Beugró kérdések. Elektrodinamika 2. vizsgához. Számítsa ki a gradienst, divergenciát és a skalár Laplace operátort henger koordinátákban!

Hasonló dokumentumok
Elektromágneses hullámok

Az Ampère-Maxwell-féle gerjesztési törvény

Optika és Relativitáselmélet II. BsC fizikus hallgatóknak

-2σ. 1. A végtelen kiterjedésű +σ és 2σ felületi töltéssűrűségű síklapok terében az ábrának megfelelően egy dipól helyezkedik el.

Fizika 1 Elektrodinamika beugró/kis kérdések

Kvantummechanika gyakorlat Beadandó feladatsor Határid : 4. heti gyakorlatok eleje

Gépészmérnöki alapszak, Mérnöki fizika 2. ZH, december 05. Feladatok (maximum 3x6 pont=18 pont)

Fizika 2 - Gyakorló feladatok

Geometriai és hullámoptika. Utolsó módosítás: május 10..

a térerősség mindig az üreg falára merőleges, ezért a tér ott nem gömbszimmetrikus.

TARTALOMJEGYZÉK EL SZÓ... 13

Orvosi Biofizika I. 12. vizsgatétel. IsmétlésI. -Fény

Optika gyakorlat 7. Fresnel együtthatók, Interferencia: vékonyréteg, Fabry-Perot rezonátor

A gradiens törésmutatójú közeg I.

Vezetők elektrosztatikus térben

Pótlap nem használható!

FIZIKA II. Dr. Rácz Ervin. egyetemi docens

Gyakorlat 30B-14. a F L = e E + ( e)v B képlet, a gravitációs erőt a (2.1) G = m e g (2.2)

3. (b) Kereszthatások. Utolsó módosítás: április 1. Dr. Márkus Ferenc BME Fizika Tanszék

Gyakorlat anyag. Veszely. February 13, Figure 1: Koaxiális kábel

2. (d) Hővezetési problémák II. főtétel - termoelektromosság

Rezgés, Hullámok. Rezgés, oszcilláció. Harmonikus rezgő mozgás jellemzői

1. Az üregsugárzás törvényei

dinamikai tulajdonságai

A kvantummechanika kísérleti előzményei A részecske hullám kettősségről

ANALÍZIS II. Példatár

VIK A2 Matematika - BOSCH, Hatvan, 3. Gyakorlati anyag. Mátrix rangja

Elektromágneses hullámok

Kifejtendő kérdések június 13. Gyakorló feladatok

Q 1 D Q 2 (D x) 2 (1.1)

13. Előadás. A Grid Source panelen a Polarization fül alatt megadhatjuk a. Rendre az alábbi lehetőségek közül választhatunk:

A spin. November 28, 2006

Osztályozó vizsga anyagok. Fizika

3.1. ábra ábra

1. fejezet. Gyakorlat C-41

Milyen simaságú legyen a minta felülete jó minőségű EBSD mérésekhez

Név... intenzitás abszorbancia moláris extinkciós. A Wien-féle eltolódási törvény szerint az abszolút fekete test maximális emisszióképességéhez

Szilárdtest-fizika gyakorlat, házi feladatok, ősz

x = cos αx sin αy y = sin αx + cos αy 2. Mi a X/Y/Z tengely körüli forgatás transzformációs mátrixa 3D-ben?

Alkalmazás a makrókanónikus sokaságra: A fotongáz


Lagrange és Hamilton mechanika

Zárthelyi dolgozat I. /A.

Kirchhoff 2. törvénye (huroktörvény) szerint az áramkörben levő elektromotoros erők. E i = U j (3.1)

Elektromágneses hullámok - Interferencia

MSC ELMÉLETI FIZIKA SZIGORLAT TÉTELEK. A-01. Tétel A KLASSZIKUS FIZIKA ÉS A NEMRELATIVISZTIKUS KVANTUMMECHANIKA ALAPEGYENLETEI.

3. Plazma leírási módszerek, Hullámok

Fizika 1 Elektrodinamika belépő kérdések

Elektromágneses sugárzás

Az egyenlőtlenség mindkét oldalát szorozzuk meg 4 16-al:

17. előadás: Vektorok a térben

11. Előadás Gradiens törésmutatójú közeg II.

Kinematika szeptember Vonatkoztatási rendszerek, koordinátarendszerek

Fizika II minimumkérdések. A zárójelben lévő értékeket nem kötelező memorizálni, azok csak tájékoztató jellegűek.

Gépészmérnöki alapszak, Mérnöki fizika ZH, október 10.. CHFMAX. Feladatok (maximum 3x6 pont=18 pont)

Optika gyakorlat 6. Interferencia. I = u 2 = u 1 + u I 2 cos( Φ)

Robotika. Kinematika. Magyar Attila

Az elméleti mechanika alapjai

Csillapított rezgés. a fékező erő miatt a mozgás energiája (mechanikai energia) disszipálódik. kváziperiódikus mozgás

Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata

Az optika tudományterületei

Matematika A2 vizsga mgeoldása június 4.

Tartalomjegyzék. Emlékeztetõ. Emlékeztetõ. Spektroszkópia. Fényelnyelés híg oldatokban 4/11/2016. A fény; Abszorpciós spektroszkópia

7. GRAVITÁCIÓS ALAPFOGALMAK

Az elektromágneses hullámok

Felügyelt önálló tanulás - Analízis III.

2, = 5221 K (7.2)

3. Plazma leírási módszerek, Hullámok

Vázlatos tartalom. Szerkezet jellemzése és vizsgálata Szilárdtestek elektronszerkezete Rácsdinamika Transzportjelenségek Mágneses tulajdonságok

January 16, ψ( r, t) ψ( r, t) = 1 (1) ( ψ ( r,

Ψ - 1/v 2 2 Ψ/ t 2 = 0

Tartalomjegyzék. Emlékeztetõ. Emlékeztetõ. Spektroszkópia. Fényelnyelés híg oldatokban A fény; Abszorpciós spektroszkópia

Hajder Levente 2017/2018. II. félév

Bevezetés a görbe vonalú geometriába

azonos sikban fekszik. A vezetőhurok ellenállása 2 Ω. Számítsuk ki a hurok teljes 4.1. ábra ábra

Numerikus matematika vizsga

Infobionika ROBOTIKA. X. Előadás. Robot manipulátorok II. Direkt és inverz kinematika. Készült a HEFOP P /1.0 projekt keretében

TÁVKÖZLÉSI ISMERETEK FÉNYVEZETŐS GYAKORLAT. Szakirodalomból szerkesztette: Varga József

Elektro- és magnetosztatika, áramkörök

1. ábra. 24B-19 feladat

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA II.

Vektorok. Wettl Ferenc október 20. Wettl Ferenc Vektorok október / 36

Matematika A1a Analízis

Hajder Levente 2017/2018. II. félév

Pere Balázs október 20.

Tartalom. Tartalom. Anyagok Fényforrás modellek. Hajder Levente Fényvisszaverési modellek. Színmodellek. 2017/2018. II.

1.1. Feladatok. x 0 pontban! b) f(x) = 2x + 5, x 0 = 2. d) f(x) = 1 3x+4 = 1. e) f(x) = x 1. f) x 2 4x + 4 sin(x 2), x 0 = 2. általános pontban!

Tömegpontok mozgása egyenes mentén, hajítások

A fény mint elektromágneses hullám és mint fényrészecske

SZTE Elméleti Fizikai Tanszék. Dr. Czirják Attila tud. munkatárs, c. egyetemi docens. egyetemi docens. Elméleti Fizika Szeminárium, december 17.

Elektrosztatikus számítások. Elektrosztatikus számítások. Elektrosztatikus számítások. Elektrosztatikus számítások Definíciók

1. Feladatok merev testek fizikájának tárgyköréből

3. Plazma leírási módszerek, Hullámok. Dósa Melinda

1. feladat R 1 = 2 W R 2 = 3 W R 3 = 5 W R t1 = 10 W R t2 = 20 W U 1 =200 V U 2 =150 V. Megoldás. R t1 R 3 R 1. R t2 R 2

A +Q töltés egy L hosszúságú egyenes szakasz mentén oszlik el egyenletesen (ld ábra ábra

Sajátértékek és sajátvektorok. mf1n1a06- mf1n2a06 Csabai István

1.feladat. Megoldás: r r az O és P pontok közötti helyvektor, r pedig a helyvektor hosszának harmadik hatványa. 0,03 0,04.

sin x = cos x =? sin x = dx =? dx = cos x =? g) Adja meg a helyettesítéses integrálás szabályát határozott integrálokra vonatkozóan!

Kérdések Fizika112. Mozgás leírása gyorsuló koordinátarendszerben, folyadékok mechanikája, hullámok, termodinamika, elektrosztatika

Abszorpciós spektroszkópia

Átírás:

Beugró kérdések Elektrodinamika 2. vizsgához. Görbült koordináták Henger koordináták: r=(ρ cos φ, ρ sin φ, z) Számítsa ki a gradienst, divergenciát és a skalár Laplace operátort henger koordinátákban! 2. Laplace egyenlet azimutális szimmetria esetén A Laplace-egyenlet alakja gömbi koordinátákban r r2 (r Φ)+ r ( 2 sin θ θ (sin θ θ Φ )+ sin 2 θ 2 ϕ Φ ) =0 a) Azimutális szimmetria, azaz a potenciál ϕ függetlensége mellett válassza szét a változókat! b) Számítsa ki a radiális megoldást és írja fel az általános megoldást, ha a szögfüggő részt P l (cos θ) - val jelöljük! c) Fogalmazza meg, mit jelent az, hogy a P l (x) Legendre-polinomok teljes rendszert alkotnak a [-,] intervallumon négyzetesen integrálható függvények terében! d) Igazolja, hogy amennyiben r '= x' >r= x akkor x x ' = r l l=0 r ' P l(cos γ) l + ahol γ az x és x ' vektorok által bezárt szög, amennyiben a normálás P l ()=! 3. Potenciálok síkbeli polár koordinátákban A síkbeli polárkoordináták: x=r cos φ a) A Laplace-egyenlet alakja Válassza szét a változókat! y=r sin φ r r(r r Φ)+ r 2 2 ϕ Φ=0 b) Milyen potenciált kapunk forgásszimmetrikus esetben? c) Írja fel a Laplace-egyenlet általános megoldását síkbeli polár- koordinátákban! d) Tegyük fel, hogy adott a potenciál egy R sugarú körön: Φ(r=R,φ )=V(φ)! Írja fel a megoldást a kör belsejében, illetve külsejében!

4. Gömbfüggvények: a gömbi Laplace-egyenlet megoldásai [ sin θ θ (sin θ θ )+ sin 2 θ 2 ϕ] a) Írja fel a gömbfüggvények ortogonalitási relációját! b) Fogalmazza meg a gömbfüggvények teljességét! Y (θ, ϕ)=l(l+)y lm lm (θ, ϕ) c) A (θ,φ) irányú egységvektort n-nel jelölve, az O forgatás alatt (l) Y lm (O n)= D mm' (O)Y lm ' (n) m' Egészítse ki a D (l) mátrix alábbi tulajdonságait! D (l) (O) D (l) (O)= D (l) (O O 2 )= 5. Gömbi multipólusok a) A P l (n n')= 4 π 2l+ m x x ' = Y lm (n) * Y lm (n ') addíciós tétel felhasználásával fejtse ki: b) A fenti reláció segítségével írja fel egy véges folytonos töltéseloszlás multipólus kifejtését a töltésektől nagy távolságban! c) Hány független komponense van az l-edik multipólusnak? 6. Kvázistacionárius közelítés a) Milyen határfeltételeket elégít ki az elektromos és a mágneses mező ideális fém felületén? Hogyan viszonyulnak a felületi áramsűrűséghez? b) Mi az a skin-effektus? c) Mi a kvázistacionárius közelítés feltétele σ és ε anyagi állandókkal kifejezve? Hogyan írható ez fel a hullámhossz segítségével? d) Hogyan írható fel az effektív energiaáram sűrűség komplex E ~ e -iωt és H ~ e -i(ωt+φ) térerősségekkel kifejezve? 7. Hullámvezető a) Milyen változókra redukálható általában az elektromos és a mágneses térerősség? Milyen egyenletet elégítenek ki ezek a változók? b) Mi a TEM módus és mikor létezhet? Mi a diszperziós relációja? c) Mi a TE és TM módus? Milyen a diszperziós relációjuk és mi a terjedésük feltétele? d) Mennyi a terjedő hullámok csoport-, illetve fázissebessége?

8. Üregrezonátor: vegyünk egy két transzverz fémsíkkal lezárt hullámvezetőt. a) Mi a TE, illetve a TM módus esetén a maszterfüggvény határfeltétele a határoló síkokon? b) Írja fel az üregrezonátor módusok frekvenciáit a hullámvezető diszperziós relációjából kiindulva! c) Mi a jósági tényező definíciója? Milyen a spektrálfüggvény egy véges Q jósági tényező esetén, és mennyi a félértékszélessége? A felsorolt tényezők közül melyektől függ a jósági tényező? a rezonátor geometriája, a gerjesztett módus, a rezonátor falának anyaga, a módus amplitúdója 9. Lineáris válaszelmélet és dielektromos együttható a) Írja fel a P polarizáció és az E térerősség közti összefüggést eltolás-invariáns lineáris választ feltételezve valós időben, illetve Fourier-térben! b) Fejezze ki a dielektromos állandót a válaszfüggvénnyel! c) Minek a következménye és milyen mennyiségek közötti összefüggést ad meg a Kramers-Kronig reláció? d) Milyen fizikai jelenséget ír le a törésmutató imaginárius része? 0. Szabad elektrongáz dielektromos együtthatója a) Hogyan adható meg a szabad elektronok dielektromos együtthatója az ω p plazmafrekvencia segítségével? b) Minek a frekvenciája ω p? Hogyan terjednek az elektromágneses hullámok, ha () ω>ω p (2) ω<ω p?. Vezetőképesség és dielektromos állandó a) Hogyan fejezhető ki a polarizációs áramsűrűség a polarizációval? b) Az Ohm-törvényből milyen összefüggés következik a fémek relatív dielektromos állandója és vezetőképessége között? 2. Retardált potenciál és sugárzás a) Írja fel a retardált megoldást az A vektorpotenciálra e -iωt időfüggésű áramsűrűség esetén! b) Mi a távoli zóna és hogyan néz ki A sugárzási része? c) Milyen sorfejtés adja meg a sugárzás multipólus komponenseit és mi az érvényességének a feltétele?

3. A sugárzás leírása a) Milyen egyszerűsítést tehetünk, amikor kiszámítjuk a mágneses térerősség sugárzási komponensét a vektorpotenciálból? b) Hogyan kapjuk meg az S effektív energia áramsűrűséget a mágneses térerősség ismeretében? Milyen irányba mutat? c) Fejezze ki S-ból az egységnyi térszögbe kimenő teljesítményt! d) Kvalitatíven írja le a szögeloszlást elektromos dipólsugárzás esetén? 4. Szórási hatáskeresztmetszet és alakfaktor d σ a) Definiálja a differenciális szórási hatáskeresztmetszetet! d Ω b) Mi az alakfaktor és hogyan számíthatjuk ki? c) Mennyi egy random közeg alakfaktora? d) Hogyan kapjuk meg egy köbös kristály alakfaktorát? Mi az erősítés feltétele (Bragg feltétel) és mennyi teljesülése esetén az alakfaktor? Hogyan szóródik egy kristályon a rácsállandónál jóval nagyobb hullámhosszúságú elektromágneses hullám? 5. Rayleigh szórás a) Írja fel az egy molekulán történő szórás hatáskeresztmetszetének függését a k hullámszámtól, valamint az e 0 bejövő és az e kimenő polarizációs vektortól, dipólszórást feltételezve! b) A fentiből kiindulva, mennyi a hatáskeresztmetszet V térfogatban, ρ sűrűségű gázban? Hogyan kapható meg ebből a csillapodási együttható? c) Miért kék az ég és miért vörös a lemenő nap? Az égbolt mely részéről érkezik síkban tökéletesen poláros fény? Melyik síkban poláros ez? d) Hogyan hatol át a fény a kritikus ponthoz közeli közegen? Mi ennek a magyarázata? 6. Retardálás a) Ponttöltés pályája γ(t). A térerősséget t időpillanatban, x helyen mérjük. Milyen egyenlet határozza meg meg a t retardált időt és az R retardált távolságot? b) Mennyi a relatív faktor a megfigyelési és a retardált idő között (dt/dt )? c) A fentiek segítségével írja fel a skalárpotenciált! (4 pont)

7. Ultrarelativisztikus mozgást végző részecske sugárzása a) Mi jellemzi az ultrarelativisztikusan mozgó test sugárzásának irány szerinti eloszlását? Hasonlítsa ezt össze a dipólközelítéssel! Készítsen rajzot is! b) Rajzolja fel kvalitatíve a körpályán mozgó ultrarelativisztikus részecske sugárzási spektrumát! Hogyan kapható meg a jellemző levágási frekvencia egyszerű megfontolással? c) Mi a lényeges különbség a kör alakú és az egyenes gyorsító sugárzási vesztesége között? Hogyan érinti ez a gyorsítók tervezését? 8. Cserenkov sugárzás a) Mi a sugárzási feltétel (az a feltétel, ami megadja, mely frekvenciákat tartalmazhatja egyáltalán a Cserenkov sugárzás)? b) Mi határozza meg a Cserenkov sugárzás jellemző frekvenciáját? c) Milyen szögben lép ki a sugárzás?