Matematika: vektoralgebra, elemi analízis, komplex függvények alapjai.

Az egyetemünkön bevezetett egységes alapfizika-oktatásnak megfelelően a hallgatók jellemzően nagy létszámú (100-300 fő) előadás keretében kapják a fizikai ismeretanyagot, amelyet a hallgató magára hagyottan sajátít el rendszerint zárthelyire, vizsgára készülve. A hallgatói létszám növekedésével csökken a személyes kapcsolattartás; a hallgatók mérsékelten élnek a felkínált konzultációs lehetőségekkel. Előadási jegyzetük feltételezetten nem kellően részletes, szűkebb keretek között mozgó előadások esetében tankönyveket jellemzően nem vesznek igénybe felkészülésük során.

Jelen tantárgy a hasonló tárgyköröket felölelő Fizika c2 előadásoktól független abban az értelemben, hogy az a hallgató is sikerrel vehet részt a tanulóköri foglalkozásokon, aki nem vette fel a hasonló tartalmú fizika-tárgyat, illetven nem látogatja annak előadásait.

A tárgy tematikája (lásd alább) ténylegesen ugyanazokat a kérdésköröket öleli fel, amelyeket a Fizika C2 tartalmaz. Sajátos különmbözőség a kérdéskörök feldolgozásában van, ami magának a tárgynak a lényegi vonása. A tárgy oktatása, az ismeretek átadása, majd elsajátíttatása gyakorlati kérdéseken, alkalmazásokon keresztül valósul meg.

Elektromágnességtan

Elektrosztatika. Coulomb-törvény és a szuperpozició elve szabad térben. Villamos térerősség és potenciál; kapcsolatuk. Az elektrosztatika Gauss-tétele. Villamos kettős töltés. Kapacitás, kondenzátorok. Villamos erőtér szigetelőkben. Térjellemzők kapcsolata, viselkedésük két különböző szigetelő határán. Villamos erőtér energiája.

Időben állandó erőterek. Vezetési jelenségek. Egyenáram törvényszerűségei és értelmezésük fémekben, folyadékokban és gázokban. Áram mágneses erőtere. Lorentz-törvény, Ampere-törvény. Mágneses dipolnyomaték. Biot-Savart-Laplace-törvény. Gerjesztési törvény.

Mágneses erőtér anyag jelenlétében.

Időben változó erőterek. Eltolási áram. Elektromágneses indukció. I. és II. Maxwell-egyenlet. Kölcsönös- és önindukció. Be- és kikapcsolási jelenségek. Mágneses erőtér energiája. Az elektromágnességtan Maxwell-féle egyenletrendszere.

Rezgéstan

Csillapítatlan szabad rezgés. Rezgések összeadása és felbontása. Csillapított szabad rezgés, és kényszerrezgés. Csatolt rezgések.

Rugalmas hullámok

Hullámok terjedése. Hullámfüggvény. Egy-, két- és háromdimenziós hullámok. Hullámok átlapolása: állóhullámok. Hangforrások. Hangtani Doppler-hatás.

Fénytan

Sugároptika. Fénysugár fogalma. Fénytörés, fényvisszaverődés. Elemi optikai eszközök és képalkotásuk.

Hullámoptika. Fényhullám fogalma. Hullámoptikai alapmennyiségek. Elemi hullámok. Interferencia: két, illetve több hullám interferenciája. Interferométerek. Fényelhajlás. Holográfia és alkalmazásai.

Elektromágneses optika. Elektromágneses hullám fogalma. Síkhullám mint a Maxwell-egyenletek, illetve a hullámegyenlet megoldása. Fázis- és csoportsebesség. Poynting-vektor. Fénypolarizáció. Eszközök. TE- és TM-fényhullámok törése és visszaverődése. Fénytani Doppler-hatás.

Fotonoptika. Külső fényelektromos hatás, a foton fogalma. Compton-hatás.

Fényforrások. Hőmérsékleti sugárzás. Atomszínképek törvényszerűségei. Frank-Hertz-kísérlet. Elemi sugárzási folyamatok. A lézerműködés fizikai alapjai. Gyakorlati lézerek és alkalmazásaik.

gyakorlat

A foglalkozásokon való (min. 90 %-os) részvétel.

Dr.Füstöss László: Feladatok elektrodinamikából (05048)

Fizika Tanszék Munkaközössége, Füzessy Z. (szerk.), Fizika I.Gyakorlat II (1997)

Dr.Giber J.-Dr.Sólyom A.-Dr.Kocsányi L.: Fizika mérnököknek I-II (DC)

Dr.Füzessy Zoltán, Fotonika optikai alapjai, I. kötet (1997)