Tárgykövetelmények
Fizikus BSc, 2. évf.
Kísérleti fizika 2
Kód: BMETE12AF46; Követelmény: 4/0/0/V/5 (K)
Félév: 2023/24/1; Nyelv: magyar;
Előadó: Koppa Pál, Sólyom András (T0 kurzus)
Jelenléti követelmények. Részvétel az előadások legalább 70%-án
Félévközi számonkérések a kapcsolódó gyakorlati tárgy óráin, az ott megadott követelmények szerint történnek. Kihívást jelentő feladatok önkéntes megoldása
Az aláírás megszerzésének feltétele – a jelenléti követelmények teljesítésén túl –,
a kapcsolódó gyakorlati tárgyból a legalább elégséges félévközi jegy megszerzése.
A félév végi osztályzat kialakítása szóbeli vizsga alapján történik. Maximum 2 kihívást jelentő feladat beszámít az értékelésbe, egyenként +0.5 jeggyel.
Konzultációk: Oktatóval egyeztetett időpontokban.
Budapest, 2023. szeptember 1.
______________________
tárgyfelelős (Koppa Pál)
Matematika bevezető
/sites/physics.bme.hu/files/users/BMETE13AF03_kov/Matek_bev.pdf
KÍSÉRLETI FIZIKA 2
vizsgakérdések
(2022/2023 tanév 2. félév)
-
Elektromos alapjelenségek, az elektromos töltés, vezetők és szigetelők. Elektromos erőhatások, a Coulomb-törvény. Mennyire pontos a Coulomb-törvény?
-
Elektromos erőtér, elektromos térerősség, elektromos térerősségvonalak. A fluxus, az elektrosztatika II. alaptörvénye (Gauss tétel) vákuumban. Egyszerű töltéselrendezések elektromos erőterének számítása.
-
Ponttöltés helyzeti energiája elektromos erőtérben, az elektromos potenciál, az elektrosztatika I. alaptörvénye.
-
Elektromos potenciál homogén erőtérben, ponttöltés-, töltésrendszer- és folytonos töltéseloszlás potenciálja. Ponttöltések kölcsönhatási energiája. Ekvipotenciális felületek.
-
Vezető elektromos erőtérben, csúcshatás. Töltött vezető potenciálja, kapacitás, kondenzátorok. Tükörtöltések módszere.
-
Elektromos dipólus elektromos erőtere és viselkedése elektromos erőtérben. Dipólus energiája elektromos erőtérben.
-
Szigetelő polarizációja elektromos erőtérben, az elektromos polarizáció vektora, elektromos erőtér és az elektrosztatika I. és II. alaptörvénye szigetelőben, az elektromos eltolás vektora.
-
Az elektromos térerősség és az eltolási vektor kapcsolata különböző anyagokban, elektromos szuszceptibilitás és permittivitás.
-
Az elektrosztatikus tér két szigetelő határán. A térerősség és az elektromos eltolás mérése szigetelőkben. Az elektromos erőtér energiája.
-
Elektromos áram, áramsűrűség, Ohm-törvény, ellenállás, vezetőképesség. A kontinuitási egyenlet és alkalmazása stacionárius áramokra, Kirchhoff I törvénye.
-
A stacionárius áram molekuláris értelmezése, mozgékonyság, a vezetés viszkózus modellje.
-
Állandó áram fenntartása zárt áramkörben, az elektromotoros erő, Kirchhoff II. törvénye. Elektromos energia átalakulása termikus energiává, Joule-törvény, zárt áramhurok energiamérlege.
-
Vezetési mechanizmusok szilárd anyagokban, folyadékokban és gázokban. Kontaktus-jelenségek szilárd anyagokban (termoelektromos effektusok) és folyadékokban (telep és akkumulátor alapelve).
-
Mágneses alapjelenségek, Lorentz-erő, a mágneses indukcióvektor, mágneses indukcióvonalak. Áramvezetőre ható erő mágneses erőtérben. Áramok kölcsönhatása, az áramerősség egységének meghatározása.
-
Áramhurokra ható forgatónyomaték mágneses erőtérben. Mágneses dipólmomentum és viselkedése mágneses erőtérben, az elektromos motor alapelve.
-
Áram mágneses tere, Biot-Savart törvény és a magnetosztatika I. alaptörvénye (gerjesztési törvény) vákuumban.
-
Egyszerű áramelrendezések mágneses erőterének számítása. Indukciófluxus, a magnetosztatika II. alaptörvénye (Gauss-tétel).
-
Anyag viselkedése mágneses erőtérben, a mágnesezettség vektora. A mágneses erőtér I. alaptörvénye (gerjesztési törvény) és II. alaptörvénye (Gauss-tétel) anyag jelenlétében.
-
A mágneses térerősség vektora. A mágneses indukcióvektor és a mágneses térerősségvektor kapcsolata különböző anyagokban, mágneses szuszceptibilitás és mágneses permeabilitás.
-
A mágneses indukcióvektor és a mágneses térerősségvektor mágneses anyagok határán. A mágneses indukció térerősség mérése. A mágneses tér energiája.
-
A mágnesség egyszerű mikroszkópikus modellje. Giromágneses hatások.
-
Elektromágneses indukció, a Faraday-féle indukciótörvény, az elektrosztatika I. alaptörvényének általánosítása időben változó erőterekre. A mozgási indukció jelensége és alaptörvényei, az elektromos generátor alapelve.
-
Lenz törvénye, örvényáramok. Önindukció, kölcsönös indukció, a transzformátor alapelve. Tranziens jelenségek.
-
Elektromos rezgőkörök (ideális és csillapított). Energiaviszonyok és kényszerrezgés elektromos rezgőkörökben. Csatolt rezgések.
-
Váltakozó áram leírása. Impedancia. Váltakozó áram teljesítménye. Skin-effektus (bőrhatás).
-
A magnetosztatika I. alaptörvényének általánosítása változó erőterekre, az eltolási áram.
-
Az elektromágnességtan alapegyenletei (Maxwell-egyenletek) integrális és differenciális formában.
-
Elektromágneses hullámok a klasszikus elektrodinamikában. Hullámegyenlet. Síkhullám megoldások. A k, az E és a B viszonya, az utóbbiak hely és időfüggése.
-
Elektromágneses hullám energia- és impulzussűrűsége. (Poynting-vektor. Sugárzási nyomás. Elektromágneses (rádiófrekvenciás) állóhullám, hullámvezetők. Diszperzió, fázis- és csoportsebesség.
-
Relativisztikus alapfogalmak: Lorentz-transzformáció, Lorentz-kontrakció és idő-dilatáció. A mezon élettartam magyarázata.
-
4D téridő, négyesvektorok, invariáns távolságnégyzet. Állapotváltozások ábrázolása a téridőben, események osztályozása. Sajátidő.
-
Relativisztikus mozgásegyenlet. Relativisztikus tömegnövekedés. Állandó erővel gyorsított tömegpont mozgása. Energia-impulzus négyesvektor.
-
Relativisztikus energiakifejezések és értelmezésük. Elektromágneses hullám Doppler-effektusa
A vizsgán minden hallgató 2 kérdést húz (1-16 ill. 17-33). Követelmény a témához tartozó fizikai jelenségek, az azokat leíró törvények és fizikai mennyiségek, valamint az alapvető kísérletek ismerete. Az előadásokon elhangzott levezetések ismerete nem alapkövetelmény, de a „jó” illetve „jeles” minősítés feltétele.
Jó tanulást!
Koppa Pál
2023-06-09
Jegyzet:
