Schița subiectului
General
Témakörök a Fizka II. kollokviumra - 2018
Témakörök a Fizika II. kollokviumra.
FIGYELEM: ezek nagyrészt nem vizsgakérdések, hanem témakörök, amelyekből kérdéseket teszek fel!
1. A tranziens folyamat definíciója. Mi szab határt a fizikai mennyiségek változási sebességének, amely tulajdonképpen a tranziens folyamatok megjelenését okozza? A tekercs mágneses tere illetve a kondenzátor elektromos tere nem változhat végtelen sebességgel, mivel ez végtelen energiaváltozási sebességet jelentene. Milyen módon és hol jelentkeznek ezek összefüggések formájában?
2. RC áramkör ki és bekapcsolási jelenség. Áramkör felrajzolása, differenciálegyenlet felírása és megoldása. A kondenzátor töltőáramának és feszültségének időfüggése. Az RC áramkör időállandója. Technikai alkalmazások esetén a tranziens folyamat befejeződésének feltétele.
3. RL áramkör ki és bekapcsolási jelenség. Áramkör felrajzolása, differenciálegyenlet felírása és megoldása. A tekercsen átfolyó áram és a tekercsen megjelenő feszültség időfüggése. Az RC áramkör időállandója. Technikai alkalmazások esetén a tranziens folyamat befejeződésének feltétele.
4. A szinuszosan váltakozó elektromos áram előállítása. A forgó generátor modellje, a mágneses fluxus és annak változása, a Faraday-féle indukció törvény.
5. A szinuszosan váltakozó elektromos áram pillanatnyi érétkét megadó összefüggés tárgyalása és rajzban való megjelenítése (pillanatnyi érték, fázisszög, kezdőfázis, körfrekvencia, frekvencia, periódus).
6. Két szinuszosan váltakozó mennyiség (áram és feszültség) közötti fáziskülönbség tárgyalása ideális ellenállás, tekercs és kondenzátor esetében. A fáziseltolás szemléltetése grafikusan (tekercs esetében az áramgörbe deriváltja, kondenzátor esetében az áramgörbe alatti terület), utalva a feszültségeket megadó összefüggésekre!
7. A szinuszosan váltakozó áram effektív értékének definíciója és a számítása (annak az egyenáramnak az erőssége, amely ugyanazon az ellenálláson …)!
8. Tekercs és kondenzátor reaktív ellenállasai. Érték, mértékegység, frekvenciafüggés!
9. A mágneses tér: erővonal definíció, mágneses töltések, mágneses Gauss-törvény)!
10. Az Ampère-törvény (a törvény matematikai alakja, a mennyiségek megnevezése, mértékegységek, fizikai jelentés és rajzban való szemléltetés)!
11. Biot-Savart törvény (a törvény matematikai alakja, a mennyiségek megnevezése, mértékegységek, fizikai jelentés és rajzban való szemléltetés)!
12. A végtelen hosszú egyenes vezető mágneses terének számítása az Ampère-törvénnyel a vezetőn kívüli pontokban (rajz, az elv magyarázata és a számítások!).
13. A végtelen hosszú egyenes vezető mágneses terének számítása az Ampère-tövénnyel a vezető belsejében, feltételezve, hogy a vezető anyaga homogén (rajz, az elv magyarázata és a számítások!).
14. A toroidális tekercs mágneses terének számítása az Ampère-tövénnyel a tekercs középvonalán (rajz, az elv magyarázata és a számítások!).
15. A körvezető mágneses terének számítása a kör szimmetriatengelyén a Biot-Savart törvénnyel (rajz, az elv magyarázata és a számítások!).
16. Az elektromosan töltött részecskék mozgása homogén elektromos és mágneses terekben (elektromos erő, Lorentz-erő)! Tárgyalja a különbségeket a pozitív és negatív töltések vonatkozásában!
17. Az elektromágneses indukció alapjelenségei: mozgási- és nyugalmi indukció. Hasonlítsa össze a két alapjelenség jellemzőit! Mi az ami megkülönbözteti őket a töltésszétválasztás létrejöttének szempontjából (Lorentz-erő illetve örvénylő elektromos tér)? Elvi kísérletek tárgyalása a nyugalmi indukció esetére vonatkozóan (indukált tekercs áll, indukáló mozog, indukált és indukáló áll, de az áram értéke csökken vagy nő az indukáló tekercsben stb.!
18. Az önindukció jelensége. Lenz-szabály! Alkalmazás.
19. A kölcsönös indukció jelensége. Alkalmazások! Csatolási tényező. A csatolási tényező előjele két tekercs esetében! Milyen mennyiség változása okozza a csatolást a tekercsek között. Magyarázat!
20. A kölcsönös indukció számítása két azonos tóruszra készített toroidális tekercs esetében.
21. Az idegen térerősség fogalmának szemléltetése a mozgási indukció jelenségének esetében!
22. Két sorba kapcsolt csatolt ideális tekercs eredő induktivitásának számítása!
23. Két párhuzamosan kapcsolt csatolt ideális tekercs eredő induktivitásának számítása!
24. Az örvényáramok kialakulásának fizikai háttere (tömb vezetőben / lemezelt tömbvezetőben, a változó mágneses fluxus hatására létrejövő örvénylő elektromos tér szerepe, az örvényáram irányának meghatározása.
25. Az alumínium csőben szabadon eső mágneses golyó által létrehozott örvényáramok irányának meghatározása, a taszító és vonzó mágneses kölcsönhatások tárgyalása (rajzban való szemléltetés, a mágneses indukció fluxus-változása és a Lenz-szabály a kialakuló örvényáram irányításának tárgyalásában!).
25. Atommodellek (puding-modell, Lénárd-modell, Rutherford-modell, Bohr-modell, Bohr-Sommerfeld modell).
26. Bohr-posztulátumok. A kibocsátott vagy elnyelt foton energiája!
27. Az elektronkonfiguráció az atom alapállapotára vonatkozóan. Az elektronra, mint fermionra vonatkozó szabályok (Pauli-elv, Hund-szabály).
28. Kvantumszámok és jelentéseik (főkvantumszám, mellék-kvantumszám, mágneses kvantu-mszám, spin-kvantumszám).
29. Az atomban található elektronok pálya- és spin impulzusnyomatékainak összefüggése az anyag mágneses tulajdonságaival. Elemi mágneses dipólusok - dia-, para- és ferromágnesség. A hőmérséklet szerepe! Curie-pont.
30. Ferromágneses hiszterézis jelensége, a hiszterézis görbe értelmezése.
31. Seebeck-hatás: fizikai elv magyarázata az elektron diffúzió segítségével, a hőmérsékletfüggő kontakt-potenciál kialakulása, rajzzal való szemléltetés! A hőelem elvi felépítése és működési elve! Alkalmazási lehetőségek.
32. Peltier-hatás: fizikai elv magyarázata az elektron diffúzió segítségével, a hőmérsékletfüggő kontakt-potenciál kialakulása, rajzzal való szemléltetés! Hűtő- vagy fűtőelemként való alkalmazásának elve! Rajz a szemléltetéshez. Alkalmazásai lehetőségek. FIGYELEM: HA KÜLÖN TÉTELKÉNT JELENIK MEG, NEM ÚGY MAGYARÁZNI A PELTIER-HATÁST, MINT A SEEBECK-HATÁS FORDÍTOTTJA, AZ NEM ÉR SEMMILYEN PONTOT SEM!
33. Hall-effektus: fizikai elvének magyarázata, a Lorentz-erő hatása az áramot alkotó vezetési elektronokra. Rajz a szemléltetéshez. Alkalmazásai lehetőségek.
34. Piezoleketromos hatás és elektrosztrikció: a polarizáció és polarizációs láncok szerepe a mechanikai deformációk elektromos jellé való alakításában és fordítva. Rajz a szemléltetéshez. Alkalmazási lehetőségek.
35. A fénnyel kapcsolatos modellek és az alkalmazhatósági feltétel szerinti osztályozás (fotonoptika, hullámoptika, geometriai optika). Milyen hullám a fény? A látható fény hullámhossz-tartománya, hol helyezkednek el ehhez képest az ultraibolya és az infravörös tartományok?
36. A homogén és izotrop közegek definíciója, a fénysugár definíciója, a divergens-, párhuzamos- és konvergens fénysugárnyalábok szemléltetése. Melyik nyaláb tartozik egy valódi képponthoz és melyik tartozik egy valódi tárgyponthoz? Elsődleges és másodlagos fényforrások.
37. A fénytörés- és fényvisszaverődés törvényei (1. eset: a fény optikailag ritkább közegből optikailag sűrűbb közegbe halad, 2. eset: a fény optikailag sűrűbb közegből optikailag ritkább közegbe halad). Határszögek, teljes visszaverődés, optikai szálban való alkalmazás.
38. Az optikai közegek törésmutatója. Definíció a terjedési sebességek szempontjából.
39. Külső fényelektromos hatás fémekben. Einstein-egyenlet. A foton energiája és a jelenség bekövetkezésének feltétele! Hol jelentkezik ez a hatás az elektron fajlagos töltésének meghatározása című laboratóriumi gyakorlatban?
40. Belső fényelektromos hatás félvezetőkben. Einstein-egyenlet. A foton energiája és a jelenség bekövetkezésének feltétele!
41. A vékonylencsék fókuszpontjainak definíciója (tárgy- és képfókuszpontok). Összefüggés a fókusztávolság értéke és a dioptria között. A fókusztávolság előjelének értelmezése.
42. A Föld mágneses terének vízszintes mágneses indukció komponensének meghatározása a kompenzációs módszerrel (a módszer magyarázata és szemléltetése ábrán)!
43. Az elektron fajlagos töltésének meghatározása. Szemléltesse egy ábrán, hogy mi a szerepe a Lorentz-erőnek és miként befolyásolja az elektronok pályáját!
44. Szemléltesse ábrán és magyarázza el a vékony lencsék fókusztávolságának meghatározására szolgáló Bessel-módszert!
45. Szemléltesse ábrán és magyarázza el a vékony lencsék fókusztávolságának meghatározására szolgáló Abbè-módszert!
Pozitív töltéssel ellátott fémgömb elektrosztatikus tere
Pozitív, állandó felületi töltéssűrűséggel ellátott fémgömb elektrosztatikus tereének számítása.
Temă 3
Temă 4
Temă 5
Temă 6
Temă 7
Temă 8
Temă 9
Temă 10
Temă 11
Temă 12
Temă 13
Temă 14