Physics

Opis predmeta

Kroz ovaj predmet student će, uz primjenu matematičke analize, upoznati osnove mehanike, načela specijalne teorije relativnosti, te osnove elektromagnetizma i valne optike. Teme iz mehanike uključuju kinematiku i dinamiku čestice u trodimenzionalnom prostoru, načela očuvanja energije i količine gibanja, oscilatorno gibanje i mehaničke valove. Iz područja elektromagnetizma obrađuju se Maxwellove jednadžbe i elektromagnetski valovi.

Ishodi učenja

  1. Primijeniti tehnike matematičke analize (deriviranje, integriranje) u analizi fizikalnih problema.
  2. Definirati kinematičke varijable (vektori položaja, brzine i akceleracije) u trodimenzionalnom prostoru i primjenjivati veze između njih.
  3. Analizirati jednostavne mehaničke sustave i riješiti Newtonovu jednadžbu gibanja.
  4. Primijeniti zakone očuvanja energije i količine gibanja na mehaničke sustave.
  5. Primijeniti osnovne principe (2. Newtonov zakon) na složene pojave u mehanici (harmonički oscilator, valovi).
  6. Objasniti načela specijalne teorije relativnosti.
  7. Objasniti zakone elektromagnetizma i primijeniti ih na jednostavne fizikalne situacije.
  8. Izvesti iz Maxwellovih jednadžbi valnu jednadžbu za elektromagnetski val.
  9. Objasniti pojave interferencije i polarizacije svjetlosti.

Oblici nastave

Predavanja

Predavanja s riješenim primjerima i pokusima

Mješovito e-učenje

Zadaće kroz sustav za e-učenje

Laboratorij

Studenti izvode laboratorijske vježbe

Način ocjenjivanja

Kontinuirana nastava Ispitni rok
Vrsta provjere Prag Udio u ocjeni Prag Udio u ocjeni
Laboratorijske vježbe 5 % 10 % 5 % 10 %
Domaće zadaće 0 % 10 % 0 % 10 %
Međuispit: Pismeni 0 % 40 % 0 %
Završni ispit: Pismeni 0 % 40 %
Ispit: Pismeni 0 % 80 %
Napomena / komentar

Za prolaz na međuispitu i na završnom ispitu jedan (od četiri) računski zadatak mora biti u cijelosti točno riješen. Za prolaz na pismenom ispitu dva (od šest) računska zadatka moraju biti u cijelosti točno riješena.

Tjedni plan nastave

  1. Kinematika (referentni okvir, položaj, brzina i akceleracija čestice). Prikaz gibanja čestice u pravokutnom koordinatnom sustavu. Galileijeve transformacije položaja i brzine čestice
  2. Prvi Newtonov zakon. Inercijski referentni okvir. Količina gibanja čestice. Drugi Newtonov zakon. Newtonova jednadžba gibanja. Gibanje pod djelovanjem stalne sile (slobodni pad, kosina, koloture)
  3. Međudjelovanje čestica. Treći Newtonov zakon. Unutarnje i vanjske sile u sustavu čestica. Očuvanje linearne količine gibanja u sustavu čestica
  4. Definicija rada i snage. Kinetička energija. Konzervativna sila. Stabilna i nestabilna ravnoteža. Očuvanje mehaničke energije. Disipativne sile
  5. Jednostavni harmonički oscilator (masa na opruzi). Jednadžba gibanja i njeno rješenje. Energija pri jednostavnom harmoničkom titranju, Prigušeno titranje: podkritično, kritično i nadkritično prigušenje. Prisilno titranje. Amplituda i faza pri prisilnom titranju. Pojava rezonancije. Vezani titrajni sustavi. Normalni modovi titranja
  6. Širenje valova. Frekvencija i fazni vektor. Fazna brzina. Superpozicija. Valna jednadžba i njeno opće rješenje. Valni paket. Transverzalni val (jednadžba gibanja, brzina širenja, snaga, stojni val)
  7. Transmisija i refleksija transverzalnog vala na granici sredstava. Koeficijenti transmisije i refleksije. Longitudinalni val (jednadžba gibanja, brzina širenja). Adijabatski zvuk (brzina propagacije). Dopplerova pojava
  8. Međuispit
  9. Eksperimentalna pozadina. Postulati specijalne teorije relativnosti. Relativistička kinematika. Lorentzove transformacije. Kontrakcija duljine. Dilatacija vremena. Relativistička energija i količina gibanja. Masa mirovanja čestice
  10. Elektrostatika. Coulombova sila. Električno polje i potencijal. Magnetostatika. Magnetsko polje ravnog vodiča Biot-Savartov zakon
  11. Prva Maxwellova jednadžba. Gaussov zakon za električno polje, Druga Maxwellova jednadžba. Gaussov zakon za magnetsko polje
  12. Treća Maxwellova jednadžba. Faradayev zakon indukcije. Četvrta Maxwellova jednadžba. Ampère-Maxwellov zakon
  13. Valna jednadžba za elektromagnetsko polje. Ravni val kao rješenje valne jednadžbe. Svojstva ravnih valova. Linearna i kružna polarizacija elektromagnetskog zračenja. Poyntingov teorem i vektor. Intenzitet elektromagnetskog zračenja. Gustoća energije elektromagnetskog polja, Polarizacija svjetlosti. Malusov zakon
  14. Koherentni izvori. Konstruktivna i destruktivna koherencija valova iz dva izvora. Youngov pokus. Fazni pomak zbog refleksije zračenja. Interferencija svjetlosti odbijene na tankom filmu. Interferometrija. Detekcija i mjerenje malih pomaka
  15. Završni ispit

Studijski programi

Sveučilišni preddiplomski
Computing (studij)
(2. semestar)
Electrical Engineering and Information Technology (studij)
(2. semestar)

Literatura

D. Horvat (2005.), Fizika 1: Mehanika i toplina, Hinus
D. Horvat (2011.), Fizika 2: titranje, valovi, elektromagnetizam, optika i uvod u modernu fiziku, Neodidakta
P. Kulišić (2005.), Mehanika i toplina, Školska knjiga
V. Henč-Bartolić, P. Kulišić (1991.), Valovi i optika, Školska knjiga
V. Henč-Bartolić, M. Baće, L. Bistričić, D. Horvat, P. Kulišić, Z. Narančić, T. Petković, D. Pevec (2002.), Riješeni zadaci iz valova i optike, Školska knjiga
David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker (2014.), Principles of Physics, Wiley
V. Henč-Bartolić, M. Baće, L. Bistričić, D. Horvat, P. Kulišić, Z. Narančić, T. Petković, D. Pevec (1996.), Riješeni zadaci iz mehanike i topline, Školska knjiga

Za studente

Izvedba

ID 209627
  Ljetni semestar
6 ECTS
R3 Engleski jezik
R2 E-učenje
75 Predavanja
15 Laboratorijske vježbe

Ocjenjivanje

85 izvrstan
70 vrlo dobar
60 dobar
50 dovoljan