Fizika 2 -
Elektrodinamika és optika

Tomasik Máté

mate.tomasik@yahoo.com

Előadások: Péntek 8:30-10:45, Északi épület, -1.63

A képletgyűjtemény nem tartalmazza az alábbi egyenleteket:

  • Lorentz erő
  • Maxwell-egyenletek differenciális alakjai
  • Ampère-Maxwell-törvény
  • Elektromágneses hullámegyenlet és fénysebesség

Az előadások A. Hudson, R. Nelson: Útban a modern fizikához c. könyv 24-40. fejezeteire épülnek. A könyv itt érhető el: link.

1. óra - szept. 13.

Bevezetés, Matek, Elektrosztatika

Hasznos videó a divergenciáról és rotációról (angol): link

  1. Bevezetés
  2. Vektoranalízis
  3. Elektrosztatika 1

2. óra - szept. 20.

Elektromos fluxus, Gauss-tétel, Maxwell I. egyenlete

  1. Elektrosztatika 2

3. óra - szept. 27.

Elektromos potenciál, ekvipotenciális felületek, Poisson-egyenlet, elektromos áram, ellenállás, Joule-hő

  1. Elektrosztatika 3
  2. Elektrodinamika 1

4. óra - okt. 4.

Elektromos áramsűrűség, makroszkopikus és mikroszkopikus Ohm-törvény

DC áramkörök: Soros és párhuzamos kapcsolás, Kirchhoff-törvények, kapacitás, RC áramkör

Mágneses erőtér

  1. DC áramkörök

5. óra - okt. 11.

Mágneses tér erőhatása: Mágneses erő, ciklotron mozgás, Lorentz-erő, áramvezetőre ható erő, mágneses dipólmomentum, mágneses fluxus

Mágneses tér forrása: Biot-Svart törvény, áramvezető körül kialakuló mágneses tér

  1. Mágneses erőtér

6. óra - okt. 18.

Párhuzamos vezetők között ható erő, köráram mágneses tere, mágneses dipólus és monopólus, Maxwell II. egyenlete, Ampère-törvény, Stokes-tétel

Elektromos áram mágneses terének alkalmazásai, Faraday-törvény

Videó a Stokes-tételről (angol): link

  1. Mágneses erőtér 2.
  2. Faraday-törvény

7. óra - okt. 25.

Faraday-törvény, Lenz-törvény, örvényáramok, önindukció, RL áramkör

AC áramkörök: AC áram és feszültség általános alakja, kapacitív és induktív ellenállás, sorba kapcsolt RLC áramkör

  1. Indukció
  2. AC áramkörök

8. óra - nov. 8.

Impedancia, transzformátor

Anyagok mágneses tulajdonságai: Mágneses térerősség, mágnesezettség. Szuszceptibilitás, permeabilitás. Dia-, para- és ferromágnesesség, hiszterézis, Curie hőmérséklet

Anyagok elektromos tulajdonságai: Polarizáció, elektromos dipólus

Härtlein Károly - Diamágnesesség és paramágnesesség kísérlet: link

  1. Anyagok mágneses tulajdonságai

9. óra - nov. 15.

Anyagok elektromos tulajdonságai: Elektromos dipólus, polarizáció, dielektrikum, elektromos szuszceptibilitás, permittivitás, elektromos eltolási vektor, Gauss-törvény dielektrikumban

Eltolási áram, Maxwell-Ampère törvény

Maxwell-egyenletek rendszere (Vákuumban és anyag jelenlétében; integrális és differenciális alak)

Általános hullámegyenlet

  1. Dielektromos anyagok
  2. Eltolási áram, Maxwell-egyenletek, hullámegyenlet

10. óra - nov. 22.

Az elektromos és mágneses tér hullámegyenlete és egyszerű megoldása.

Az elektromágneses hullám: fázissebesség, dipólantenna, E, B és k iránya. Poynting vektor és sugárnyomás.

  1. Elektromágneses hullámok

11. óra - nov. 29.

A fény fizikájának rövid története

A látható fény, mint elektromágneses hullám. Irradiancia spektrum, fényforrások.

A fény terjedése, hullámfront és fénysugár. Huygens-elv és Fermat-elv. A fényvisszaverődés törvényei, a fénytörés és teljes visszaverődés. Diszperzió. A síktükör képalkotása

  1. A fénytan története
  2. Geometriai optika 1

12. óra - dec. 6.

Domború tükör képalkotása, paraxiális közelítés és a leképezési törvény. Fókuszpont és fókuszsík. Domború és homorú tükrök nevezetes sugármenetei.

Bikonvex és bikonkáv lencsék képalkotása és nevezetes sugármenetei. Nagyító és távcső működősi elve. Lencsehibák

  1. Geometriai optika 2

13. óra - dec. 13.

Hullámoptika: Az interferencia feltételei, kohenrens fény interferenciája kettő rés esetében. Fresnel és Fraunhofer diffrakció, Frensel-zóna. Felbontóképesség, Rayleigh kritérium. Polarizáció.

  1. Hullámoptika