Bakalárske štúdium odboru Fyzika - 3. ročník - povinne voliteľné predmety

Matematická fyzika II
Cieľom predmetu je nadviazať na predmet Matematická fyzika I. a takto rozšíriť poznatky zo špeciálnych funkcií. Predmet poskytuje rozšírené poznatky o špeciálnych funkciách pre študentov odboru Fyzika.
 
Špeciálna teória relativity
Osvojenie si pojmov a vzťahov ŠTR ako základu každej modernej fyzikálnej teórie.
Galileiho transformácia a Galileiho princíp relativity. Hypotézy éteru, Michelsonov experiment. Princípy špeciálnej teórie relativity. Lorentzova transformácia a jej fyzikálne dôsledky. Interval a svetelný kužeľ. Minkowského priestoročas, matematický aparát špeciálnej teórie relativity. Relativistická elektrodynamika, kovariantný zápis Maxwellových rovníc. Relativistická mechanika, pohybové rovnice, ekvivalencia hmotnosti a energie.
 
Štruktúra a vlastnosti KL
Získať základné vedomosti z oblasti fyziky kondenzovaných látok, na základe ktorých je možné nadviazať na špecializované kurzy ako magnetické vlastnosti TL, fyzika nízkych teplôt, polovodiče.
Základné typy väzieb v tuhých látkach. Kryštálová štruktúra. Kryštalografické mriežky a sústavy . Súmernosť kryštálov, prvky symetrie, tvorba bodových a priestorových grúp. Difrakčné javy na kryštáloch. Braggov zákon a Laueho difrakčné podmienky. Vznik a vlastnosti rtg. žiarenia. Experimentálne metódy rtg. difraktografie. Mechanické vlastnosti KL. Tenzor napätia a deformácie. Rovnice elastodynamiky. Tepelné vlastnosti tuhých látok. Elektrické vlastnosti tuhých látok. Polovodiče.
 
Metódy štruktúrnej analýzy
Teoretické i praktické zvládnutie moderných metód štruktúrnej analýzy materiálov s dôrazom na elektrónovú mikroskópiu a rtg. difraktografiu.
Svetelná mikroskópia. Princíp a stavba transmisného elektrónového mikroskopu. Príprava preparátov pre EM. Teória kontrastu. Elektrónové difrakčné spektrum. Rastovací elektrónový mikroskop. Elektrónová mikroanalýza (VDA, EDA AUGA). STM. AFM. AUGE-analýza, Ionová mikroskópia. Kinematická teória rtg. difrakcie. Teoretický výpočet modelových difrakčných spektier. Metódy spracovania rtg. difraktogramov (XPZ, Shadov). Vypresňovanie štruktúry Rietveldovou metódou. Profilová analýza difrakčného maxima.
 
Elektronické praktikum
Praktickou činnosťou študentov pri návrhu, konštrukcii a premeraní vlastností elektronických obvodov a interpretácii získaných výsledkov overiť si a upevniť teoretické vedomosti získané na prednáškach z predmetu Elektronika.
Štúdium činnosti vybraných obvodov z číslicovej techniky, analógovej techniky a techniky rozhrania.
 
Jadrové žiarenie v životnom prostredí
Oboznámenie sa s prírodnými a umelými zdrojmi ionizujúceho žiarenia v životnom prostredí, s jeho účinkami na živý organizmus a s ochranou pred ním. Prehľad základných dozimetrických veličín a radiačných limitov.
Zdroje ionizujúceho žiarenia v životnom prostredí. Interakcia jadrového žiarenia s látkou. Dozimetrické veličiny. Biologické účinky rádioaktívneho žiarenia na živý organizmus a ochrana pred ním. Prírodná rádioaktivita prostredia.Umelá rádioaktivita prostredia. Praktické aplikácie rádionuklidov. Jadrové zbrane. Jadrová energetika, likvidácia jadrového odpadu a ich dôsledky pre životné prostredie.
 
Seminár z jadrovej fyziky
Oboznámiť sa s vybranými problémami fyziky elementárnych častíc a atómových jadier.
Odborný seminár KJaSF o problémoch súčasnej subjadrovej fyziky, problematika ročníkových a záverečných prác.
 
Úvod do fyziky mikrosveta
Cieľom predmetu je dať študentom najmä kvalitatívny prehľad situácie vo fyzike elementárnych častíc (FEČ) od jej vzniku po súčasnosť.
Úvod do problematiky (atóm, jadro). Prvý pohľad na štyri typy interakcií v prírode. Najnovšie predstavy o štruktúre hmoty a silách, ktoré tu pôsobia (jadrové častice, kvarky a osmičková cesta, kvantová chromodynamika-teória kvarkov, model elektroslabej interakcie, pôvab a nové objavy, veľké zjednotenie. Kozmológia, časticová fyzika a Big Bang. Experimentálne metódy vo FEČ.
 
Seminár z biofyziky
Naučiť študentov základy samostatnej vedeckej činnosti pri vypracúvavaní ročníkových a diplomových prác a viesť ich ku kultivovanému podaniu výsledkov bádania.
Odborný seminár katedry biofyziky, problematika ročníkových a diplomových prác.
 
Základné biofyzikálne praktikum
Osvojenie si základných postupov práce v laboratóriu.
Charakteristika roztokov (základné veličiny a vzťahy). Obsluha a použitie laboratórnych prístrojov. Príprava pufrov a roztokov. Obsluha spektroskopických prístrojov.
 
Úvod do fyziky plazmy
Výskyt plazmy v prírode. Definícia plazmového stavu. Teplota,Debyeovo tienenie, plazmový parameter. Pohyby jednotlivých častíc. Plazma ako zmes tekutín. Vlny v plazme. Difúzia a odpor v slaboionizovanej a v totálne ionizovanej plazme. Hydromagnetická rovnováha a stabilita. Úvod do kinetickej teórie. Nelineárne javy. Úvod do riadenej termonukleárnej reakcie. Plazmové útvary v kozmickom priestore.
 
Základy astrofyziky
Oboznámiť so základnými astrofyzikálnymi veličinami a spôsobmi ich určovania.
Základné astrofyzikálne veličiny a ich určovanie: magnitúdy, Pogsonov vzťah, spektrálne typy, typy svietivosti, teploty, hmotnosti a polomery hviezd, rotácia a magnetické pole hviezd, intenzita a tok žiarenia, žiarenie tepelného a netepelného pôvodu, medzihviezdna absorbcia.
 
Astronomické prístroje
Cieľom prednášky je uviesť študentov astronómie do základov poznania a používania prístrojov na observatóriách ako i získanie poznatkov o pozorovacích metódach. Základné pojmy o ďalekohľadoch.
 
Praktikum z astrofyziky I
Cieľom predmetu je oboznámiť sa s prístrojmi, ktoré sa používajú na pozorovanie fotosféry Slnka a naučiť sa ich používať. Pozorovanie slnečnej fotosféry a chromosféry.
 
Nebeská mechanika I
Oboznámiť so základmi nebeskej mechaniky - problém 2 telies.
Problém dvoch telies. Keplerove zákony. Tvar dráhy. Poloha telesa na dráhe. Rýchlosť telesa na dráhe. Keplerova rovnica. Elementy dráhy. Transformácia súradníc. Výpočet efemeríd. Opis dráhy telies Slnečnej sústavy.
 
Teoretická astrofyzika I
Oboznámiť so základnými rovnicami hviezdnej stavby, tvorbou energie a evolúciou hviezd.
Stavová rovnica hviezdnej látky, polytropický dej. Hydrostatická a žiarivá rovnováha, prenos energie žiarením a konvekciou, Emdenova rovnica. Zdroje energie vo hviezdach. Vznik a evolúcia hviezd. Konečné štádia hviezdneho vývoja, degenerované hviezdy.
 
Praktikum z astronómie
Cieľom predmetu je oboznámiť študentov astronómie s používaním astronomických prístrojov pri pozorovaní objektov medziplanetárnej hmoty.
Pozorovanie meteorov, asteroidov a komét.
 
Základy praktického programovania v UNIXE
Základy praktickej práce v UNIXe. Použitie prototypovacích jazykov na integráciu programov. Práca s vysokoúrovňovými abstraktnými štruktúrami.
Základy práce s operačným systémom UNIX. Základná charakteristika, systém súborov a adresárov. Príkazový interpreter, príkazový riadok a formáty príkazov. Terminál, riadenie procesov. Programovací jazyk C/C++. Komunikácia medzi užívateľmi: elektronická pošta, prenos súborov, práca na vzdialenom počítači (telnet, ssh, X windows).Využitie internetu a WWW. HTML ako príklad SGML. Tvorba statických html dokumentov, príprava vlastnej domovskej stránky. Informačné databázy, literatúra, newsgrupy, internetovské diskusné kluby. Programovanie v programovacom jazyku Python. Dáta, dátové typy a dátové štruktúry v Pythone. Zoznamy a slovníky. Operátory. Tok riadenia, výnimky. Prostriedky jazyka pre programovanie rozsiahlejších programov. Standartná knižnica. NumPython-extenzia pre numericke výpočty. Programovacie prostredie v UNIXe. Príkazové interpretre, skriptovacie jazyky a kompilátory. Standartný vstup, výstup a chybový výstup. Filozofia programovania komponentov. Programy ako filtre. Make, RCS, profilácia, debuggery. Využitie a tvorba knižníc. Knižnice pre numerické výpočty a archívy programov (netlib, LINPACK, BLAS, LAPACK, MPI, ...).
 
Štatistické metódy spracovania údajov
Úvod do teórie pravdepodobnosti a matematickej štatistiky s prihliadnutím na potreby jadrovej a subjadrovej fyziky. Úvod do programovacieho jazyka C++ (FORTRAN).
Všeobecný úvod do teórie pravdepodobnosti, náhodných javov a matematickej štatistiky. Príklady aplikácií v bežnom živote i vo fyzike.
 
Počítačová fyzika I
Naučiť poslucháčov využívať počítač ako nástroj modelovania fyzikálnej reality a prekonávania matematických problémov v teoretickej fyzike. Oboznámiť ich s viacerými možnosťami algoritmizácie fyzikálnych úloh. Poskytnúť rozšírený kurz numerickej matematiky.
Úvod do dynamických systémov. Základne numerické metódy, ich stabilita, presnosť a efektívnosť. Riešenie sústav nelineárnych diferenciálnych rovníc. Diskrétne schémy pre parciálne diferenciálne rovnice. Nelineárna difúzia. Kvantovomechanické problémy. Riešenie sústav transcendentných rovníc. Lineárna algebra, matice, vlastné čísla avlastné vektory.
 
Programové prostriedky analýzy dát
Zvládnuť základy programovania a princípy objektovo-orientovaného programovania v prostredí OS UNIX/Linux. Získať znalosti a praktické skúsenosti v oblasti spracovania dát vo fyzike s využitím objektovo orientovanej C++ aplikácie pre efektívnu analýzu veľkého objemu údajov (ROOT).
Základy programovania v jazyku C++ pre fyzikov. Využitie programového prostriedku ROOT pre analýzu experimentálnych údajov vo fyzike.