Okruhy otázok na ŠS – Bc.
Kmity a vlny:
- Lineárny harmonický oscilátor
Diferenciálna rovnica pre harmonické kmity a jej riešenia. Voľné harmonické kmity. Tlmené harmonické kmity. Vynútené kmity. Rezonancia. Aperiodické riešenie. - Skladanie harmonických kmitov
Skladanie dvoch harmonických kmitov: rovnosmerných izochrónnych, anizochrónnych, kolmých. - Vlnenie
Definícia vlnenia. Vlnenie pozdĺžne a priečne. Vlnová rovnica v kartézskej súradnej sústave. Rovinná a sférická vlna. Fáza vlny. Fázová rýchlosť. Polarizácia. Stojaté vlnenie. Šírenie sa vĺn v pružnom prostredí.
Mechanika:
- Kinematika hmotného bodu
Priamočiary pohyb – rovnomerný a nerovnomerný. Špeciálny prípad – voľný pád, zvislý vrh nadol, zvislý vrh nahor. Krivočiary pohyb – rýchlosť a zrýchlenie krivočiareho pohybu. - Dynamika hmotného bodu
Pohybové zákony. Inerciálna a neinerciálna súradnicová sústava Práca, energia, výkon. Konzervatívne a nekonzervatívne silové pole. Zákon zachovania hybnosti a momentu hybnosti. - Charakteristiky potenciálových polí
Newtonov gravitačný zákon. Keplerove zákony. Intenzita a potenciál gravitačného poľa.1. a 2. kozmická rýchlosť. - Základy statiky a dynamiky tuhého telesa
Ťažisko sústavy hmotných bodov. 1. a 2. veta impulzová. Otáčavý pohyb telesa – kinetická energia a moment hybnosti, moment zotrvačnosti. Pohybová rovnica telesa rotujúceho okolo pevnej osi. - Mechanika tekutín
Tekutina v gravitačnom poli – Základná rovnica hydrostatiky. Archimedov a Pascalov zákon. Kvapalina v inerciálnych a neinerciálnych sústavách. Bernoulliho rovnica. Fyzika letu. Prúdenie reálnej kvapaliny.
Molekulová fyzika:
- Termika
Vnútorná energia sústavy. Teplo, teplota. Zákony ideálneho plynu. - Zákony termodynamiky
Práca plynu. 1. veta termodynamická. Mólové teplá plynov. Adiabatická zmena ideálneho plynu. Carnotov cyklus. Entropia. 2.a 3. veta termodynamická. - Základy kinetickej energie plynov
Tlak, teplota a energia. Brownov pohyb. Boltzmanov zákon. Maxwellovo – Boltzmanové rozdelenie rýchlosti. Stredná voľná dráha molekuly. - Fázové prechody prvého a druhého druhu
Clausius – Clapeyronova rovnica. Nasýtené pary. Var. Skvapalňovanie plynov. Trójny bod. Fázové diagramy. - Reálne plyny
Stavové rovnice. Van der Waalsová rovnica. Kritický bod. Podstata medzimolekulových síl. Joule – Thomsonov jav. Získavanie nízkych teplôt.
Elektrostatika:
- Elektrické náboje a polia vo vákuu
Elektrické náboje. Rozdelenie látok podľa elektrickej vodivosti. Coulombov zákon. Intenzita elektrostatického poľa. Siločiary elektrostatického poľa. Tok intenzity elektrostatického poľa. Potenciál elektrostatického poľa. Vodič v elektrostatickom poli. Kapacita vodičov. Kondenzátory. Energia sústavy nábojov. - Elektrostatické javy v dielektrikách
- Polarizácia dielektrika. Elektrostatické pole v dielektriku. Vektor elektrickej indukcie. Dielektrické materiály a ich využitie. Elektrostatické zariadenia a aplikácia elektrostatiky v praxi.
Elektrodynamika:
- Ustálený elektrický prúd
Charakteristiky elektrického prúdu. Ohmov zákon. Elektrický odpor. Práca a výkon v stacionárnom elektrickom poli. jednosmerného prúdu. Joulov-Lenzov zákon. Kirchhoffové zákony. - Vedenie elektrického prúdu
Vedenie elektrického prúdu v kovoch. Vedenie elektrického prúdu v dielektrikách. Polovodiče. Vedenie elektrického prúdu v elektrolytoch. Faradayové zákony. Elektrický prúd vo vákuu a v plynoch.
Magnetické pole:
- Magnetické pole vo vákuu
Základné magnetické javy. Vektor magnetickej indukcie. Ampérová a Lorentzova sila. Biot-Savart-Laplaceov zákon. Vzájomné pôsobenie magnetického poľa a prúdu. Ampérov zákon. Elektromagnetická indukcia. Intenzita magnetického poľa. Vlastná a vzájomná indukcia. Energia magnetického poľa. - Magnetické javy v magnetikách
Rozdelenie látok, základné veličiny a vzťahy. Dielektriká a magnetiká. Polarizácia a magnetizácia látkového prostredia. Maxwellove rovnice elektromagnetického poľa. - Elektromagnetická indukcia
Faradayov zákon elektromagnetickej indukcie. Vlastná a vzájomná indukcia. Energia magnetického poľa. - Striedavé prúdy
Vznik harmonického striedavého prúdu. Základné obvody striedavých prúdov. Indukčnosť v okruhu striedavého prúdu. Kondenzátor v okruhu striedavého prúdu. Efektívne hodnoty striedavého prúdu. Práca a výkon striedavého prúdu.
Optika:
- Optické žiarenie
Odbor optických frekvencií/vlnových dĺžok/ energií v eV. Svetlo. Rádiometria a fotometria. Ľudské oko. - Vlnové prejavy optického žiarenia
Ohyb, interferencia, koherencia, polarizácia. Huygensov a Huygensov-Fresnelov princíp. Interferencia. Dvojzväzková a mnohozväzková. Optická mriežka. Fresnelovy zóny. Holografia. - Korpuskulárne prejavy optického žiarenia
Pojem fotónu. Jeho energia a hybnosť. Tlak optického žiarenia. Korpuskulárne vlnový dualizmus. Interakcia optického žiarenia s látkou. Absorpcia, emisia stimulovaná a spontánna. Einsteinovy koeficienty. - Geometrická optika
Definícia geometrickej optiky. Zobrazovacia rovnica pre šošovky. Javy na rozhraní dvoch dielektrík. Lom, odraz, totálny odraz, Brewsterov uhol, Fresnelovy vzorce. - Zdroje a detektory optického žiarenia
Čierne teleso a jeho žiarenie. Planckov, Stefannov-Boltzmannov a Wienov zákon. Kvantový generátor o.ž. Laser. Inverzná populácia, optické a neoptické čerpanie. Rezonátor, módová štruktúra výstupného žiarenia laseru. Aplikácie. Detekcia optického žiarenia. Kvantové a tepelné detektory.
Elektronika:
- Signál a šum
Signál spojitý a dikrétny. Signál analógový a digitálny. Kvantovanie. Prevodníky A/D a D/A. Vzťah signálu a šumu. Lineárne a nelineárne charakteristiky el. obvodov. Logické obvody. Booleova logika. Sekvenčné obvody. - Modulácia a demodulácia.
Analógová AM a FM modulácia, digitálna modulácia PCM.Princíp rádiového prenosu signálu. Rádiový prijímač a vysielač. HiFi. Digitálne vysielanie Televízne vysielanie (terestriálne, družicové, káblové, mikrovlné) analógové a digitálne. - Elektroakustické a optoelektronické meniče a záznamové prostriedky zvuku a obrazu
Meniče zvuk/el. signál a el. signál/zvuk: Gramofónová zvukovka, mikrofón; reproduktor. Optoelektronické meniče: obraz/el. signál a el. signál/obraz. CCD; displeje. Záznamové prostriedky analógové – gramofón, magnetofón (klasický/kazetový); videomagnetofón, videokamera. Záznamové prostriedky digitálne – CD, AudioDVD, DAT, AC-3; digitálny fotoaparát, digitálna videokamera, VCD, DVD. - Mobilný telefón – princíp. Navigačný systém GPS
Atómová a jadrová fyzika:
- Modely atómov
Thomsonov, Rutherfordov, Bohrov a Sommerfeldov model. Franckov-Hertzov pokus. - Kvantovanie
Priestorové kvantovanie momentu hybnosti. Magnetické a spinové kvantové číslo. Pauliho princíp. Sternov-Gerlachov pokus. - Stavba jadra atómu
Väzbová energia jadier. Modely jadier. Jadrové sily (Bethe-Weizsäckerova formula). Premeny atómových jadier. Prirodzená a umelá rádioaktivita. - Štiepenie atómových jadier
Reaktory na štiepenie jadier. Syntéza atómových jadier. Detektory a urýchľovanie nabitých častíc. - Klasifikácia elementárnych častíc
Teoretická mechanika:
- Zákony zachovania a pohybové rovnice častice a sústavy častíc.
- Princíp virtuálnych prác, d’Alambertov princíp, Lagrangeovy rovnice
- Hamiltonove rovnice
- Tenzor zotrvačnosti a kinetická energie tuhého telesa. Tenzor deformácie
- Rovnica kontinuity a pohybové rovnice kontinua
Teória elektromagnetického poľa:
- Elektrostatické pole
Elektrické pole v dielektrikách. Dielektriká vo vonkajšom elektrickom poli. Zákony jednosmerného prúdu. - Potenciály elektrostatického poľa. Maxwellove rovnice
Multipólový rozvoj potenciálu sústavy bodových nábojov a nabitého telesa. Poissonova a Laplaceova rovnica pre potenciál elektrostatického poľa. Maxwellove rovnice pre elektrostatické pole. Maxwellove rovnice pre magnetiká. - Stacionárne magnetické pole
Ampérov zákon. Biotov-Savarteov-Laplaceov zákon. Vektorový potenciál magnetického poľa. Zákon celkového prúdu. Zákon elektromagnetickej indukcie. Posuvný prúd. - Elektromagnetické vlny
Vznik elektromagnetických vĺn. Šírenie elektromagnetickej vlny v homogénnom dielektriku. Šírenie elektromagnetickej vlny vo vodivom prostredí. Šírenie elektromagnetickej vlny v anizotropnom prostredí. - Zákony zachovania energie a hybnosti elektromagnetického poľa
Energia elektrostatického poľa. Energia magnetického poľa. Zákon zachovania energie elektromagnetickej vlny.
Didaktika fyziky:
- Fyzika ako vedecká disciplína a ako vyučovací predmet. Didaktika fyziky ako vedecká disciplína. Úlohy didaktiky fyziky.
Metódy práce v didaktike fyziky. - Aktuálne problémy fyzikálneho vzdelávania.
- Modernizácia školskej fyziky, (dôvody, súčasný stav, ďalšie úlohy). Humanizácia, humanitarizácia školskej fyziky.
- Poznávacie, výchovné a výcvikové ciele.
- Bloomova, Niemierkova taxonómia cieľov.
- Moderné výukové projekty vyučovania fyziky.
- Fyzikálne prvky vo vyučovaní fyziky na l. stupni ZŠ.
- Obsah fyziky na 2. st. ZŠ.
- Obsah fyziky na stredných školách.
- Motivácia a aktivizácia žiakov, študentov vo vyučovaní fyziky (charakteristika, význam, realizácia – konkretizovať).
- Aktivizácia poznávacej činnosti žiakov, poznávací záujem.
- Význam a funkcia využitia historizmov vo vyučovaní fyziky.
- Fyzikálne pojmy a veličiny (klasifikácia, spôsob vytvárania a rozvíjania v školskej fyzike).
- Vzťahy medzi fyzikálnymi veličinami, fyzikálne zákony, princípy.
- Medzipredmetové vzťahy vo vyučovaní fyziky (charakteristika, význam vo vyučovacom procese, otázky koordinácie)