NAZIV PREDMETA: Opća fizika 2
ECTS: 6
SATNICA: 45P+30S
PREDUVJET POLAGANJA: Položen kolegij Opća fizika 1 te minimalna prisutnost na nastavi od 70%.
SADRŽAJ:
Elektricitet. Elektroskop. Elektriziranje tijela trljanjem i influencijom. Vodiči i izolatori. Električna sila i Coulombov zakon. Električno polje i tok električnog polja. Gaussov zakon elektrostatike. Električna potencijalna energija i električni potencijal. Milikanov eksperiment. Električni kapacitet. Kondenzatori (pločasti kondenzatori, spajanje kondenzatora, energija pločastog kondenzatora, sile između ploča kondenzatora). Električna struja. Ohmov zakon. Električni otpor. Elektromotorna sila i jednadžba strujnog kruga, Kirchhoffova pravila, RC strujni krug, mjerni instrumenti (galvanometar, ampermetar i voltmetar). Whaetstoneov most i potenciometar. Magnetsko polje, silnice. Oerstedov pokus. Sila na naboj u gibanju. Gibanje električnog naboja u magnetskom polju. Magnetska sila na vodič kojim teče struja. Magnetski dipolni moment i moment sile na strujnu petlju. Spektrometar mase i ciklotron. Hallov efekt. Biot-Savartov zakon. Magnetsko polje oko ravnog, beskonačnog dugog vodiča, Magnetska sila između paralelnih vodiča. Ampereov zakon. Magnetski tok. Gaussov zakon magnetizma. Struja pomaka i poopćenje Ampereovog zakona. Vektori magnetizacije i jakost magnetskog polja. Klasifikacija magnetskih tvari; feromagnetizam, paramagnetizam i dijamagnetizam. Faradayev zakon elektromagnetske indukcije. EMI u vodiču koji se giba u magnetskom polju. Lenzovo pravilo. Inducirana EMS i električno polje. Vrtložne struje. Maxwellove jednadžbe. Ravni elektromagnetski valovi i njihova svojstva. Spektar elektromagnetskog zračenja. Samoindukcija i induktivitet zavojnice. RL strujni krug. Energija u magnetskom polju. Titranje LC kruga. Prijenos energije u LC krugu – analogija s harmonijskim oscilatorom. RLC strujni krug. Generatori izmjenične struje, otpornik, kondenzator i zavojnica u krugu izmjenične struje, izmjenični RLC strujni krug, rezonancija u RLC krugu, snaga u krugu izmjenične struje, transformator struje, dioda kao ispravljač. Relativnost gibanja u klasičnoj mehanici, Galileijeve transformacije koordinata i brzina, Michelson-Morleyev pokus, Einsteinova relativnost gibanja, Lorentzove transformacije prostorvremenskih koordinata, kontrakcija duljine i dilatacija vremena, paradoks blizanaca, relativistička energija, ekvivalencija mase i energije. Optika, zakoni geometrijske optike, Fermatov ekstremalni princip, Totalna refleksija, ravni dioptar, planparalelna ploča, optička prizma, Disperzija svjetlosti, duga, boje. Ravno zrcalo, sferno zrcalo, konkavno i konveksno sferno zrcalo, nastajanje slike kod sfernog zrcala, Nastajanje slike lomom na prozirnim dioptrima, tanke leće, nastajanje slike kod tankih leća, jednadžba konjugacije leća, aberacija leća, Optički uređaji (oko, dalekozor, teleskop, mikroskop, fotoaparat). Valna optika, Youngov eksperiment, raspodjela intenziteta pruga interferencije, interferencija pomoću Lloydova zrcala, interferencija na tankom sloju, Newtonovi kolobari, difrakcija na uskoj pukotini, optička rešetka, difrakcija X-zraka na kristalnoj rešetci, polarizacija (selektivnom apsorpcijom, refleksijom, dvostrukim lomom, raspršenjem). Zračenje crnog tijela, Planckova kvantna hipoteza, Einsteinovo objašnjenje fotoefekta, emisijski i apsorpcijski linijski spektri, vodikov spektar, modeli atoma, Rutherfordov eksperiment i otkriće atomske jezgre, Bohrov model atoma, otkriće X-zraka, Comptonovo raspršenje, Temelji valne mehanike, Schroedingerova valna jednadžba, de Broglijevi valovi materije.
ISHODI UČENJA:
- Argumentirati osnovne fizikalne veličine u elektromagnetizmu, optici i modernoj fizici.
- Usporediti uvjete primjenjivosti najvažnijih zakonitosti u elektromagnetizmu, optici i modernoj fizici.
- Utvrditi osnovne zakonitosti na rješavanje jednostavnih konceptualnih i numeričkih problema u elektromagnetizmu, optici i modernoj fizici.
- Prezentirati principe rada pojedinih mjernih instrumenata.
- Identificirati neke zanimljive pojave u području elektromagnetizma, optike i moderne fizike.
- Utvrditi matematičke izraze za neke izvedene fizikalne veličine.
- Komentirati pojedine izvedene fizikalne zakone iz osnovnih zakona i principa.
- Vrednovati značaj i primjenu osnovnih fizikalnih zakonitosti u elektromagnetizmu, optici i modernoj fizici u predmetima i uređajima kojima se služimo u svakodnevnom životu te analizirati osnovne principe rada na kojima ti uređaji rade.
LITERATURA:
P. Kulišić, V. Lopac, Elektromagnetske pojave i struktura tvari, Školska knjiga, Zagreb, 1991.
V. Henč-Bartolić i sur., Riješeni zadaci iz valova i optike, Školska knjiga, Zagreb, 1992.
E. Babić, R. Krsnik, M. Očko, Zbirka riješenih zadataka iz fizike, Školska knjiga, Zagreb, 1985.