PMP008: Moderna fizika (251444)

 6 
ECTS
45 P + 15 S + 30 A
0% primjene e-učenja
Odjel za fiziku (Sceduly)
Nositelji: Željana Bonačić Lošić
Suradnici: Josipa Šćurla
Ciljevi predmeta
Razumjeti glavne koncepte moderne fizike i moći objasniti te koncepte drugima.
Uvjeti (kompetencije) za upis predmeta
Položeni ispiti iz Opće fizike I, Opće fizike II, Matematike I i Matematike II
Očekivani ishodi učenja
1. Objasniti razliku između valne i fotonske prirode elektromagnetskog zračenja te primijeniti fotonski model na odgovarajuće pojave (Planckov model termalnog zračenja, fotoelektrični efekt, Comptonov efekt).
2. Objasniti Rutherfordov model atoma, objasniti kvantizaciju energije u atomu na primjeru Bohrovog modela vodikovog atoma te objasniti rad lasera i nastanak karakterističnog rendgenskog spektra atoma.
3. Definirati de Broglieve postulate i načela neodređenosti te opisati eksperimente koji su potvrdili valnu prirodu materije.
4. Objasniti svojstva Schrodingerove jednadžbe, analizirati kvantno-mehanički model vodikovog atoma i spin elektrona te objasniti popunjavanje elektronskih stanja u višeelektronskim atomima.
5. Objasniti vezanje atoma u kovalentnim i ionskim molekulama i kristalima te analizirati elektronske, vibracijske i rotacijske spektre višeatomskih molekula.
6. Analizirati razliku između metala, poluvodiča i izolatora pomoću modela elektronskih vrpci u čvrstim tijelima i objasniti vođenje struje u metalima i poluvodičima.
7. Objasniti strukturu i modele atomskih jezgara, objasniti radioaktivnost i vrste radioaktivnih raspada.
8. Opisati spektralne tipove zvijezda i objasniti nastanak zvijezda, opisati nuklearne procese u zvijezdama, primijeniti Planckov model crnog tijela na zračenje zvijezda.
9. Objasniti podjelu osnovnih sila i klasifikaciju elementarnih čestica, objasniti osnovne koncepte kozmologije.
Sadržaj predmeta
Rutherfordova raspršenje i Rutherfordov model atoma (6 sati).
Planckov zakon zračenja crnog tijela (6 sati).
Bohrov model atoma vodika (3 sata).
Franck- Hertzov eksperiment (1 sat).
Fotoelektrični efekt (3 sata).
Comptonovo raspršenje (3 sata).
De Broglieva hipoteza o valovima materije (3 sata).
Davisson - Germerov eksperiment (1sat).
Bohrov princip komplementarnosti i Heisinbergove relacije neodređenosti (2sata).
Schroedingerova valna mehanika (6 sati).
Tunel efekt (2 sata).
Harmonički oscilator (2 sata).
Atom vodika (3 sata).
Primjene kvantne mehanike (6 sati).
Stern - Gerlachov eksperiment (4 sata).
Spin (1 sat).
Spektar X-zraka (3 sata).
Kvantna struktura atoma, molekula i čvrstih tijela (8 sati).
Atomske jezgre (3 sata).
Radioaktivnost i vrste radioaktivnih raspada (6 sati).
Modeli jezgara (3 sata).
Fisija (1 sat).
Nuklearni reaktori (1 sat).
Fuzija (1 sat).
Elementarne čestice (3 sata).
Temeljne sile i njihovi medijatori (3 sata).
Širenje svemira (2 sata).
Pozadinsko zračenje (2 sata).
Veliki prasak i nastanak svemira (2 sata).
Vrste izvođenja nastave
- Predavanja
- Seminari
- Vježbe
- Predavanja popraćena demonstracijskim eksperimentima. Seminar. Rješavanje zadataka na auditornim vježbama. Zadavanje zadataka studentima za samostalno rješavanje i seminare. Provjera rješenja i diskusija na satovima predviđenim za konzultacije.
Obveze studenata
Prisustvovanje predavanjima, vježbama i seminarima, te aktivno sudjelovanje u njima.
Praćenje rada studenata (ECTS)
- Pohađanje nastave (3)
- Seminarski rad (1)
- Usmeni ispit (1)
- Pismeni ispit (1)
Ocjenjivanje i vrjednovanje rada studenata
Pismeni dio ispita. Seminar. Usmeni dio ispita. Pismeni dio ispita se može zamijeniti kolokvijima.
Obvezna literatura
1. R. A. Serway, C.J. Moses and C. A. Moyer, Modern Physics, Thomson, Brook/Cole, 2005.
2. P. Županović i Ž. Bonačić Lošić: Predavanja iz Moderne fizike, skripta za internu uporabu
Izborna literatura
D. Halliday, R. Resnick and J.Walker, Fundamentals of Physics. John Wiley, New York 2001
Načini praćenja kvalitete
Praćenje aktivnosti studenata na predavanjima, vježbama i seminarima, te izlaženja na kolokvije i izlaganja kratkih seminarskih radova. Završni ispit.
Izvedba
Sveučilišni prijediplomski studij
 •  Fizika (obvezni 4. sem.)
 •  Matematika i fizika (obvezni 4. sem.)
 
Napomene:
Vrste nastave (tip): (P) Predavanja; (S) Seminari; (A) Auditorne vježbe; (PK) Vježbe u praktikumu; (L) Laboratorijske vježbe; (M) Metodičke vježbe; (TJ) Vježbe tjelesnog odgoja; (T) Terenske vježbe.
Prije početka nastave moguće su rošade izvođača nastave u svrhu optimizacije opterećenja. Prikazana je testna verzija automatskog generiranja informacija.