Modern fizika "közérthetően"
Felhívás
A "Modern fizika
közérthetően" című, ff1c9a93 kódú speciális előadásomra várom természettudományos
érdeklődésű hallgatók jelentkezését. Az anyag NEM fizikus
hallgatók számára optimalizált, de esetleg alacsonyabb éveseknek még lehet benne újdonság.
A cél az, hogy a tudományos ismeretterjesztés szintjén (azaz matematikai levezetések
és bonyolultabb fogalmak használata nélkül) megismerkedjen a hallgatóság az utóbbi
100-150 év fizikájával. Az anyag megértéséhez alapfokú fizikai ismeretekre és
természettudományos szemléletre, továbbá a gondolkodásra való hajlandóságra van szükség.
Tananyag
A kurzushoz kapcsolódó jegyzet címe "Bevezetés a klasszikus és a modern fizikába" (Eötvös Kiadó, 2018.)
elérhető az ELTE Readerrel. A könyv
7-9. fejezetei felelnek meg jelen kurzus anyagának, illetve a 6. fejezet is egyfajta rövid összefoglalót ad a félévhez.
Ezen felül Richard Feynman, Roger Penrose, Stephen Hawking vagy Steven Weinberg ismeretterjesztő könyveit ajánlom az érdeklődők figyelmébe (néhány cím: Hat könnyed előadás,
Hat majdnem könnyű előadás, Az idő rövid története, Az első három perc, A császár új elméje, A tér és az
idő természete). A részecskefizika fejezethez kapcsolódóan ezen felül ajánlom a honlapomon elérhető és itt is hivatkozott
ismeretterjesztő előadást, illetve ennek egy videófelvételét.
Az év végi (utolsó órán tartandó) feleletválasztós ZH-hoz példakérdések itt találhatóak:
atomfizika.elte.hu/modfiz/kerdesek
Az év végi (utolsó órán tartandó) feleletválasztós ZH-hoz példakérdések itt találhatóak:
atomfizika.elte.hu/modfiz/kerdesek
A tananyag heti beosztása a 2019/20 tavaszi félévben
Az órához kapcsolódó egyetemi jegyzet egyes fejezeteit az alábbi menetrendnek megfelelően dolgozzuk/dolzozzátok fel.
- 1. óra (február 14.): 7.1.1-4 szakaszok
- 2. óra (február 21.): 7.1.5-7 szakaszok
- 3. óra (február 28.): 7.2.1-2 szakaszok
- 4. óra (március 6.): elmaradt
- 5. óra (március 13.): elmaradt
- 6. óra (március 20.): elmaradt
- 7. óra, március 27.: 7.2.2-4. szakaszok
- 8. óra, április 3.: 8.1. szakasz
- 9. óra, április 10.: 8.2.1-3. szakaszok
- 10. óra, április 17.: 8.2.4-6. szakaszok
- 11. óra, április 24.: 9.1.1-4. szakaszok
- 12. óra, május 1.: 9.1.5-7. szakaszok
- 13. óra, május 8.: 9.2. szakasz
- 14. óra, május 15.: vizsga (Moodle)
Minden héten az óra időpontjában rendelkezésre állok, ha kérdéseitek vannak az adott anyagrészhez, de kérem, előzetesen jelezzétek ezt az igényt emailen.
Az online órákhoz kapcsolódó otthoni feladatok
Kétféle módon lehet az órákhoz kapcsolódó otthoni feladatokat elvégezni.
- Az egyes szakaszok végén található ellenőrző kérdésekre írásban kidolgozhattok válaszokat.
- Ugyanezen kérdésekhez kapcsolódó tömör, egyperces ismeretterjesztő videókat készíthettek, amelyeket a youtube-ra feltöltötök (nem kell nyilvánosnak lennie).
Aki minden nagy témakörhöz (7.1, 7.2, 8.1, 8.2, 9.1, 9.2) két-két egyperces ismeretterjsztő videót elkészít, az kiválthatja a vizsgát ezzel, "megajánlott" ötöst kaphat így. Aki az ellenőrző feladatokra a választ kidolgozza (legalább témakörönként 5 feladathoz), és ezt valamilyen közzétehető dokumentum (lehetőleg nem kézírásos, szkennelt, de ha igen, akkor jól olvasható) formájában elküldi nekem, az ugyanígy kiválthatja a vizsgát.
Általános tematika
A speciális relativitáselmélet és a téridő
- A téridőkép fejlődése: Arisztotelész, Newton, és a Galilei-féle relativitás
- Elektromágneses hullámok és a relativitás
- Einstein posztulátumai, a speciális relativitás elmélete, Lorentz-transzformáció
- Az energia és a tömeg ekvivalenciája
- A relativitáselmélet Minkowski-diagramokon
- A relativitáselmélet érdekes következményei és kísérleti bizonyítékai
- Látszólagos paradoxonok
Általános relativitáselmélet: görbült téridő, fekete lyukak és kozmológia
- A newtoni gravitáció problémája, gyorsulás-gravitáció ekvivalencia, a világegyetem téridőbeli szerkezete
- Einstein megoldása: a görbült téridő fogalma, az Einstein-egyenletek, a kozmológiai állandó
- Kísérleti bizonyítékok: a Merkúr pályája, idődilatáció, lencsehatás, gravitációs hullámok
- A Schwarzschild-féle megoldás, fekete lyukak
- A Hubble-törvény, a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás és a világegyetem múltja
- A világegyetem jövője, kozmológia
Atomfizikai bevezető
- Az atomosság kémiai és makroszkopikus jelei
- Az atomok szerkezete
- A perdület iránykvantálása
- A spin
Részecskék és hullámok: a kvantumfizika elemei
- A kvantumfizika első jelei: a fény kettős természete
- Anyaghullámok, az anyag kettős természete
- A hullámfüggvény és a kvantummechanika értelmezése
- Összefonódott állapotok, az EPR-paradoxon és a Bell-kísérlet
- A kvantummechanika matematikai képe, a Schrödinger-egyenlet
- A kvantummechanika érdekes következményei
Magfizika
- Az atommag szerkezete
- A maghasadás felfedezése
- Az uránizotópok hasadási tulajdonságai
- Az atombomba
- Az atomreaktor
- A Nap és a csillagok működése, a magfúzió és a nukleoszintézis
- A termonukleáris fúzió
Részecskefizika
- Részecskegyorsítók és -detektorok, hétköznapi alkalmazásaik
- A proton belső szerkezetének feltárása
- Mezonok, barionok és a kvark-modell
- Elemi részecskék és kölcsönhatásaik: az elektromágneses, az erős és a gyenge kölcsönhatás
- Részecskegyorsítókkal az ősrobbanás nyomában
A megértést segítő videók
- Jakovác Antal: A kvantumvilág (Atomcsill, 2018.12.13.) [youtube]
- Frei Zsolt: Új ablak az Univerzumra — gravitációs hullámok (Atomcsill, 2016.03.03.) [youtube]
- Dávid Gyula: Szupernova, avagy a felrobbanó hűtőgép (Atomcsill, 2013.09.19.) [youtube]
- Dávid Gyula: A csillagok fénye (Atomcsill, 2016.01.21.) [youtube]
- Dávid Gyula: A csillagok fénye 2. (Atomcsill, 2017.01.12.) [youtube]
- Dávid Gyula: Görbült téridő (az általános relativitáselmélet) [youtube]
- Dávid Gyula: Ikrek és paradoxonok (a Minkowsi-téridő furcsaságai) [youtube]
- Dávid Gyula: Tér, idő, téridő a speciális relativitáselméletben [youtube]
- Horváth Ákos: "Csernobil kapcsán ..." [youtube]
- Csanád Máté: Részecskegyorsítókkal az Ősrobbanás nyomában [youtube]
- Csanád Máté: Mekkora a laborban létrehozott Ősrobbanás? (Atomcsill, 2014.12.11.) [youtube]
- Trócsányi Zoltán: Határtalan neutrínók (Atomcsill, 2020.01.23.) [youtube]
- Egyéb atomcsill videók [youtube]
Órarendi beosztás, helyszín
A 2019/20-as tanévben az óra péntekenként délután kettőtől négyig tartott, de a koronavírus miatt a félév második felében távoktatással zajlik.
2018. augusztus 8.