielewski

Przemek Dz.Student IV roku fizyki technicznej na Politechnice Warszawskiej. Specjalista w dziedzinie materiałów i nanostruktur. Wiceprezes Koła Naukowego Fizyków oraz pomysłodawca i koordynator wielu projektów realizowanych przez Koło Naukowe Fizyków.

Interesuje się zagadnieniami dotyczącymi rozwoju ogniw paliwowych i ich możliwych zastosowań. Miłośnik astronomii oraz uczestnik konferencji poświęconych astrofizyce i kosmologii. Jest opiekunem Obserwatorium Astronomicznego Wydziału Fizyki Politechniki Warszawskiej oraz pomysłodawcą budowy radioteleskopu KNF.

W ramach działalności popularyzacyjnej prowadził zajęcia z astronomii w ramach TECHNO-warsztatów z PW oraz warsztat z astronomii i optyki na Letnim Obozie Politechniki Warszawskiej 2013. Współpracuje z kilkoma fundacjami popularyzującymi fizykę i naukę wśród dzieci i młodzieży.

W wolnych chwilach pianista i organista, żeglarz, miłośnik filmów oraz fotograf amator. Odpręża się  w oparach kalafonii budując i naprawiając układy elektroniczne. Uwielbia gry strategiczne i przygodowe.