TANTÁRGYI ÚTMUTATÓ ELMÉLETI FIZIKA Alapszak (BSc) 332 Gábor Dénes Főiskola 2008/2009. tanév FML-028/01
Tartalomjegyzék 1. A tantárggyal kapcsolatos fontosabb adatok... 1 2. A tantárgy célkitűzése és tematikája... 2 3. A felkészülést támogató tananyagok... 3 4. Előtanulmányi rend, előfeltételek... 4 5. Módszertani javaslat a tantárgy megtanulására... 4 6. A gyakorlattal kapcsolatos tudnivalók... 4 7. Gyakorló feladatok, önellenőrző tesztek megoldása... 4 8. A tananyag számonkérése... 5 9. Előadások, konzultációk... 5 10. Kapcsolattartás a tutorokkal, hallgatótársakkal... 5 11. A tanulás javasolt ütemterve... 6 1. A tantárggyal kapcsolatos fontosabb adatok A tantárgy kredit értéke* Nappali képzési forma Előadás Gyakorlat Távoktatási / levelező képzési forma Bevezető konzultáció Gyakorlat Vizsga-előkészítő konzultáció Önálló tanulás (átlag) 4 kredit 30 óra - óra 3 óra - óra 3 óra 54 óra kredit *15 - munkaóra Tantárgy elérési útvonala a GDF ILIAS e-learning keretrendszerben: ILIAS ETOR tantárgyi mappa: http://ilias.gdf-ri.hu, Taneszköz tároló Főiskolai alapképzés aktuális tanév/félév mappa Tantárgy- és tananyagfelelős Név: Dr. Berke József Telefon: 203-0336/5040 E-mail: berke@gdf.hu Fogadóóra helye: GDF 1115 Bp., Etele út 68. 5. em. 504. Fogadóóra ideje: Általában hétfőnkét vagy keddenként 14:00-15:00 1
Tutorok Név: Dr. Berke József Telefon: 203-0336/5040 E-mail: berke@gdf.hu Fogadóóra helye: GDF 1115 Bp., Etele út 68. 5. em. 504. Fogadóóra ideje: Általában hétfőnkét vagy keddenként 14:00-15:00 Név: Dr. Szász Gábor Telefon: 203-0304/5200 E-mail: szaszg@gdf.hu Fogadóóra helye: 1115 Bp., Etele út 68. 5. em. 520. Fogadóóra ideje: Általában hétfőnkét 15:00-16:00 A tantárgy internetes tutorának nevét, elérhetőségét és fogadóóráinak időpontjait minden hallgató megtalálja az ILIAS internetes távoktató rendszerben. Kérjük, hogy olvassa el a teljes képzéshez tartozó tanulmányi útmutatót! 2. A tantárgy célkitűzése és tematikája A tantárgy célja: A mai kor technikája, különösen az informatika a fizika modern fejezeteire épül. A mai kor technikája, különösen az informatika a fizika legújabb fejezeteire épül. Napjainkban az alkalmazó és a fejlesztő (F), a fejlesztő és a kutató (K), valamint a kísérleti és az elméleti K + F tevékenység olyannyira összefüggenek egymással, hogy határvonaluk szinte teljesen elmosódott. Az Elméleti fizika tantárgy célkitűzése, hogy az összekötő híd szerepét játssza a tudomány és a technika fenti határterületein. A tantárgy tartalma alkalmas arra, hogy az MSc-n tanulni kívánókat a modern fizika néhány területén felkészítse a további egyetemi tanulmányokra. Tematika: 1. Bevezetés. Az elméleti fizika alapjai. Problémák felvetése. 2. Speciális relativitáselmélet. Lorentz-koordinátatranszformáció. 3. Gyakorlati problémák: energiára, anyaghullámra. Az elektronmikroszkópia alapjai. 4. Az általános relativitáselmélet és informatikai következményei. 5. Legkisebb hatás elve. Lagrange-egyenletek. Transzportelmélet. 6. Kvantummechanika alapjai. Schrödinger-egyenlet és néhány alkalmazása. 7. Atomenergetika - maghasadás és magfúziós kísérletek. 8. Szupravezetés elmélet és gyakorlat. 9. Nemlineáris rendszerek. Káoszelmélet. 10. Fraktálok és gyakorlati alkalmazásuk a fizikában. 2
11. Térelmélet alapjai. Alapvető kölcsönhatások. 12. Kvantumelektrodinamika. Stantard modell. 13. Húrelmélet. M-elmélet. 14. Ősrobbanás. Fekete lyukak. A világegyetem. 15. A fizika jövője. 3. A felkészülést támogató tananyagok Kötelező tananyagok: Tananyag Forma Kiadás módja Alvin Hudson - Rex Nelson: hallgatói oktatócsomag tankönyv Útban a modern fizikához Dr. Bíró Gábor: Hallgatói segédlet a Fizika II. című tantárgyhoz mag hallgatói oktatócso- segédlet Tantárgyi útmutató kiadvány hallgatói oktatócsomag Internet honlap elektronikus www.digkep.hu Kiegészítő tananyagok, segédletek: Tananyag Forma Kiadás módja Prezentáció elektronikus ILIAS ETOR Segédletek elektronikus ILIAS ETOR és www.digkep.hu Ajánlott szakirodalom: Bíró-Kálmán-Keszthelyi-Tóth: Bevezetés a modern fizikába I. Tankönyvkiadó, 1990. Bíró-Tóth: Bevezetés a modern fizikába II. BME kiadás, 1992. Szűcs Ervin: Dialógusok a műszaki tudományokról Műszaki Könyvkiadó Bp., 1976. http://web.axelero.hu/eszucs7/dialogusok/dialogusok.htm Dr. Balázs Béla: Az univerzum fejlődése, INFORMATIKA, 9. évf. 2. sz. GDF. Bp., 2007. május, pp.26-32. Ajánlott a Magyar EURATOM Fúziós Szövetség honlapja is: www.magfuzio.hu 3
4. Előtanulmányi rend, előfeltételek a.) A tantárgy elsajátításához szükséges előismereteket tartalmazó tantárgyak: Analízis II., Fizika, Valószínűségszámítás és matematikai statisztika b.) A vizsga előfeltétele: - c.) Erre a tananyagra épülő más tantárgyak: - 5. Módszertani javaslat a tantárgy megtanulására a.) Módszertani útmutató a nappali képzési formában tanulók részére: A tananyag megértésére és nem memorizálására kell törekedni. Ehhez önellenőrzést jelenthet a Tankönyv egyes fejezetei végén lévő kérdések megválaszolása. (A példák megoldására nincs szükség.) A tananyag tankönyvi oldalszáma nem sok, ugyanakkor a tárgy nem könnyű, ezért javaslom az ajánlott irodalom megfelelő fejezeteinek az elolvasását is. A tankönyvben szereplő matematikai levezetéseknek csak a gondolatmenetét és fizikai tartalmát kell ismerni. Szívesen fogadjuk a vizsga előkészítő konzultációra azokat a kollégákat, akiknek az előadás meghallgatása, illetve a tankönyv megfelelő részének az átolvasása után kérdéseik vannak. b.) A tantárgyra vonatkozó módszertani útmutató a távoktatási / levelező hallgatók részére: - Bevezető konzultáció: Az első foglalkozást szánjuk erre. Az itt kapott útmutatás szerint kell felkészülni, illetve az itt átvett tananyagrészt érdemes jegyzetelni a honlapról v. a hallgatói DVD-ről letöltött vázlat kiegészítésére. - Vizsga-előkészítő konzultáció: Erre szánjuk a második foglalkozást. c.) Módszertani útmutató az ILIAS ETOR-ral való tanuláshoz: Az ILIAS ETOR-ral való tanuláshoz módszertani javaslatot találnak a Taneszköztároló Főiskolai alapképzés Általános információk A tanulás és önellenőrzés folyamata tantárgyanként az ILIAS használatával című fájlban. 6. A gyakorlattal kapcsolatos tudnivalók Nincs gyakorlat. 7. Gyakorló feladatok a.) Kötelező, illetve házi feladatok: - b.) Önellenőrzés az ILIAS ETOR-ban: - 4
8. A tananyag számonkérése A számonkérés módja (vizsga, beszámoló, gyakorlati jegy): szóbeli beszámoló Értékelési szempontok: a fizikai tartalom megértését tartjuk a legfontosabbnak. Ha valaki a foglalkozásokon aktív, akkor azt a beszámolón jutalmazzuk. Szigorlatnak része-e a tananyag? Nem 9. Előadások, konzultációk a.) A nappali képzési formában tanulóknak a tanterv szerint előírt foglalkozásokat az időrendi táblázatok tartalmazzák, amelyek a főiskola web lapján megtalálhatók (www.gdf.hu). b.) Távoktatási / levelező képzési forma (Internetes távoktatás) A nappali képzési forma előadásait, ha idejük engedi, az internetes távoktatásos és a levelező hallgatók is látogathatják. Bevezető konzultáció: A tanár útmutatást ad a tananyag feldolgozásához, illetve ismerteti a tananyag ama részeit, amelyekről a tankönyvben nincs semmi. Vizsga-előkészítő konzultáció: A tanár válaszol a hallgatók kérdéseire, ill. átveszi azokat az anyagrészeket, amelyek a beszámolón biztosan érintve lesznek. Ha jut idő rá, akkor néhány érdekes fizikai jelenségre, valamint a modern fizika műszaki alkalmazásaira is ráirányítja a hallgatóság figyelmét. 10. Kapcsolattartás a tutorokkal, hallgatótársakkal Tantárgyi fórum Az ILIAS internetes távoktató rendszerben a tantárgynál talál egy aktív levelező fórumot. http://ilias.gdf-ri.hu. 5
11. A tanulás javasolt ütemterve a.) A nappali képzési formában Előadás / konzultáció 1. 2. 3. 4. 5. 6. TÉMA, TEMATIKA Bevezetés. Az elméleti fizika alapjai. Problémák felvetése. Speciális relativitáselmélet. Lorentzkoordinátatranszfor máció. Gyakorlati problémák: energiára, anyaghullámra. Az elektronmikroszkópia alapjai. Az általános relativitáselmélet és informatikai következményei. Legkisebb hatás elve. Lagrange-egyenletek. Transzportelmélet. Kvantummechanika alapjai. Schrödinger-egyenlet és néhány alkalmazása. Atomenergetika - maghasadás és magfúziós kísérletek. Szupravezetés elmélet és gyakorlat. Nemlineáris rendszerek. Káoszelmélet. Fraktálok és gyakorlati alkalmazásuk a fizikában. Térelmélet alapjai. Alapvető kölcsön- tankönyv, fejezet Ismétlés a Fizika I. ea. vázlatból Hallgatói segédlet ILIAS Ea. vázlat 1019-1070 1075-1098 ILIAS Ea. vázlat ILIAS Ea. vázlat tanulásra ford. idő házi feladat Zárthelyi - 6 óra - - 8 óra - - 12 óra - - 6 óra - 1101-1148 - 8 óra - ILIAS ea. vázlat - 8 óra - 6
7. hatások. Kvantumelektrodinamika. Stantard modell. Húrelmélet. M-elmélet. Ősrobbanás. Fekete lyukak. A világegyetem. A fizika jövője. Ea. - 12 óra - 60 óra Beszámoló b.) Távoktatási / levelező képzési formában Bevezető konzultáció: Tutor 1 : 1. Téma Időpont Megjegyzés Tematika 3. 6. A tanárok megadják az ILIAS-on és más honlapon és 7. pontja elérhető kiegészítő tananyagokat. Megkérik a hallgatókat, hogy néhány fontos fizikai tématerületet (pl. az elektrodinamika Maxwellegyenletei) nézzenek át a tananyag megértése céljából. Vizsga-előkészítő konzultáció: Tutor 2 :... Téma Időpont Megjegyzés 1. Amiről kérdeznek Jegyzetek: Ha nem lesz sok kérdés, akkor a tutor vet fel olyanokat, amelyekre a beszámolón számítani lehet. Felhívja arra is a figyelmet, hogy az ismertetett fizikai egyenletekről mit kell tudni, mi a fizikai tartalmuk, és milyen tanulságok vonhatók le belőlük. 1 A saját tutorja nevét írja ide! 2 A saját tutorja nevét írja ide! 7
2007/08/3 MM