„Fizika 2 keresztfélév - Villamosmérnöki alapszak” változatai közötti eltérés
22. sor: | 22. sor: | ||
==A tantárgy részletes tematikája (heti bontásban)== | ==A tantárgy részletes tematikája (heti bontásban)== | ||
+ | |||
+ | |||
===1. hét=== | ===1. hét=== | ||
− | |||
− | :''' | + | :'''KÍSÉRLETEK:''' Kísérletek elektroszkóppal. Dörzsöléses elektromosság. Elektromos megosztás. Töltések elhelyezkedése szigetelőkön és vezetőkön. Csúcshatás. Van de Graaff generátor. Elektromos mező kimutatása ricinusolajban lévő grízszemekkel. Coulomb mérleg. |
− | :: | + | :'''1. előadás''' (Hudson-Nelson 567-588 oldal): |
− | : | + | ::A COULOMB TÖRVÉNY ÉS AZ ELEKTROMOS ERŐTÉR: Elektrosztatikus erők.Vezetők és szigetelők. A Coulomb törvény. Az elektromos erőtér. Az elektromos dipólus. Folytonos töltéseloszlások által létrehozott elektromos erőterek |
− | : | + | :'''2. előadás''' (Hudson-Nelson 595-609 oldal): |
+ | |||
+ | ::GAUSS TÖRVÉNYE: Az elektromos fluxus. A Gauss törvény. A Gauss törvény és az elektromos vezetők | ||
===2. hét=== | ===2. hét=== | ||
− | :'''KÍSÉRLETEK:''' | + | :'''KÍSÉRLETEK:''' Töltött kondenzátor energiája. Erőhatások dielektrikumokban. Leideni palack. |
− | :''' | + | :'''3. előadás''' (Hudson-Nelson 613-631 oldal): |
− | ::AZ | + | ::AZ ELEKTROMOS POTENCIÁL: Az elektromos potenciál. A potenciál gradiense. Ekvipotenciális felületek |
− | + | ===3. hét=== | |
− | :: | + | :'''4. előadás''' (Hudson-Nelson 635-649 oldal): |
− | + | ::KONDENZÁTOR ÉS AZ ELEKTROMOS ERŐTÉR ENERGIÁJA: A kapacitás fogalma. Kondenzátorok kapcsolása. Dielektrikumok. A kondenzátor energiája. Az elektromos erőtér energiája. | |
− | |||
− | :''' | + | :'''KÍSÉRLETEK:''' Kondenzátor feltöltése és kisütése. Elektromos ellenállás hőmérsékletfüggése. Elektromos vezetés folyadékokban és gázokban. Olvadó üveg elektromos vezetése. Mágneses térben lévő áramjárta keretre ható erők. Párhuzamos vezetők mágneses kölcsönhatása. Faraday motor. |
− | : | + | :'''5. előadás''' (Hudson-Nelson 655-669 és 690-696 oldal): |
− | : | + | ::AZ ELEKTROMOS ÁRAM ÉS AZ ELLENÁLLÁS: Az elektromotoros erő. Az elektromos áram. Az elektromos ellenállás. Az Ohm törvény. A Joule törvény. Az áramsűrűség és a vezetőképesség. Az RC-körök (kondenzátor feltöltése és kisütése). |
− | + | ||
− | : | + | |
===4. hét=== | ===4. hét=== | ||
− | :''' | + | :'''6. előadás''' (Hudson-Nelson 705- 715 oldal): |
− | : | + | ::A MÁGNESES ERŐTÉR: A mágneses erőtér. Töltött részecskék mozgása mágneses erőtérben. A Lorentz-erő. A mágneses térben levő áramvezetőre ható erő |
− | + | ===5. hét=== | |
− | :''' | + | :'''KÍSÉRLETEK:''' Mágneses erővonalak kimutatása vasreszelékkel. Áramjárta egyenes vezető mágneses tere, Oersted kísérlet. |
− | : | + | :'''7. előadás''' (Hudson-Nelson 715- 725 oldal): |
− | + | ::A MÁGNESES ERŐTÉR (folytatás): Mágneses dipólusok. Alkalmazások A mágneses fluxus. Néhány megjegyzés a mértékegységekről | |
− | :''' | + | :'''8. előadás''' (Hudson-Nelson 733- 744 oldal): |
− | : | + | ::A MÁGNESES ERŐTÉR FORRÁSA: A Biot-Savart törvény. Az Ampere törvény. |
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
===6. hét=== | ===6. hét=== | ||
− | :'''KÍSÉRLETEK:''' | + | :'''KÍSÉRLETEK:''' Faraday-féle törvény bemutatása, nyugalmi és mozgási indukció. Lenz törvény szemléltetése lengő gyűrűvel, fémcsőben mozgó mágnessel- Transzformátorok. Zenélő teáskanna. Elektromos jelek átvitele indukciós csatolással. |
− | :''' | + | :'''9. előadás''' (Hudson-Nelson 749-761 oldal): |
− | :: | + | ::A FARADAY TÖRVÉNY ÉS AZ INDUKTIVITÁS: A Faraday törvény. A mozgási indukció. A Lenz törvény. Az örvényáramok. Az önindukció. |
− | + | ===7. hét=== | |
− | :: | + | :'''10. előadás''' (Hudson-Nelson 761-768 oldal): |
− | + | ::A FARADAY TÖRVÉNY ÉS AZ INDUKTIVITÁS (folytatás): A kölcsönös indukció. Transzformátorok. Az önindukciós tekercs energiája. RL áramkörök (tekercs bekapcsolása és kikapcsolása). | |
− | :'''KÍSÉRLETEK:''' | + | :'''KÍSÉRLETEK:''' Cseppfolyós nitrogén diamágnessége, cseppfolyós oxigén paramágnessége. Mágneses hiszterézis. Klasszikus Ising modell szemléltetése mágnestűk rendszerével. Ferrimágneses domainek bemutatása. |
− | :''' | + | :'''11. előadás''' (Hudson-Nelson 775-783 oldal): |
− | :: | + | ::AZ ANYAG MÁGNESES TULAJDONSÁGAI: Az anyagok mágneses tulajdonságai. A mágneses térerősség és a mágneses indukcióvektor. A mágneses hiszterézis. |
− | + | ===8. hét=== | |
− | :: | + | :'''12. előadás''' (KIEGÉSZÍTÉS (mágneses adattárolás)): |
− | + | ::KIEGÉSZÍTÉS A KÖNYVHÖZ: A mágneses adattárolás | |
− | + | ||
− | : | + | |
− | + | ||
− | + | ||
− | + | ||
− | + | ||
− | + | ||
− | + | ||
− | + | ||
− | + | ||
===9. hét=== | ===9. hét=== | ||
− | :'''KÍSÉRLETEK:''' | + | :'''KÍSÉRLETEK:''' Állóhullámok Lecher drótpáron. Dipólus antenna sugárzása. Fénysebesség mérése (videó felvétel). Fénysebesség mérésének élő bemutatása (előkészítés alatt). |
− | :''' | + | :'''13. előadás''' (Hudson-Nelson 819-832 oldal): |
− | :: | + | ::ELEKTROMÁGNESES HULLÁMOK: Az eltolási áram. A Maxwell-egyenletek rendszere. Az elektromágneses hullámok, hullámegyenlet, polarizáció. |
− | :''' | + | :'''14. előadás''' (Hudson-Nelson 833-842 oldal): |
− | :: | + | ::ELEKTROMÁGNESES HULLÁMOK (folytatás): Elektromágneses hullámok keltése. Elektromágneses hullámok energiája és impulzusa |
===10. hét=== | ===10. hét=== | ||
− | :'''KÍSÉRLETEK:''' | + | :'''KÍSÉRLETEK:''' Brewster polarizátor és analizátor. Teljes visszaverődés. Kísérletek mikrohullámú sütővel. Mikrohullámú optika (beszerzése tervezett). |
− | :''' | + | :'''15. előadás''' (KIEGÉSZÍTÉS (Fresnel egyenletek)): |
− | :: | + | ::ELEKTROMÁGNESES HULLÁMOK VISSZAVERŐDÉSE (KIEGÉSZÍTÉS A KÖNYVHÖZ ) : A Fresnel egyenletek |
− | + | ||
− | + | ||
− | + | ||
− | + | ||
===11. hét=== | ===11. hét=== | ||
− | :''' | + | :'''16. előadás''' (KIEGÉSZÍTÉS (E.m. hullámok visszaverődése)): |
− | : | + | ::ELEKTROMÁGNESES HULLÁMOK VISSZAVERŐDÉSE ( KIEGÉSZÍTÉS A KÖNYVHÖZ ) (folytatás): Transzmisszió és reflexió merőleges beesés esetén. Teljes visszaverődés. Brewster szög. |
− | :: | + | :'''KÍSÉRLETEK:''' Geometriai optikai kísérletek optikai padon. Interferencia laser fénnyel. Fresnel biprizma és Fresnel tükör. Michelson interferométer bemutatása. Newton gyűrűk. |
− | :''' | + | :'''17. előadás''' (Hudson-Nelson 847-863 oldal és 869-898 oldal): |
− | :: | + | ::GEOMETRIAI OPTIKA: Hullámfrontok és fénysugarak. A Huygens-elv. Fénytörés sík felületen. Teljes visszaverődés. Fénytörés gömbfelületen. Vékony lencsék. Optikai eszközök. Lencsehibák |
===12. hét=== | ===12. hét=== | ||
− | :''' | + | :'''18. előadás''' (Hudson-Nelson 907-924 oldal): |
− | : | + | ::FIZIKAI OPTIKA I (AZ INTERFERENCIA): Kétréses interferencia. Többréses interferencia. Interferencia vékony rétegeken. A Michelson-féle interferométer |
− | + | ||
− | + | ||
− | + | ||
− | + | ||
− | + | ||
− | + | ||
===13. hét=== | ===13. hét=== | ||
− | :'''KÍSÉRLETEK:''' | + | :'''KÍSÉRLETEK:''' Diffrakció bemutatása optikai padon. Polárszőrők. A polarizáció elforgatása. Kettős törés. Fényszóródás bemutatása. Szórt fény polarizációja. Feszültség optika. |
− | :''' | + | :'''19. előadás''' (Hudson-Nelson 927-954 oldal): |
− | :: | + | ::FIZIKAI OPTIKA II. (A DIFFRAKCIÓ): Elhajlás résen. Elhajlás kör alakú nyíláson. Elhajlás rácson. A röntgen-diffrakció. A Fresnel-féle diffrakció. Kör alakú nyílások és akadályok |
− | : | + | :'''20. előadás''' (Hudson-Nelson 959-972 oldal): |
− | : | + | ::A POLÁROS FÉNY: A polárszűrő. Polarizáció visszaverődéskor és szóráskor. A kettőstörés. A fázistoló lemezek és a cirkuláris polarizáció. Az optikai aktivitás. Interferenciaszínek és a feszültségoptika. |
− | + | ||
− | : | + | |
===14. hét=== | ===14. hét=== | ||
− | :'''KÍSÉRLETEK:''' | + | :'''KÍSÉRLETEK:''' Fényelektromos jelenség. Fényspektrum analizálás különböző fényforrások esetén. |
− | :''' | + | :'''21. előadás''' (KIEGÉSZÍTÉS (Holográfia. Optikai adattárolás. Tk: 851-853 oldal)): |
− | :: | + | :'''KÍSÉRLETEK:''' Hologramok bemutatása. Optikai szál modell. Lézertípusok bemutatása. Hullámvezetők és becsatolási kísérletek. |
− | : | + | ::KOHERENS FÉNYFORRÁSOK (KIEGÉSZÍTÉS A KÖNYVHÖZ): A lézerműködés alapjai. Lézertípusok. Holográfia. Optikai adattárolás. |
− | + | ::AZ OPTIKAI KOMMUNIKÁCIÓ ALAPJAI (KIEGÉSZÍTÉS A KÖNYVHÖZ): A fázis és csoportsebesség. A diszperzió. A hullámvezetés mechanizmusa. Egy- és több-módusú optikai szálak. Nemlineáris jelenségek | |
− | :: | + |
A lap 2011. szeptember 12., 10:26-kori változata
Tárgy adatok (2012. tavaszi félév)
- Előadók: Dr. Bokor Nándor (TTK Fizika Tanszék)
- Tantárgykód: TE11AX02
- Követelmények: 3/1/0/v
- Kredit: 5
- Nyelv: magyar
- Félévközi számonkérések:
- Félév végi jegy: íresbeli vizsga.
A tantárgy célkitűzése
A Fizika tantárgy célja a mérnökképzésben kettős. Egyrészt meg kell ismertetni a hallgatóságot azokkal a fizikai törvényekkel és összefüggésekkel, amelyek a konkrét műszaki problémák megoldásának az elvi hátterét adják. Másrészt ezek a törvények (és elvek) általánosságuknál fogva maghatározzák az adott kor modern természettudományos világképét is, így ennek kialakítása ugyancsak fontos feladat a mérnökképzés folyamatában. Mindez alapvetően hozzájárul a műszaki értelmiség társadalmi hitelének és tudományos presztízsének a magalapozásához.
A Fizika 2 a "Hudson-Nelson: Útban a modern fizikához" tankönyv fejezeteit követi.
A tantárgy keretében tárgyalt mechanika, a hőtan és az elektrodinamika csak az általános ismeretek közlésére szorítkozik. Itt elsősorban az axiomatikus felépítést és annak tapasztalati megalapozását kell megtanítani. A jelenségcentrikus képzést valamennyi előadásnál 15-20 perc, a tárgyhoz tartozó demonstráció segíti.
A tantárgy részletes tematikája (heti bontásban)
1. hét
- KÍSÉRLETEK: Kísérletek elektroszkóppal. Dörzsöléses elektromosság. Elektromos megosztás. Töltések elhelyezkedése szigetelőkön és vezetőkön. Csúcshatás. Van de Graaff generátor. Elektromos mező kimutatása ricinusolajban lévő grízszemekkel. Coulomb mérleg.
- 1. előadás (Hudson-Nelson 567-588 oldal):
- A COULOMB TÖRVÉNY ÉS AZ ELEKTROMOS ERŐTÉR: Elektrosztatikus erők.Vezetők és szigetelők. A Coulomb törvény. Az elektromos erőtér. Az elektromos dipólus. Folytonos töltéseloszlások által létrehozott elektromos erőterek
- 2. előadás (Hudson-Nelson 595-609 oldal):
- GAUSS TÖRVÉNYE: Az elektromos fluxus. A Gauss törvény. A Gauss törvény és az elektromos vezetők
2. hét
- KÍSÉRLETEK: Töltött kondenzátor energiája. Erőhatások dielektrikumokban. Leideni palack.
- 3. előadás (Hudson-Nelson 613-631 oldal):
- AZ ELEKTROMOS POTENCIÁL: Az elektromos potenciál. A potenciál gradiense. Ekvipotenciális felületek
3. hét
- 4. előadás (Hudson-Nelson 635-649 oldal):
- KONDENZÁTOR ÉS AZ ELEKTROMOS ERŐTÉR ENERGIÁJA: A kapacitás fogalma. Kondenzátorok kapcsolása. Dielektrikumok. A kondenzátor energiája. Az elektromos erőtér energiája.
- KÍSÉRLETEK: Kondenzátor feltöltése és kisütése. Elektromos ellenállás hőmérsékletfüggése. Elektromos vezetés folyadékokban és gázokban. Olvadó üveg elektromos vezetése. Mágneses térben lévő áramjárta keretre ható erők. Párhuzamos vezetők mágneses kölcsönhatása. Faraday motor.
- 5. előadás (Hudson-Nelson 655-669 és 690-696 oldal):
- AZ ELEKTROMOS ÁRAM ÉS AZ ELLENÁLLÁS: Az elektromotoros erő. Az elektromos áram. Az elektromos ellenállás. Az Ohm törvény. A Joule törvény. Az áramsűrűség és a vezetőképesség. Az RC-körök (kondenzátor feltöltése és kisütése).
4. hét
- 6. előadás (Hudson-Nelson 705- 715 oldal):
- A MÁGNESES ERŐTÉR: A mágneses erőtér. Töltött részecskék mozgása mágneses erőtérben. A Lorentz-erő. A mágneses térben levő áramvezetőre ható erő
5. hét
- KÍSÉRLETEK: Mágneses erővonalak kimutatása vasreszelékkel. Áramjárta egyenes vezető mágneses tere, Oersted kísérlet.
- 7. előadás (Hudson-Nelson 715- 725 oldal):
- A MÁGNESES ERŐTÉR (folytatás): Mágneses dipólusok. Alkalmazások A mágneses fluxus. Néhány megjegyzés a mértékegységekről
- 8. előadás (Hudson-Nelson 733- 744 oldal):
- A MÁGNESES ERŐTÉR FORRÁSA: A Biot-Savart törvény. Az Ampere törvény.
6. hét
- KÍSÉRLETEK: Faraday-féle törvény bemutatása, nyugalmi és mozgási indukció. Lenz törvény szemléltetése lengő gyűrűvel, fémcsőben mozgó mágnessel- Transzformátorok. Zenélő teáskanna. Elektromos jelek átvitele indukciós csatolással.
- 9. előadás (Hudson-Nelson 749-761 oldal):
- A FARADAY TÖRVÉNY ÉS AZ INDUKTIVITÁS: A Faraday törvény. A mozgási indukció. A Lenz törvény. Az örvényáramok. Az önindukció.
7. hét
- 10. előadás (Hudson-Nelson 761-768 oldal):
- A FARADAY TÖRVÉNY ÉS AZ INDUKTIVITÁS (folytatás): A kölcsönös indukció. Transzformátorok. Az önindukciós tekercs energiája. RL áramkörök (tekercs bekapcsolása és kikapcsolása).
- KÍSÉRLETEK: Cseppfolyós nitrogén diamágnessége, cseppfolyós oxigén paramágnessége. Mágneses hiszterézis. Klasszikus Ising modell szemléltetése mágnestűk rendszerével. Ferrimágneses domainek bemutatása.
- 11. előadás (Hudson-Nelson 775-783 oldal):
- AZ ANYAG MÁGNESES TULAJDONSÁGAI: Az anyagok mágneses tulajdonságai. A mágneses térerősség és a mágneses indukcióvektor. A mágneses hiszterézis.
8. hét
- 12. előadás (KIEGÉSZÍTÉS (mágneses adattárolás)):
- KIEGÉSZÍTÉS A KÖNYVHÖZ: A mágneses adattárolás
9. hét
- KÍSÉRLETEK: Állóhullámok Lecher drótpáron. Dipólus antenna sugárzása. Fénysebesség mérése (videó felvétel). Fénysebesség mérésének élő bemutatása (előkészítés alatt).
- 13. előadás (Hudson-Nelson 819-832 oldal):
- ELEKTROMÁGNESES HULLÁMOK: Az eltolási áram. A Maxwell-egyenletek rendszere. Az elektromágneses hullámok, hullámegyenlet, polarizáció.
- 14. előadás (Hudson-Nelson 833-842 oldal):
- ELEKTROMÁGNESES HULLÁMOK (folytatás): Elektromágneses hullámok keltése. Elektromágneses hullámok energiája és impulzusa
10. hét
- KÍSÉRLETEK: Brewster polarizátor és analizátor. Teljes visszaverődés. Kísérletek mikrohullámú sütővel. Mikrohullámú optika (beszerzése tervezett).
- 15. előadás (KIEGÉSZÍTÉS (Fresnel egyenletek)):
- ELEKTROMÁGNESES HULLÁMOK VISSZAVERŐDÉSE (KIEGÉSZÍTÉS A KÖNYVHÖZ ) : A Fresnel egyenletek
11. hét
- 16. előadás (KIEGÉSZÍTÉS (E.m. hullámok visszaverődése)):
- ELEKTROMÁGNESES HULLÁMOK VISSZAVERŐDÉSE ( KIEGÉSZÍTÉS A KÖNYVHÖZ ) (folytatás): Transzmisszió és reflexió merőleges beesés esetén. Teljes visszaverődés. Brewster szög.
- KÍSÉRLETEK: Geometriai optikai kísérletek optikai padon. Interferencia laser fénnyel. Fresnel biprizma és Fresnel tükör. Michelson interferométer bemutatása. Newton gyűrűk.
- 17. előadás (Hudson-Nelson 847-863 oldal és 869-898 oldal):
- GEOMETRIAI OPTIKA: Hullámfrontok és fénysugarak. A Huygens-elv. Fénytörés sík felületen. Teljes visszaverődés. Fénytörés gömbfelületen. Vékony lencsék. Optikai eszközök. Lencsehibák
12. hét
- 18. előadás (Hudson-Nelson 907-924 oldal):
- FIZIKAI OPTIKA I (AZ INTERFERENCIA): Kétréses interferencia. Többréses interferencia. Interferencia vékony rétegeken. A Michelson-féle interferométer
13. hét
- KÍSÉRLETEK: Diffrakció bemutatása optikai padon. Polárszőrők. A polarizáció elforgatása. Kettős törés. Fényszóródás bemutatása. Szórt fény polarizációja. Feszültség optika.
- 19. előadás (Hudson-Nelson 927-954 oldal):
- FIZIKAI OPTIKA II. (A DIFFRAKCIÓ): Elhajlás résen. Elhajlás kör alakú nyíláson. Elhajlás rácson. A röntgen-diffrakció. A Fresnel-féle diffrakció. Kör alakú nyílások és akadályok
- 20. előadás (Hudson-Nelson 959-972 oldal):
- A POLÁROS FÉNY: A polárszűrő. Polarizáció visszaverődéskor és szóráskor. A kettőstörés. A fázistoló lemezek és a cirkuláris polarizáció. Az optikai aktivitás. Interferenciaszínek és a feszültségoptika.
14. hét
- KÍSÉRLETEK: Fényelektromos jelenség. Fényspektrum analizálás különböző fényforrások esetén.
- 21. előadás (KIEGÉSZÍTÉS (Holográfia. Optikai adattárolás. Tk: 851-853 oldal)):
- KÍSÉRLETEK: Hologramok bemutatása. Optikai szál modell. Lézertípusok bemutatása. Hullámvezetők és becsatolási kísérletek.
- KOHERENS FÉNYFORRÁSOK (KIEGÉSZÍTÉS A KÖNYVHÖZ): A lézerműködés alapjai. Lézertípusok. Holográfia. Optikai adattárolás.
- AZ OPTIKAI KOMMUNIKÁCIÓ ALAPJAI (KIEGÉSZÍTÉS A KÖNYVHÖZ): A fázis és csoportsebesség. A diszperzió. A hullámvezetés mechanizmusa. Egy- és több-módusú optikai szálak. Nemlineáris jelenségek