Modern fizika vegyészmérnököknek - Vegyészmérnök mesterszak

A Fizipedia wikiből


Tartalomjegyzék

Tantárgyi adatok

  • Előadó: Dr. Pipek János (Elméleti Fizika Tanszék)
  • Tárgykód: BMETE14MX00
  • Követelmények: 3/0/0/v
  • Kredit: 3
  • Nyelv: magyar
  • Félév végi számonkérés:

A „Bevezetés a modern fizika fejezeteibe” c. tantárgy részletes tematikája

Hullámok

  • A hullámegyenlet leszármaztatása a homogén izotróp rugalmas közegben terjedő hullám esetére. Transzverzális és longitudinális hullámok. Az általános megoldás. Harmonikus hullámok. Transzverzális és longitudinális zavar terjedése húrban. Interferencia. Állóhullámok. Rezgési módusok.
Előadás vázlat: Hullámok

Elektromágneses hullámok

  • Maxwell-egyenletek. A hullámegyenlet levezetése. Üregbe zárt elektromágneses tér, rezonátorok. Skalár- és vektorpotenciálok (klasszikus és kvantumelektrodinamikai vonatkozások.) Dipólsugárzás.
Előadás vázlat: Az elektromágneses tér vákuumban
  • A Maxwell-egyenletek alakja homogén, izotróp szigetelőkben monokromatikus síkhullámra, elliptikusan poláros, síkban poláros és cirkulárisan poláros hullám, fényvisszaverődés és törés, teljes visszaverődés a hullámoptikában. Evanenszcens hullámok.
Előadás vázlat: Elektromágneses hullámok
  • Interferencia. Interferenciatag, az interferencia feltételei, elhajlás rácson, elhajlás résen, felbontóképesség, Fresnel-féle zónák, zónalencse. A geometriai optika, mint a hullámoptika határesete.
Előadás vázlat: Hullámoptika

Speciális relativitáselmélet

  • Éter-hipotézis, Michelson-féle interferométer és kísérlet. A speciális relativitás elve. Relativisztikus kinematika: Lorentz-transzformáció, egyidejűség, okság, idő-dilatáció, távolság-kontrakció, sebesség-transzformáció.
Előadás vázlat: Relativisztikus kinematika
  • Relativisztikus dinamika, kölcsönhatás törvénye, tömeg, impulzus, Newton II. törvényének relativisztikus alakja, az energia, nyugalmi energia, sajátenergia. Részecskegyorsítók, atommagfizika, nukleáris energiatermelés.
Előadás vázlat: Relativisztikus dinamika

Kvantummechanika

  • Kísérleti előzmények (az atomok színképe, Franck-Hertz-kísérlet, hőmérsékleti sugárzás, fényelektromosság. Bohr-modell). Intenzitás vs. valószínűség. Anyaghullám, de Broglie hullámhossz. Hamilton-elv, Lagrange-Hamilton-formalizmus, kanonikus egyenletek, kanonikusan konjugált változók, fázistér. A fizikai mennyiségek mint operátorok, sajátértékek, sajátfüggvények. Heisenberg-féle felcserélési törvények. A Schrödinger-egyenlet.
Előadás vázlat: Kvantummechanika, előzmények
  • A harmonikus oszcillátor, impulzusnyomaték, potenciálvölgy, a hidrogénatom. A spin. A dinamikai egyenlet: időtől függő Schrödinger-egyenlet. Az állapotfüggvény fizikai jelentése. A Heisenberg-féle határozatlansági összefüggések. Ehrenfest-tétel. Alkalmazások: alagúteffektus, alfa-bomlás, alagút-mikroszkóp, elektronmikroszkóp. Relativisztikus kvantumelméletek. Antianyag.
Előadás vázlat: A kvantummechanika alapjai
Előadás vázlat: A kvantummechanika alapjai 2
Előadás vázlat: Nanofizika, lézerek, mágneses rezonancia
Előadás vázlat: Relativisztikus kvantummechanika, alapvető kölcsönhatások, a világegyetem fejlődése