Tantárgy kódja

FIO1023

Tantárgy neve

Modern fizikai alapismeretek I.

Tantárgy angol neve

Introduction to Modern Physics 1

Kredit

3

Félévi követelmény

Vizsga

Heti óraszám

2 + 0

Elmélet + Gyakorlat

Előkövetelmény

FIO1019

Ajánlott félév

7

Cél

Bevezetést nyújtani az elméleti fizika módszerekbe; matematikai dedukció. A fizika törvényeinek elméleti rendszerezése. A tapasztalatok alapján nyert axiómákból kiindulva matematikai úton a jelenségek speciális törvényszerűségeinek megállapítása és értelmezése.

Cél angol

Providing an introduction to the methods of theoretical physics, understanding fundamental laws.

Tartalom

Az anyagi pont dinamikájának leírása, az anyagi pont mozgásegyenletei. A kinetikai energia tétele. Konzervatív erőtér, potenciális energia. A mechanikai energia megmaradási törvénye. Az energiafogalom centrális szerepe a klasszikus és a modern fizikában. Az erő és az impulzus nyomatéka. Az anyagi pont egyensúlya. A dinamika és a statika kapcsolata. A dinamika törvényei mozgó vonatkoztatási rendszerekben. A virtuális munka elve. Néhány konkrét probléma az anyagi pont dinamikájából. Elektromos és mágneses alapfogalmak. A Maxwell-egyenletek differenciális és integrális alakja. Az elektrosztatikus tér, ponttöltés és folytonos töltéseloszlás potenciálja. Sztatikus tér vezetők jelenlétében, kapacitás. Dielektrikumok. Vezetők elektroszatikus térben, vezetők elektrosztatikus tere. Az elektroszatikus tér energiája. Mágnesesek sztatikus tere. Stacionárius áramok egyenletei, Ohm törvénye zárt vezetőkre, Kirchoff-törvények. Biot-Savart-törvény. Kvázistacionárius áramok, indukció, RLC-körök. Változó elektromágneses terek, elektromágneses hullámok. A geometriai optika, mint a hullámoptika határesete. A kvantummechanika matematikai formalizmusa, a fizikai mennyiségek, mint lineáris operátorok. Az állapotfüggvény fizikai jelentése. Az impulzusmomentum. Stacionárius állapotok. Anyaghullámok, hullám-részecske kettősség. A Heisenberg-féle határozatlansági reláció. Alagút-effektus. Az időfüggetlen Schrödinger-egyenlet megoldása egyszerű potenciálfüggvények esetén. Spin, Pauli-elv. A hidrogénatom kvantumelmélete. A periódusos rendszer felépítése.

Tartalom angol

Description of the dynamics of material point, the equations of motion of material points. The kinetic energy theorem. Conservative forces, potential energy. The law of conservation of mechanical energy. The energy concept central role in classical and modern physics. The power and angular momentum. The material point balance. The statics, dynamics and relationships. The laws of dynamics moving reference systems. The principle of virtual work. Some specific problems in the dynamics of material point. Electric and magnetic basic concepts. Maxwell's equations in differential and integral form. The electrostatic field, and continuous charge distribution point charge potential. Static electric field, capacity. Dielectrics. Conductors in electrostatic field. The electrostatic field’s energy. Static magnetic fields. Stationary currents’s equations, Ohm's law closed conductors, Kirchoff's laws. Biot-Savart law. Direct currents, induction, RLC circuits. Varying electromagnetic fields, electromagnetic waves. The geometrical optics as the optical’s border case. The mathematical formalism of quantum mechanics, the physical quantities such as linear operators. The wave function’s physical meaning. The angular momentum. Stationary states. Material waves, wave-particle duality. The Heisenberg uncertainty principle. Quantum tunelling. Solving the time-independent Schrödinger equation with simple potential functions. Spin, Pauli’s exclusion principle. The hydrogen quantum theory. The periodic table of the elements.

Számonkérés

Kollokvium

Számonkérés angol

Examination

Irodalom

Nagy Károly: Elméleti mechanika (Tankönyvkiadó, 1985),Nagy Károly: Elektrodinamika (Tankönyvkiadó, 1985);Nagy Károly: Kvantummechanika (Tankönyvkiadó, 1981.

Irodalom angol

Nagy Károly: Elméleti mechanika (Tankönyvkiadó, 1985),Nagy Károly: Elektrodinamika (Tankönyvkiadó, 1985);Nagy Károly: Kvantummechanika (Tankönyvkiadó, 1981.

Tantárgyfelelős intézet kódja

MAI

Tantárgyfelelős oktató

Stonawski Tamás