Fyzika 1 - Mechanika

M 1. Vektory polohy, rýchlosti a zrýchlenia

M 2. Voľný pád, pád v odporovom prostredí

M 3. Šikmý vrh – pohybové rovnice pre šikmý vrh a ich riešenie. Zákon zachovania energie pre šikmý vrh.

M 4. Pohyb po kružnici, uhlová rýchlosť a dostredivé zrýchlenie.

M 5. Newtonove dynamické zákony, pohyb rovnomerný a zrýchlený.

M 6. Napíšte pohybovú rovnicu tlmeného a netlmeného oscilátora a nájdite jej riešenie.

M 7. Nájdite riešenie (ktoré sa ustáli po dlhom čase) pre tlmený oscilátor budený harmonickou silou a vysvetlite jav rezonancie.

M 8. Zákon zachovania hybnosti a energie.

M 9. Základné zákony hydrostatiky, hydrodynamiky a ich aplikácie (Pascalov zákon, Archimedov zákon, Bernouliho rovnica, rovnica kontinuity)

Fyzika 1 - EMO

EMO 1. Gaussov zákon a jeho použitie na výpočet elektrického poľa od nábojov rozložených na krivkách, plochách a v objeme.

EMO 2. Elektrický potenciál a jeho súvis s intenzitou elektrického poľa, Poissonova a Laplaceova rovnica. Výpočet potenciálu nábojov rozložených na krivkách, plochách a v objeme.

EMO 3. Elektrostatické pole na povrchu vodiča a v jeho dutinách. Kapacita sústavy vodičov. Energia nabitého kondenzátora.

EMO 4. Vektor polarizácie dielektrika a jeho súvis s viazanými nábojmi na povrchu a v objeme

dielektrika. Elektrická indukcia, dielektrická permitivita.

EMO 5. Prúdová hustota, ohmov zákon, výpočet elektrického odporu vodiča, Kirchoffove zákony pre výpočet elektrických sietí.

EMO 6. Magnetická sila pôsobiaca medzi pohybujúcimi sa nábojmi, Biotov-Savartov-Laplaceov zákon.

EMO 7. Ampérov zákon a jeho využitie na výpočet magnetických polí prúdov tečúcich po čiarach, plochách a v objeme.

EMO 8. Indukčnosť a vzájomná indukčnosť. Energia cievky pretekanej el. prúdom.

EMO 9. Vektor magnetizácie a jeho súvis s viazanými prúdmi na povrchu zmagnetizovaného materiálu. Intenzita magnetického poľa, magnetická permeabilita.

EMO 10. Rovnica kontinuity, Maxwellov posuvný prúd.

EMO 11. Maxwellove rovnice. Definícia veličín, ktoré do nich vstupujú a ich fyzikálne jednotky v sústave SI.

EMO 12. Rovinná elektromagnetická vlna vo vákuu. Vlnový vektor, vlnová dĺžka, frekvencia, perióda - definícia, jednotky. Disperzný vzťah medzi frekvenciou a vlnovým vektorom elektromagnetickej vlny. Polarizácia: lineárna, kruhová, eliptická. Impedancia vákua.

EMO 13. Vlnová rovnica. Poyntingov vektor, hustota elektromagnetickej energie vo vákuu.

EMO 14. Elektromagnetické vlny v materiálovom prostredí. Index lomu a impedancia materiálu. Elektromagnetická vlna v absorbujúcom prostredí. Rozdiel medzi kovom a dielektrikom.

EMO 15. Elektromagnetická vlna na rovinnom rozhraní. Podmienky spojitosti, Snellov zákon.

Fresnellove vzťahy. Javy na rozhraní: úplný odraz, Brewsterov uhol.

Fyzika 2 - Štatistická fyzika a termodynamika

SFT 1. Opitý námorník. Závislost’ stredného kvadrátu vzdialenosti od počtu krokov.

SFT 2. Maxwellovo rozdelenie rýchlosti. Najpravdepodobnejšia hodnota veľkosti rýchlosti a stredný kvadrát vel’kosti rýchlosti.

SFT 3. Boltzmanovo rozdelenie. Barometrická formula.

SFT 4. Prvá veta termodynamická pre ideálny plyn. Mayerov vzt’ah.

SFT 5. Carnotov cyklus.

SFT 6. Práca plynu (izochorický, izobarický, izotermický, adiabatický dej)

STF 7. Prírastok entropie plynu.(izochorický, izobarický, izotermický, adiabatický dej)

SFT 8. Dvojstavový systém (spin) pri teplote T. Stredná energia.

SFT 9. Kanonický súbor. Štatistická suma. Výpočet strednej hodnoty energie zo štatistickej sumy.

SFT 10. Kanonické rozdelenie v klasickom priblížení. Ekvipartičná teoréma

Fyzika 2 - Úvod do kvantovej fyziky (Atomova a jadrova fyzika)

UKF 1. Žiarenie absolútne čierneho telesa – opis problému, Planckovo riešenie, fotón. Wienov posunovací zákon, Stefan-Boltzmannov zákon, Fyzikálne prípady čierneho telesa.

UKF 2. Prechod kvantovej častice potenciálovou bariérou. Tunelovanie. Príklady tunelovnia kvantovej častice

UKF 3. Kvantový harmonický oscilátor: vlastné energie, porovnanie s klasickým oscilátorom.

UKF 4. Kvantový kvartický oscilátor – pohyb častice v dvojjamovom potenciály. Rozštiepenie energetických hladín, symetrická a antisymetrická superpozícia stavov. Príklady: molekula amoniaku, molekula vodíka.

UKF 5. Bohrov model atómu: spektrálne série, Bohrove kvantovacie podmienky, vlastné energie atómu vodíka. Nedostatky bohrovho modelu.

UKF 6. Atóm vodíka: kvantové čísla, ich fyzikálny význam. Priestorové rozloženie elektrónu na energ. hladine.

UKF 7. Spin. Súvis spinu a magnetického momentu. Stern-Gerlachov experiment.

UKF 8. Viacelektrónové atómy: Pauliho vylučovací princíp, periodická sústava prvkov.

UKF 9. Spektrá molekúl: rotačné, vibračné, elektrónové.

UKF 10. Atómové jadro, zloženie, základné parametre. Rutherfordov experiment. Jednoduché modely jadra.

UKF 11. Stabilita jadier, väzbová energia. Štiepenie jadier, jadrová fúzia

UKF 12. Jadrové premeny: Alpha-rozpad, rádioaktívne rady. Beta-rozpad, neutríno.

Fyzika 2 - Kvantová mechanika

KM1. Postuláty kvantovej mechaniky. Vlnové funkcie, operátory, problém vlastných hodnôt hermitovských operátorov, časová Schrödingerova rovnica.

KM2. Odvodenie bezčasovej Schrödingerovej rovnici.

KM3. Častica viazaná na úsečke (v nekonečne hlbokej potenciálovej jame). Riešenie Schrödingerovej rovnice, vlastnosti stacionárnych stavov, diskrétne vlastné hodnoty.

KM4. Viazané stavy častice v konštantnej potenciálovej jame konečnej hĺbky. Vlnové funkcie stacionárnych stavov v jame a mimo jamy, podmienky spojitosti na okrajoch jamy. Tunelový efekt.

KM5. Vlnová funkcia voľnej častice. Spojité vlastné hodnoty, normovanie na konečný objem.

KM6. Kvantovanie lineárneho harmonického oscilátora.

KM7. Nekomutatívne operátory a Heisenbergove relácie neurčitosti pre súradnicu a hybnosť a ich fyzikálny význam.

KM8. Časová závislosť stredných hodnôt fyzikálnych veličín. Ehrenfestove vety.

KM9. Atóm vodíka: Hamiltonián a vlnová funkcia základného stavu, kvantové čísla, energetické spektrum.

KM10. Približné metódy kvantovej mechaniky. Poruchová a variačná metóda. Molekulový hamiltonián. Spin a magnetický moment. Stern-Gerlachov experiment. Pauliho vylučovací princíp.

Skúška: ústna

slovenský, anglický

Štátna skúška z fyziky pred komisiou

0/100

Po úspešnom absolvovaní študent získa štatnu skúšku z fyziky

Základy environmentálnej fyziky 1 - Základy environmentálnej fyziky

ZEF1. Transport energie - výkon potrebný na prenos tekutiny.

ZEF 2. Tepelné stroje a ich maximálna učinnosť.

ZEF 3. Veterná energia - Betzova limita.

ZEF 4. Latentné teplo – vplyv na živoné prostredie.

ZEF 5. Zastúpenie izotopov v prírode - izotopy v molekulách, prirodzený výskyt rádioaktívnych izotopov, rádioaktívna premena.

ZEF 6. Stabilné izotopy - frakciácia izotopov, vlastnosti izotopológov vody.

ZEF 7. Stabilné izotopy - procesy vedúce k frakciácii, teplotná závislosť frakciácie, pravidlá frakciácie.

ZEF 8. Datovanie s využitím rádioaktívnych izotopov - 14C, 3H, vznik a rozloženie 14C v prírode, dendrochronológia, trícium v oceánografii.

ZEF 9. Zem v slnečnej sústave, charakteristiky Slnka - orbitálne variácie slnečného žiarenia,zoslabenie slnečného žiarenie pri prechode atmosférou, vlastnosti reálnych žiariacich objektov.

ZEF 10. Radiačná rovnováha Zeme, albedo zemského povrchu, albedo rôznych povrchov, globálna radiačná rovnováha – prvé priblíženie, prenos žiarenia, realistická radiačná rovnováha, prírodný skleníkový efekt.

Základy environmentálnej fyziky 1 - Jadrová a fosílna energia a jej environmentálne aspekty

JE 1. Rozdelenie neutrónov. Interakcia neutrónov s jadrami atómov. Zdroje neutrónov.

JE 2. Štiepenie jadier, aktivačná energia, produkty procesu štiepenia, okamžité a oneskorené neutróny.

JE 3. Princíp činnosti jadrového reaktora (bilancia neutrónov). Multiplikačný faktor reaktora.

JE 4. Základné súčasti jadrového reaktora. Rozdelenie a koncepcie energetických reaktorov. Perspektívy rozvoja jadrových reaktorov.

JE 5. Jadrový palivový cyklus. Ťažba a spracovanie rudy. Výroba a obohacovanie jadrového paliva.

JE 6. Rozdelenie rádioaktívnych odpadov, spracovanie a uloženie. Bezpečnostne systémy jadrovej elektrárne.

JE 7. Základný popis spaľovacieho procesu (hlavné zložky spaľovacieho procesu; dokonalé a nedokonalé spaľovanie; homogénne a heterogénne horenie; dôležité základné fyzikálne procesy; stechiometrická, chudobná a bohatá zmes; ekvivalentný pomer palivo - vzduch; súčiniteľ prebytku vzduchu)

JE 8. Spaľovanie plynných, kvapalných a tuhých palív (difúzny a predmixovaný plameň a ich príklady; mechanizmus spaľovania kvapalných palív; štádiá spaľovania tuhých palív a ich základný opis)

JE 9. Fosílne palivá: ropa, zemný plyn, uhlie (základné zloženie fosílnych palív; základné spracovanie fosílnych palív; frakčná destilácia ropy)JE 10.

JE 10. Využitie fosílnych palív v energetike (fluidný kotol; motory s vnútorným a vonkajším spaľovaním; tepelná parná elektráreň; tepelná plynová elektráreň, tepelná paroplynová elektráreň; kogenerácia a trigenerácia)

JE 11. Využitie fosílnych palív v doprave (zážihový a vznetový spaľovací motor: základné fázy činnosti 4-taktných spaľovacích motorov, spôsob prípravy zápalnej zmesi, princíp zapálenia zmesi, typ plameňa, typické zloženie výfukových plynov (kvalitatívne))

JE 12. Environmentálne aspekty využívania fosílnej energie (plynné polutanty vznikajúce pri spaľovaní palív vo vzduchu; stručný princíp vzniku plynných polutantov; environmentálne a zdravotné efekty plynných polutantov)

Základy environmentálnej fyziky 1 - Obnoviteľné zdroje energie

ZAZE 1. Problém udržateľnosti výroby a spotreby energie.

ZAZE 2. Výroba energie na báze fosílnych palív vrátane jadrovej energie a jadrovej bezpečnosti.

ZAZE 3. Ekologické dopady výroby energie vrátane klimatických zmien a možností ich korekcie.

ZAZE 4. Vodná energetika (veľká aj malá), typy vodných turbín a oblasti ich použitia, prečerpávacie vodné elektrárne a ich význam.

ZAZE 5. Slnečná energia, pasívna slnečná energetika, straty tepla z budov a metódy riešenia tohto problému, akumulácia tepla v budove, výroba chladu.

ZAZE 6. Slnečná energia, aktívna slnečná energetika, tepelné slnečné kolektory (vákuové a planárne), uskladnenie tepla, fotovoltaické slnečné kolektory (monokryštalické, polykryštalické, tenkovrstvové, Kyosemi), hybridné solárne systémy, solárna termálna metóda výroby elektrickej energie.

ZAZE 7. Veterná energia, horizontálne veterné ružice, vertikálne veterné ružice, malá veterná energetika, komponenty veterného systému, možnosti uskladnenia veternej energie.

ZAZE 8. Geotermálna energia, tepelné čerpadlá.

ZAZE 9. Biomasa, produkcia vo svete, chemické zloženie a vznik biomasy, biomasa ako palivo a jej energetická hodnota, výhody a nevýhody použitia biomasy.

ZAZE 10. Biomasa, mobilné aplikácie, použitie palív na báza biomasy v motorových vozidlách (plynné a kvapalné palivá).

Základy environmentálnej fyziky 2 - Základy meteorológie, klimatológie a hydrológie

MKH1. Radiačná bilancia systému Zem-atmosféra.

MKH 2. Slnečného žiarenia a jeho transformáciou v atmosfére

MKH 3. Vertikálna stabilita v atmosfére, suchoadiabatický gradient

MKH 4. Základne črty všeobecnej cirkulácie.

MKH 5 Tlakové útvary a ich genéza.

MKH 6. Frontálne rozhranie, prejavy počasia na studenom a teplom fronte.

MKH 7. Frontálne rozhranie, prejavy počasia na okluznom fronte.

MKH 8. Denný a ročný chod meteorologických prvkov.

MKH 9. Miestné cirkulačné systémy.

MKH 10. Klimatogeografické činitele, klasifikácia klímy.

Základy environmentálnej fyziky 2 - Základy fyziky vody

ZFV 1. Molekula vody ako elektrický dipól, vodíkové mostíky.

ZFV 2. Hustota vody,základná anomália vody a jej význam v prírode.

ZFV 3. Povrchové napätie, kapilarita a jej význam v prírode.

ZFV 4. Zmeny skupenstva vody, energie pre zmeny skupenstva, fázový diagram, trojný bod, kritický bod, význam skupenského tepla topenia a vyparovania a tepelnej kapacity vody v prírode.

ZFV 5. Tlak nasýtených pár, vyparovanie a var, rosný bod, vlhkosť vzduchu - absolútna a relatívna.

ZFV 6. Vodikový ión a pH- kyslosť a zásaditosť vodných roztokov.

ZFV 7. Vodné roztoky, rozpustnosť tuhých, kvapalných a plynných látok vo vode, Raoultov a Henryho zákon, tvrdosť vody.

ZFV 8. Osmóza,osmotický tlak, izotonický, hypotonický, hypertonický roztok, reverzná osmóza.

ZFV 9. Absorpčné spektrum vody, skleníkový efekt.

ZFV 10. Hydrologický cyklus, pomerné zastúpenie typov vôd na Zemi

Skúška: ústna

slovenský, anglický

Štátna skúška z predmetu Základy environmentálnej fyziky pred komisiou

0/100

Po úspešnom absolvovaní študent získa štátnu skúšku zo Základov environmentálnej fyziky

Priebežné hodnotenie: samostatná práca

slovenský, anglický

Študent pracuje podľa pokynov vedúceho bakárskej práce. Obhajoba bakalárskej práce pred komisiou

100/0

Študent dokončuje bakalársku prácu.