|
|
| 55. sor: |
55. sor: |
| | | | |
| | ==A tantárgy célkitűzése== | | ==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 tárgy célja a korszerű természettudományos világszemlélet kialakítása; a modellalkotási készség fejlesztése. Olyan egyetemi szintű fizikai ismeretek elsajátítása, amely feltétlenül szükséges a szaktárgyak megalapozásához valamint elengedhetetlen a XXI. századi technika világában eligazodni és alkotni akaró mérnök munkájához.<br /> |
| | | | |
| − | A Fizika 2 a "Hudson-Nelson: Útban a modern fizikához" tankönyv fejezeteit követi.
| + | Ezen általános célokon belül a tantárgy további fontos célja a kvantummechanika alapjainak megismertetése, a mikrofizikában alkalmazott szemlélet és gondolkodásmód elsajátításának elősegítése; a klasszikus fizika korlátainak, a kvantummechanika és a klasszikus mechanika kapcsolatának ismertetése; Cél a modern anyagtudomány és azon belül is a nanotechnológia alapját képező szilárdtestfizikai fogalmak és jelenségek kvantummechanikai értelmezése.<br /> |
| | | | |
| − | 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.
| + | Mindez hozzájárul a villamosmérnöki szakma mikrofizikai hátterének a megismertetéséhez, és kellő alapot nyújt a modern elektronikai alkatrészekben felhasznált kvantummechanikai folyamatok későbbi megértéséhez. |
| − | | + | |
| − | ==A tantárgy részletes tematikája (heti bontásban)==
| + | |
| − | '''1. 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.
| + | |
| − | | + | |
| − | :'''1. 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.
| + | |
| − | | + | |
| − | :'''2. 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).
| + | |
| − | | + | |
| − | '''2. hét'''
| + | |
| − | | + | |
| − | :'''KÍSÉRLETEK:''' Cseppfolyós nitrogén diamágnessége, cseppfolyós oxigén paramágnessége. Mágneses hiszterézis. Klasszikus Ising modell szemléltetése mágnestűk rendszerével. Ferrimágneses domainek bemutatása.
| + | |
| − | | + | |
| − | :'''1. előadás''' (Hudson-Nelson 775-783 oldal):
| + | |
| − | | + | |
| − | ::AZ ANYAG MÁGNESES TULAJDONSÁGAI: Az anyagok mágneses tulajdonságai. A mágneses térerősség és a mágneses indukcióvektor. A mágneses hiszterézis.
| + | |
| − | | + | |
| − | :'''2. előadás''' (KIEGÉSZÍTÉS (mágneses adattárolás)):
| + | |
| − | | + | |
| − | ::KIEGÉSZÍTÉS A KÖNYVHÖZ: A mágneses adattárolás
| + | |
| − | | + | |
| − | ===3. hét===
| + | |
| − | | + | |
| − | :'''KÍSÉRLETEK:''' Állóhullámok Lecher drótpáron. Dipólus antenna sugárzása. Fénysebesség mérése (videó felvétel). Fénysebesség mérésének élő bemutatása (előkészítés alatt).
| + | |
| − | | + | |
| − | :'''1. előadás''' (Hudson-Nelson 819-832 oldal):
| + | |
| − | | + | |
| − | ::ELEKTROMÁGNESES HULLÁMOK: Az eltolási áram. A Maxwell-egyenletek rendszere. Az elektromágneses hullámok, hullámegyenlet, polarizáció.
| + | |
| − | | + | |
| − | :'''2. előadás''' (Hudson-Nelson 833-842 oldal):
| + | |
| − | | + | |
| − | ::ELEKTROMÁGNESES HULLÁMOK (folytatás): Elektromágneses hullámok keltése. Elektromágneses hullámok energiája és impulzusa
| + | |
| − | | + | |
| − | ===4. hét===
| + | |
| − | | + | |
| − | :'''KÍSÉRLETEK:''' Brewster polarizátor és analizátor. Teljes visszaverődés. Kísérletek mikrohullámú sütővel. Mikrohullámú optika (beszerzése tervezett).
| + | |
| − | | + | |
| − | :'''1. előadás''' (KIEGÉSZÍTÉS (Fresnel egyenletek)):
| + | |
| − | | + | |
| − | ::ELEKTROMÁGNESES HULLÁMOK VISSZAVERŐDÉSE (KIEGÉSZÍTÉS A KÖNYVHÖZ ) : A Fresnel egyenletek
| + | |
| − | | + | |
| − | :'''2. előadás''' (KIEGÉSZÍTÉS (E.m. hullámok visszaverődése)):
| + | |
| − | | + | |
| − | ::ELEKTROMÁGNESES HULLÁMOK VISSZAVERŐDÉSE ( KIEGÉSZÍTÉS A KÖNYVHÖZ ) (folytatás): Transzmisszió és reflexió merőleges beesés esetén. Teljes visszaverődés. Brewster szög.
| + | |
| − | | + | |
| − | ===5. hét===
| + | |
| − | | + | |
| − | :'''KÍSÉRLETEK:''' Geometriai optikai kísérletek optikai padon. Interferencia laser fénnyel. Fresnel biprizma és Fresnel tükör. Michelson interferométer bemutatása. Newton gyűrűk.
| + | |
| − | | + | |
| − | :'''1. 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
| + | |
| − | | + | |
| − | :'''2. előadás''' (Hudson-Nelson 907-924 oldal):
| + | |
| − | | + | |
| − | ::FIZIKAI OPTIKA I (AZ INTERFERENCIA): Kétréses interferencia. Többréses interferencia. Interferencia vékony rétegeken. A Michelson-féle interferométer
| + | |
| − | | + | |
| − | ===6. hét===
| + | |
| − | | + | |
| − | :'''KÍSÉRLETEK:''' Diffrakció bemutatása optikai padon. Polárszőrők. A polarizáció elforgatása. Kettős törés. Fényszóródás bemutatása. Szórt fény polarizációja. Feszültség optika.
| + | |
| − | | + | |
| − | :'''1. 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
| + | |
| − | | + | |
| − | :'''2. 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.
| + | |
| − | | + | |
| − | ===7. fét===
| + | |
| − | | + | |
| − | :'''KÍSÉRLETEK:''' Fényelektromos jelenség. Fényspektrum analizálás különböző fényforrások esetén.
| + | |
| − | | + | |
| − | :'''1. előadás''' (Hudson-Nelson 1019-1027 oldal):
| + | |
| − | | + | |
| − | ::A HŐMÉRSÉKLETI SUGÁRZÁS: A feketetest sugárzásának spektruma. A feketetest sugárzás különböző értelmezései. Planck elmélet. Termikus fényforrások
| + | |
| − | | + | |
| − | :'''2. előadás''' (Hudson-Nelson 1027-1039 oldal):
| + | |
| − | | + | |
| − | ::A SUGÁRZÁS KVANTUMOS TERMÉSZETE: A fényelektromos hatás. A Compton-effektus és a párkeltés. Az elektromágneses sugárzás kettős természete.
| + | |
| − | | + | |
| − | ===8. hét===
| + | |
| − | | + | |
| − | :'''KÍSÉRLETEK:''' Hologramok bemutatása. Optikai szál modell. Lézertípusok bemutatása. Hullámvezetők és becsatolási kísérletek.
| + | |
| − | | + | |
| − | :'''1. előadás''' (KIEGÉSZÍTÉS (Holográfia. Optikai adattárolás. Tk: 851-853 oldal)):
| + | |
| − | | + | |
| − | ::KOHERENS FÉNYFORRÁSOK (KIEGÉSZÍTÉS A KÖNYVHÖZ): A lézerműködés alapjai. Lézertípusok. Holográfia. Optikai adattárolás.
| + | |
| − | | + | |
| − | :'''2. előadás''' (KIEGÉSZÍTÉS ( Diszperzió. Hullámvezetés. Optikai szálak. Tk:876.old.)):
| + | |
| − | | + | |
| − | ::AZ OPTIKAI KOMMUNIKÁCIÓ ALAPJAI (KIEGÉSZÍTÉS A KÖNYVHÖZ): A fázis és csoportsebesség. A diszperzió. A hullámvezetés mechanizmusa. Egy- és több-módusú optikai szálak. Nemlineáris jelenségek
| + | |
| − | | + | |
| − | ===9. hét===
| + | |
| − | | + | |
| − | :'''KÍSÉRLETEK:''' Interferencia létrehozása elektronokkal.
| + | |
| − | | + | |
| − | :'''1. előadás''' (Hudson-Nelson 1045-1057 oldal):
| + | |
| − | | + | |
| − | ::A RÉSZECSKÉK HULLÁMTERMÉSZETE: Az atommodellek. A korrespondencia-elv. A de Broglie-hullámok. A Davisson-Germer-kísérlet
| + | |
| − | | + | |
| − | :'''2. előadás''' (Hudson-Nelson 1058-1071 oldal):
| + | |
| − | | + | |
| − | ::A RÉSZECSKÉK HULLÁMTERMÉSZETE (folytatás): A hullámmechanika. Az alagúteffektus. A határozatlansági elv. A komplementaritási elv
| + | |
| − | | + | |
| − | ===10. hét===
| + | |
| − | | + | |
| − | :'''KÍSÉRLETEK:''' Franck-Hertz kísérlet (az atomi energiaszintek kimutatása).
| + | |
| − | | + | |
| − | :'''1. előadás''' (Hudson-Nelson 1075- …… oldal):
| + | |
| − | | + | |
| − | ::ATOMFIZIKA: A Schrödinger-féle hullámegyenlet. A hullámfüggvény fizikai jelentése. A hidrogén-atom hullámfüggvényei.
| + | |
| − | | + | |
| − | :'''2. előadás''' (Hudson-Nelson ……- 1089 oldal):
| + | |
| − | | + | |
| − | ::ATOMFIZIKA (folyatatás): A hidrogénatom kvantumállapotai. Az elektron-spin és a finomszerkezet. A spin-pálya csatolás.
| + | |
| − | | + | |
| − | ===11. hét===
| + | |
| − | | + | |
| − | :'''KÍSÉRLETEK:''' Kontakt potenciál. Seebeck effektus. Peltier effektus. Piezó effektus.
| + | |
| − | | + | |
| − | :'''1. előadás''' (Hudson-Nelson 1089-1094 oldal):
| + | |
| − | | + | |
| − | ::ATOMFIZIKA (folyatatás): A Pauli-féle kizárási elv és az elemek periódusos rendszere. A röntgensugarak.
| + | |
| − | | + | |
| − | :'''2. előadás''' (KIEGÉSZÍTÉS (Fémek elmélete. Fermi-Dirac statisztika)):
| + | |
| − | | + | |
| − | ::BEVEZETÉS A SZILÁRDTESTFIZIKÁBA (KIEGÉSZÍTÉS A KÖNYVHÖZ): Fémek szabadelektron elmélete. Fermi-Dirac statisztika.
| + | |
| − | | + | |
| − | ===12. hét===
| + | |
| − | | + | |
| − | :'''KÍSÉRLETEK:''' Kísérletek LED-el: energia sávszélesség mérése, hőmérsékletfüggés. Kísérletek szupravezetőkkel: lebegtetés, ideális diamágnesesség kimutatása.
| + | |
| − | | + | |
| − | :'''1. előadás''' (KIEGÉSZÍTÉS (Félvezetők és szigetelők. Lézerek, erősítők, detektorok)):
| + | |
| − | | + | |
| − | ::SZILÁRDTESTEK SÁVSZERKEZETE (KIEGÉSZÍTÉS A KÖNYVHÖZ )(kvalitatív leírás): Félvezetők, szigetelők. Fény kibocsátó diódák (LED). Félvezető lézerek Optikai erősítők és detektorok.
| + | |
| − | | + | |
| − | :'''2. előadás''' (KIEGÉSZÍTÉS (Szupravezetés)):
| + | |
| − | | + | |
| − | ::A SZUPRAVEZETÉS (KIEGÉSZÍTÉS A KÖNYVHÖZ): Kísérleti eredmények BCS elmélet alapgondolata (kvalitatív tárgyalás). Alkalmazások
| + | |
| − | | + | |
| − | ===13. hét===
| + | |
| − | | + | |
| − | :'''KÍSÉRLETEK:''' Demonstrációs filmek bemutatása (beszerzés alatt)
| + | |
| − | | + | |
| − | :'''1. előadás''' (KIEGÉSZÍTÉS (Alagút effektus az elektronikában)):
| + | |
| − | | + | |
| − | ::KVANTUMMECHANIKA A MODERN ELEKTRONIKÁBAN (KIEGÉSZÍTÉS A KÖNYVHÖZ): Az algút-effektus az elektronikában. STM, AFM. Spintronikai eszközök
| + | |
| − | | + | |
| − | ::NMR, MRI.
| + | |
| − | | + | |
| − | :'''2. előadás''' (1101- 1108. oldal KIEGÉSZÍTÉS (Cseppmodel):
| + | |
| − | | + | |
| − | ::ATOMMAGFIZIKA: Az atommag leírása. Az atommag tömege és kötési energiája. Az atommag cseppmodellje (kiegészítés a könyvhöz).
| + | |
| − | | + | |
| − | ===14. hét===
| + | |
| − | | + | |
| − | :'''KÍSÉRLETEK:''' Működő ködkamra bemutatása.
| + | |
| − | | + | |
| − | :'''1. előadás''' (Hudson-Nelson 1109- 1134 oldal):
| + | |
| − | | + | |
| − | ::ATOMMAGFIZIKA (folytatás): Radioaktív bomlás és felezési idő. A radioaktív bomlás fajtái. A atommag hatáskeresztmetszete. Magreakciók. Az atomenergia jelentősége (atomerőművek, Paks). A fúziós energiatermelés lehetőségei.
| + | |
| − | | + | |
| − | :'''2. előadás''' (Hudson-Nelson 1135- 1146 oldal):
| + | |
| − | | + | |
| − | ::A RÉSZECSKEFIZIKA TÖRTÉNETE ÉS JELENLEGI ÁLLÁSA: Új korszak kezdete. Színek (Colors). Ízek (Flavors). QED és QCD. Színkorlátok Gyenge folyamatok, generációk, leptonszám. Egyesítés és a jövő. Kozmikus összefüggések (Részecskefizika és kozmológia)
| + | |
1. ZH 25 pont, időpontja: április 2. hétfő 18:00-20:00
2. ZH 25 pont, időpontja: április 26. csütörtök 18:00-20:00
pót-ZH: május 14. hétfő 10:00-12:00
Az írásbeli vizsga után (az elégtelen jegy kivételével) szóbeli vizsga lehetséges.
Több kurzus esetén a „Közös rész” vizsgánként minden kurzusnál ugyanaz.
Az „Egyedi részben” kurzusonként (az előadásoknak megfelelően) eltérések lehetnek.
A félév során 7 előadás adminisztrációs szempontból „Gyakorlatnak minősül”. Ennek kijelölése alkalmanként, minimum egy héttel az időpont előtt kerül kijelölésre. A „Gyakorlat” látogatása kötelező. Ez feltétele az „Aláírás” megszerzésének.
Aláírás feltétele még, mindkét ZH teljesítése minimum 40% -ra, azaz
1. ZH min. 10p
2. ZH min. 10p
A TVSZ értelmében csak egy ZH pótolható. Ha valaki az egyik ZH-ból nem szerezte meg a 10 pontot, az a ZH tervben kiírt alkalommal (alanyi jogon) PZH-t írhat.
Az „Aláírás” megszerzéséért, az arra jogosultak, a pótlási héten PPZH-t írhatnak
Ha valaki a fenti feltételek mellett a két ZH-n összesen minimum 30 pontot ér el, az megajánlott (elégséges) jegyet kap. Ha valaki ezt nem fogadja el, annak vizsgáznia kell, de a megajánlott jegye NEM ÉVÜL EL! Tehát a vizsga eredmény ismeretében ismét dönthet, hogy félévközi munkára megajánlott jegyet elfogadja-e vagy sem!
A tárgy célja a korszerű természettudományos világszemlélet kialakítása; a modellalkotási készség fejlesztése. Olyan egyetemi szintű fizikai ismeretek elsajátítása, amely feltétlenül szükséges a szaktárgyak megalapozásához valamint elengedhetetlen a XXI. századi technika világában eligazodni és alkotni akaró mérnök munkájához.
Ezen általános célokon belül a tantárgy további fontos célja a kvantummechanika alapjainak megismertetése, a mikrofizikában alkalmazott szemlélet és gondolkodásmód elsajátításának elősegítése; a klasszikus fizika korlátainak, a kvantummechanika és a klasszikus mechanika kapcsolatának ismertetése; Cél a modern anyagtudomány és azon belül is a nanotechnológia alapját képező szilárdtestfizikai fogalmak és jelenségek kvantummechanikai értelmezése.
Mindez hozzájárul a villamosmérnöki szakma mikrofizikai hátterének a megismertetéséhez, és kellő alapot nyújt a modern elektronikai alkatrészekben felhasznált kvantummechanikai folyamatok későbbi megértéséhez.
