„Fizika 2i angol nyelven - Mérnök informatikus alapszak” változatai közötti eltérés

A Fizipedia wikiből
(Visszavontam Halbritt (vita | szerkesztései) szerkesztését (oldid: 26139))
 
(2 szerkesztő 29 közbeeső változata nincs mutatva)
4. sor: 4. sor:
 
[[Kategória:Fizika Tanszék]]
 
[[Kategória:Fizika Tanszék]]
 
[[Kategória:Általános fizika]]
 
[[Kategória:Általános fizika]]
==Tárgy adatok (2011. őszi félév)==
+
==Tárgy adatok (2015/16. tavaszi félév)==
  
*Előadók: Dr. Bokor Nándor (TTK  Fizika Tanszék)
+
*[[Media:2015_coursedescription_spring2.pdf‎|2016 spring semester, course description]]
*Tantárgykód: TE11AX01
+
 
 +
*Előadó: Dr. Bokor Nándor (TTK  Fizika Tanszék)
 +
*Tantárgykód: TE11AX24
 
*Követelmények: 3/1/0/v
 
*Követelmények: 3/1/0/v
*Kredit: 5
+
*Kredit: 4
*Nyelv: magyar
+
*Nyelv: angol
*Félévközi számonkérések:
+
*Félévközi számonkérések: 5 kis zh, 1 nagy zh
*Félév végi jegy: íresbeli vizsga.
+
*Félév végi jegy: írásbeli vizsga.
*[https://www.vik.bme.hu/kepzes/targyak/TE11AX01/ Tárgylap]
+
 
+
==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 1 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 légpárnás sínen (egyenes vonalú mozgások). Mikola cső. Galilei lejtő, Galilei ejtőzsinór. Rezgőmozgás megjelenítése.
+
 
+
:'''1. előadás''' (Hudson-Nelson 001-019 oldal):
+
 
+
::BEVEZETÉS:  A fizika tárgya és módszerei. Elmélet és megfigyelés
+
 
+
::EGYENESVONALÚ MOZGÁSOK: Tér és idő mérése. Mértékegységek átszámítása. Koordinátarendszerek és vonatkoztatási rendszerek. Hely, elmozdulás, sebesség és sebességvektor
+
 
+
:'''2. előadás:''' (Hudson-Nelson 019-029 oldal):
+
 
+
::EGYENESVONALÚ MOZGÁSOK: A gyorsulás. Az egyenes vonalú egyenletesen gyorsuló mozgás kinematikai egyenletei. A kinematikai egyenletek levezetése diferenciálszámítással.
+
 
+
::Az elmozdulás, sebesség és gyorsulás közötti összefüggés grafikus értelmezése. A dimenzióanalízis
+
 
+
===2. hét===
+
 
+
:'''KÍSÉRLETEK:''' A tehetetlenségi törvény szemléltetése (madzagtépés, diótörés fejen) Erők vektori összegezése. Fakírágy.
+
 
+
:'''1. előadás''' (Hudson-Nelson 045-071 oldal):
+
 
+
::SÍKBELI ÉS TÉRBELI MOZGÁS: Kétdimenziós koordinátarendszerek és a helyzetvektor. Az elmozdulás vektor. A sík- és térbeli mozgás sebessége és gyorsulása.
+
 
+
::KÖRMOZGÁS: Síkbeli polár koordináták. A körmozgás sebessége és gyorsulása. Általános görbe vonalú mozgás
+
 
+
:'''2. előadás''' (Hudson-Nelson 075-104 oldal):
+
 
+
::A NEWTON-FÉLE MOZGÁSTÖRVÉNYEK: Megfigyelések és kísérletek a pontszerű részecskék mozgására vonatkozóan.    Az impulzus. Newton második törvénye. Tömeg és súly. Newton második törvényének alkalmazása.    Súrlódás. Newton harmadik törvénye
+
 
+
===3. hét===
+
 
+
:'''KÍSÉRLETEK:''' Ütközések légpárnás sínen. Rakétamozgás (cseppfolyós nitrogénnal).
+
 
+
:'''1. előadás''' (Hudson-Nelson 117-175 oldal):
+
 
+
::MUNKA, ENERGIA, TELJESÍTMÉNY: A munka. A kinetikus energia és a munkatétel. A helyzeti (potenciális) energia. A súrlódási erő és a súrlódási hő. A teljesítmény, a hatásfok
+
 
+
::KONZERVATÍV ERŐK ÉS AZ ENERGIA MEGMARADÁS : Konzervatív erők és nem-konzervatív erők. A a potenciális energia. A mechanikai energia megmaradása. Az energia megmaradás súrlódásos rendszerekben
+
 
+
:'''2. előadás''' (Hudson-Nelson 183-221 oldal):
+
 
+
::AZ IMPULZUS MEGMARADÁS: Az impulzus megmaradás. Az erőimpulzus. Folytonosan változó impulzus. A rakétamozgás.
+
 
+
::ÜTKÖZÉSEK: Rugalmas és rugalmatlan ütközések. A tömegközéppont és a tömegközéppont tétel.
+
 
+
===4. hét===
+
 
+
:'''KÍSÉRLETEK:''' Kísérletek fogózsámolyon. Pörgettyűmozgás. Perdület vektor szemléltetése forgó kerekekkel (elkészítés alatt). Tehetetlenségi nyomaték mérése lengő asztalkán.
+
 
+
:'''1. előadás''' (Pontrendszerek dinamikája (kiegészítés)):
+
 
+
::PONTRENDSZEREK DINAMIKÁJA (KIEGÉSZÍTÉS A KÖNYVHÖZ): Pontrendszerek impulzusa. Pontrendszerek perdülete. Pontrendszerek energiája. Megmaradási tételek
+
 
+
:'''2. előadás''' (Hudson-Nelson 230-248 odal (rövid összefoglalás); 258-314 oldal):
+
 
+
::A MEREV TEST FORGÓ MOZGÁSÁNAK KINEMATIKÁJA: A forgás kinematikai leírása. Testek általános mozgása. A forgó mozgásra vonatkozó kinematikai összefüggések. Gördülés (csúszás nélkül)
+
 
+
::A FORGÓ MOZGÁS DINAMIKÁJA: A forgatónyomaték. A tehetetlenségi nyomaték. párhuzamos tengelyek tétele (Steiner tétel). Az impulzusmomentum (perdület). Rögzített szimmetriatengelye körül forgó merev test mozgása. Az impulzusmomentum (perdület) megmaradása. A forgó testen végzett munka és a forgási energia. Felületen való gördülés. A pörgettyű
+
 
+
===5. hét===
+
 
+
:'''KÍSÉRLETEK:''' Centrifugál regulátor és szeparátor. Forgó rugalmas gyűrű torzulása. Forgó széken lengő inga. Coriolis erőhatás kimutatása kormozott forgó lappal; „Physics 2000” gravitációról szóló film.
+
 
+
:'''1. előadás''' (Hudson-Nelson 321-337 oldal):
+
 
+
::A MOZGÁS LEÍRÁSA GYORSULÓ KOORDINÁTARENDSZERBEN: Egyenes vonalú gyorsuló koordinátarendszerek. Forgó koordinátarendszerek. A centrifugális erő és a Coriolis erő.
+
 
+
:'''2. előadás''' (Hudson-Nelson 375-394 oldal):
+
 
+
::A GRAVITÁCIÓ: A Kepler törvények. Newton tömegvonzási törvénye. Pontszerű és kiterjedt test között fellépő gravitációs erők. A gravitációs mező. A gravitációs potenciális energia. A szökési sebesség és a kötési energia. A mesterséges holdak mozgásának energiaviszonyai
+
 
+
===6. hét===
+
 
+
:'''KÍSÉRLETEK:''' Szabad és gerjesztett csillapított rezgések bemutatása rugós rendszeren. Pohl- féle torziós inga. Torziós hullámok bemutatása. Hullámkádas kísérletek. Hangspektrum megjelelnítése (Fourier analízis).
+
 
+
:'''1. előadás''' (Hudson-Nelson 343-368 oldal):
+
 
+
::REZGÉSEK: Egyszerű harmonikus rezgő mozgás.  A harmonikus rezgő mozgás energiaviszonyai. Példák (fonálinga, torziós inga, fizikai inga). Csillapított és gerjesztett rezgések, rezonancia. Rezgések összeadása, Fourier spektrum.
+
 
+
:'''2. előadás''' (Hudson-Nelson 423-436 oldal):
+
 
+
::HULLÁMMOZGÁS (RUGALMAS ANYAGBAN ÉS GÁZOKBAN): A hullámegyenlet. A hullámegyenlet általános megoldása. A hullámegyenlet megoldása egy speciális esetben. Síkbeli és térbeli hullámok
+
 
+
===7. hét===
+
 
+
:'''KÍSÉRLETEK:''' Állóhullámok kimutatása gázokban, Reubens-féle cső. Hullámok visszaverődése hullámkádban. Lebegés jelenségének a bemutatása hangvillával. Ultrahang lebegés (hallható). Chladni ábrák..
+
 
+
:'''1. előadás''' (Hudson-Nelson 436-445 oldal):
+
 
+
::HULLÁMMOZGÁS (RUGALMAS ANYAGBAN ÉS GÁZOKBAN): A hullámmozgás energiaviszonyai. Hullámok visszaverődése. A szuperpozíció elve, állóhullámok. A Doppler jelenség. A lökéshullámok. A lebegés.
+
 
+
:'''2. előadás''' (Hudson-Nelson 977-994 oldal):
+
 
+
::A SPECIÁLIS RELATIVITÁSELMÉLET . A Galilei-transzformáció. A speciális relativitáselmélet posztulátumai. Az órák szinkronizálása. A Lorentz-transzformáció. A nyugalmi hossz. A mozgó órák aszinkronitása. A sajátidő. Az ikerparadoxon. A kauzalitás abszolút volta.
+
 
+
===8. hét===
+
 
+
:'''KÍSÉRLETEK:''' Gázhőmérő. Hővezetés. Hőtágulás (gyűrű-tengely rendszer). Kaloriméterek.
+
 
+
:'''1. előadás''' (Hudson-Nelson 994-1012 oldal):
+
 
+
::A SPECIÁLIS RELATIVITÁSELMÉLET (dinamika): A relativisztikus impulzus. Nyugalmi tömeg. A relativisztikus sebesség összeadás. A relativisztikus energia.  Az általános relativitás elmélet alapgondolata
+
 
+
:'''2. előadás''' (Hudson-Nelson 453-478 oldal):
+
 
+
::HŐMENNYISÉG ÉS HŐMÉRSÉKLET: A hőmérséklet. A hőmennyiség. Hőfelvétel és fázisátalakulás. Hővezetés. Hőterjedés áramlással. Hőterjedés sugárzással. Az állandó térfogatú gázhőmérő.
+
 
+
===9. hét===
+
 
+
:'''KÍSÉRLETEK:''' Ideális gáz (film). Kinetikus gázmodell szimulációja (film). A Maxwell-eloszlás bemutatása sok golyóból álló mechanikai modellel. Adiabatikus expanzió gázzal töltött palackkal.
+
 
+
:'''1. előadás''' (Hudson-Nelson 482-497 oldal):
+
 
+
::AZ IDEÁLIS GÁZ ÉS A KINETIKUS GÁZELMÉLET: Az ideális gáz. Az ideális gázmodell.
+
 
+
:'''2. előadás''' (Hudson-Nelson 503-525 oldal):
+
 
+
::A TERMODINAMIKA ELSŐ FŐTÉTELE: Alapfogalmak. A hő, az energia, a munka és az első főtétel. Reverzibilis és irreverzibilis folyamatok. Speciális folyamatok és mólhőik. Szabadsági fokok és az ekvipartíció tétele. Szilárd testek fajlagos hőkapacitása
+
 
+
===10. hét===
+
 
+
:'''KÍSÉRLETEK:''' Kísérletek Stirling motorral (hőerőgép szemléltetés). Joule kísérlet (hő munka egyenértékűség kimutatása). 
+
 
+
:'''1. előadás''' (Hudson-Nelson 529-542 oldal):
+
 
+
::A TERMODINAMIKA MÁSODIK FŐTÉTELE :A második főtétel. A Carnot körfolyamat. Hőerőgépek hatásfoka. Néhány hőerőgép típus. Az elérhető legnagyobb hatásfok, a Carnot körfolyamat hatásfoka. A Kelvin-féle abszolút hőmérsékleti skála. A termodinamika harmadik főtétele
+
 
+
:'''2. előadás''' (Hudson-Nelson 545-563 oldal):
+
 
+
::AZ ENTRÓPIA : Entrópia makroszkópikus szempontból. Entrópia vizsgálata mikroszkópikus szempontból. Az entrópia és a nem felhasználható energia. Entrópia és információ. Örökmozgók
+
 
+
===11. 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
+
 
+
===12. hét===
+
  
:'''KÍSÉRLETEK:''' Töltött kondenzátor energiája. Erőhatások dielektrikumokban. Leideni palack.  
+
*A kurzusra csak azok jelentkezhetnek, akik sikerrel elvégezték az angol nyelvű Fizika 1i kurzust.
 +
*A kurzus előadására feliratkozó hallgatóknak az angol nyelvű gyakorlatra kell jelentkezniük.
  
:'''1. előadás''' (Hudson-Nelson  613-631 oldal):
+
*[[Media:2015_practice_problems.pdf‎|2016 spring semester, practice problems for the midsemester test and for the exam]]
  
::AZ ELEKTROMOS POTENCIÁL: Az elektromos potenciál. A potenciál gradiense. Ekvipotenciális felületek
+
*[[Media:INFO_exam.pdf‎|Information on the exam]]
  
:'''2. előadás''' (Hudson-Nelson 635-649 oldal):
+
Ajánlott irodalom: Serway: Physics for Scientists and Engineers
  
::KONDENZÁTOR ÉS AZ ELEKTROMOS ERŐTÉR ENERGIÁJA: A kapacitás fogalma. Kondenzátorok kapcsolása. Dielektrikumok. A kondenzátor energiája. Az elektromos erőtér energiája.
+
==A tantárgy részletes tematikája==
  
===13. hét===
+
:ELECTRIC FIELDS: Electric charges. Coulomb's law. Coulomb's constant and the dielectric constant. Electric field. Electric field of a point charge, a dipole, a group of charges, continuous charge distributions. Electric field lines.  
  
:'''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.  
+
: GAUSS' LAW: Electric flux. Gauss' law. Applications for charge distributions having a large degree of symmetry. Conductors in electrostatic equilibrium.
  
:'''1. előadás''' (Hudson-Nelson 655-669 és 690-696 oldal):
+
:ELECTRIC POTENTIAL: Potential energy associated with the electrostatic force. Electric potential difference (voltage) and electric potential. Equipotential surfaces. The electric potential of a point charge, a group of charges, a continuous charge distribution. Mathematical relationship between the electric field vector and the electric potential. Charged conductors in electrostatic equilibrium.
  
::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).
+
:CAPACITANCE AND DIELECTRICS: Capacitance. Parallel plate capacitor, cylindrical capacitor, spherical capacitor. Parallel and series combination of capacitors. Energy stored in a charged capacitor. The electric dipole in an external electric field: torque, potential energy. Dielectrics. Atomic dipole moments and the polarization vector. Electric susceptibility, relative dielectric constant. The electric displacement vector. Boundary conditions for the electric field vector and the displacement vector. Energy density of the electric field.  
  
:'''2. előadás''' (Hudson-Nelson 705- 715 oldal):
+
:CURRENT AND RESISTANCE, DIRECT CURRENT CIRCUITS: Electric current. Current density. Ohm's law. resistivity, conductivity, resistance. Power supplied by a battery. Power dissipated in a resistor. Parallel and series combination of resistors. Kirchhoff's rules. RC circuits: charging and discharging a capacitor.
  
::A MÁGNESES ERŐTÉR: A mágneses erőtér. Töltött részecskék mozgása mágneses erőtérben. A Lorentz-erő. A mágneses térben levő áramvezetőre ható erő
+
:MAGNETIC FIELDS. SOURCES OF THE MAGNETIC FIELD: Magnetism. Magnetic field. Magnetic force on a moving charge. Applications: cyclotron, velocity selector. Magnetic force on a current-carrying conductor. Torque on a current loop. The magnetic dipole. The magnetic field strength. The permeability of free space. Analogy between electricity and magnetism (electricity: acts on charges, is created by charges; magnetism: acts on moving charges, is created by moving charges). The Biot-Savart law and some of its applications. Magnetic force between two parallel conductors. The paradoxical nature of the force acting on a moving charge (resolution of the paradox using special relativity). Ampere's law. Applications for a long straight wire and a solenoid. The magnetic flux. Gauss' law in magnetism. The displacement current and the general form of Ampere's law. Magnetism in matter. The magnetization vector. Ferromagnetism, paramagnetism, diamagnetism. Boundary conditions for the magnetic field and the magnetic field strength.
  
===14. hét===
+
:FARADAY'S LAW: Faraday's law of induction. Motional emf: a straight conductor moving through a perpendicular magnetic field; emf induced in a rotating bar. Lenz's law. Induced emf and the associated nonconservative electric field. Eddy currents. Maxwell's four equations in integral and differential form. Electromagnetic waves.
  
:'''KÍSÉRLETEK:''' Mágneses erővonalak kimutatása vasreszelékkel. Áramjárta egyenes vezető mágneses tere, Oersted kísérlet.  
+
:INDUCTANCE: Self-induction. Self-inductance. RL circuits. Energy stored in an inductor. The energy density of the magnetic field. Mutual inductance. Oscillations in an LC circuit. The RLC series circuit.
  
:'''1. előadás''' (Hudson-Nelson 715- 725 oldal):
+
:LIGHT AND OPTICS: Measurements of the speed of light (Roemer, Fizeau). Geometric optics, ray approximation. Reflection. Refraction and Snell's law. Total internal reflection. Huygens' principle. Fermat's principle. Dispersion.
  
::A MÁGNESES ERŐTÉR (folytatás): Mágneses dipólusok. Alkalmazások A mágneses fluxus. Néhány megjegyzés a mértékegységekről
+
:INTERFERENCE OF LIGHT WAVES: Spatial and temporal coherence. Young's double slit experiment, the intensity distribution on the screen. Phasor addition of waves. Generalization for N slits. Interference in thin films. Newton's rings. The Michelson interferometer.  
  
:'''2. előadás''' (Hudson-Nelson 733- 744 oldal):
+
:DIFFRACTION AND POLARIZATION: Fraunhofer diffraction on a single slit, the intensity distribution on the screen. Resolution of a single slit and a circular aperture. Rayleigh's criterion. Diffraction grating. The spectral resolving power of a grating. X-ray diffraction in crystals, the Laue condition. Fresnel zones. Zone plates and phase Fresnel lenses. Polarization of light waves: elliptical, linear, circular polarization. Polarization by selective absorption, reflection (Brewster's law), birefringence, scattering. Optical activity.
  
::A MÁGNESES ERŐTÉR FORRÁSA: A Biot-Savart törvény. Az Ampere törvény.
+
:LASERS AND HOLOGRAPHY: Interaction between light and matter: spontaneous emission, stimulated emission, absorption. Light amplification by population inversion. Resonators. 3-level and 4-level optical pumping. Electrical pumping. Laser types (solid-state, gas, liquid, semiconductor). Properties of laser beams. The basic idea of holography and its difference from conventional photography. Applications of holography.

A lap jelenlegi, 2020. február 27., 14:18-kori változata

Tárgy adatok (2015/16. tavaszi félév)

  • Előadó: Dr. Bokor Nándor (TTK Fizika Tanszék)
  • Tantárgykód: TE11AX24
  • Követelmények: 3/1/0/v
  • Kredit: 4
  • Nyelv: angol
  • Félévközi számonkérések: 5 kis zh, 1 nagy zh
  • Félév végi jegy: írásbeli vizsga.
  • A kurzusra csak azok jelentkezhetnek, akik sikerrel elvégezték az angol nyelvű Fizika 1i kurzust.
  • A kurzus előadására feliratkozó hallgatóknak az angol nyelvű gyakorlatra kell jelentkezniük.

Ajánlott irodalom: Serway: Physics for Scientists and Engineers

A tantárgy részletes tematikája

ELECTRIC FIELDS: Electric charges. Coulomb's law. Coulomb's constant and the dielectric constant. Electric field. Electric field of a point charge, a dipole, a group of charges, continuous charge distributions. Electric field lines.
GAUSS' LAW: Electric flux. Gauss' law. Applications for charge distributions having a large degree of symmetry. Conductors in electrostatic equilibrium.
ELECTRIC POTENTIAL: Potential energy associated with the electrostatic force. Electric potential difference (voltage) and electric potential. Equipotential surfaces. The electric potential of a point charge, a group of charges, a continuous charge distribution. Mathematical relationship between the electric field vector and the electric potential. Charged conductors in electrostatic equilibrium.
CAPACITANCE AND DIELECTRICS: Capacitance. Parallel plate capacitor, cylindrical capacitor, spherical capacitor. Parallel and series combination of capacitors. Energy stored in a charged capacitor. The electric dipole in an external electric field: torque, potential energy. Dielectrics. Atomic dipole moments and the polarization vector. Electric susceptibility, relative dielectric constant. The electric displacement vector. Boundary conditions for the electric field vector and the displacement vector. Energy density of the electric field.
CURRENT AND RESISTANCE, DIRECT CURRENT CIRCUITS: Electric current. Current density. Ohm's law. resistivity, conductivity, resistance. Power supplied by a battery. Power dissipated in a resistor. Parallel and series combination of resistors. Kirchhoff's rules. RC circuits: charging and discharging a capacitor.
MAGNETIC FIELDS. SOURCES OF THE MAGNETIC FIELD: Magnetism. Magnetic field. Magnetic force on a moving charge. Applications: cyclotron, velocity selector. Magnetic force on a current-carrying conductor. Torque on a current loop. The magnetic dipole. The magnetic field strength. The permeability of free space. Analogy between electricity and magnetism (electricity: acts on charges, is created by charges; magnetism: acts on moving charges, is created by moving charges). The Biot-Savart law and some of its applications. Magnetic force between two parallel conductors. The paradoxical nature of the force acting on a moving charge (resolution of the paradox using special relativity). Ampere's law. Applications for a long straight wire and a solenoid. The magnetic flux. Gauss' law in magnetism. The displacement current and the general form of Ampere's law. Magnetism in matter. The magnetization vector. Ferromagnetism, paramagnetism, diamagnetism. Boundary conditions for the magnetic field and the magnetic field strength.
FARADAY'S LAW: Faraday's law of induction. Motional emf: a straight conductor moving through a perpendicular magnetic field; emf induced in a rotating bar. Lenz's law. Induced emf and the associated nonconservative electric field. Eddy currents. Maxwell's four equations in integral and differential form. Electromagnetic waves.
INDUCTANCE: Self-induction. Self-inductance. RL circuits. Energy stored in an inductor. The energy density of the magnetic field. Mutual inductance. Oscillations in an LC circuit. The RLC series circuit.
LIGHT AND OPTICS: Measurements of the speed of light (Roemer, Fizeau). Geometric optics, ray approximation. Reflection. Refraction and Snell's law. Total internal reflection. Huygens' principle. Fermat's principle. Dispersion.
INTERFERENCE OF LIGHT WAVES: Spatial and temporal coherence. Young's double slit experiment, the intensity distribution on the screen. Phasor addition of waves. Generalization for N slits. Interference in thin films. Newton's rings. The Michelson interferometer.
DIFFRACTION AND POLARIZATION: Fraunhofer diffraction on a single slit, the intensity distribution on the screen. Resolution of a single slit and a circular aperture. Rayleigh's criterion. Diffraction grating. The spectral resolving power of a grating. X-ray diffraction in crystals, the Laue condition. Fresnel zones. Zone plates and phase Fresnel lenses. Polarization of light waves: elliptical, linear, circular polarization. Polarization by selective absorption, reflection (Brewster's law), birefringence, scattering. Optical activity.
LASERS AND HOLOGRAPHY: Interaction between light and matter: spontaneous emission, stimulated emission, absorption. Light amplification by population inversion. Resonators. 3-level and 4-level optical pumping. Electrical pumping. Laser types (solid-state, gas, liquid, semiconductor). Properties of laser beams. The basic idea of holography and its difference from conventional photography. Applications of holography.