Teorijska fizika i primjene I - vježbe i seminar

Ukratko o vježbama i seminarima

Vježbe iz obveznog kolegija Teorijska fizika i primjene I izvode se u prvom semestru Diplomskog studija Inženjerstvo i fizika materijala po 1 sat tjedno s ukupnim semestralnim brojem sati 15. Gradivo kolegija obuhvaća elektrostatiku, magnetostatiku, Maxwellove jednadžbe, elektromagnetske valove i zračenje.

Na vježbama iz kolegija Teorijska fizika i primjene I rješavaju se numerički i teorijski primjeri. Satovi vježbi počinju tako da se daju papiri sa zadacima iz teme koja se obrađuje. Sve zadatke i potpuna rješenja s vježbi kao i domaće zadaće s rješenjima, studenti mogu pronaći na ovoj stranici.

Student je, također, dužan imati Pregled formula kojeg je moguće preuzeti ovdje.

Tijekom semestra studenti polažu 2 kolokvija koji su zamjena za pismeni ispit. Na kolokvijima u semestru rješava se ukupno 8 zadataka, po kolokviju 4 zadatka. Kolokvij traje 200 min. Za svaki zadatak može se maksimalno dobiti 5 bodova ili ukupno 40%. U navedenoj tablici su ukupni bodovi i okvirne ocjene nakon dva kolokvija:

Bodovi Ocjena
21 - 24
2
25 - 28
3
29 - 33
4
34 - 40
5

Ukoliko student ne ostvari na jednom od kolokvija najmanje 8, odnosno, najmanje 21 bod ukupno na kolokvijima, mora polagati popravni kolokvij iz cijelog gradiva. Bodovi na popravnom kolokviju računaju se kao zamjena za kolokvij kojeg student nije položio ili kojemu nije pristupio.

Ukoliko student nije položio dva kolokvija, mora polagati pismeni ispit (popravni ispit) iz cijelog gradiva. U tom se slučaju brišu svi bodovi s kolokvija stečeni tijekom semestra. Za prolaz, student mora prikupiti 50% bodova.

KOLOKVIJI NISU OBVEZNI! Student može polagati samo pismeni ispit na kojemu može dobiti maksimalno 40 bodova. Pri tome za prolaz mora sakupiti 21 bod ili više od 50% bodova.

Prije pismenog ispita kontaktirajte me i potvrdite svoj dolazak na ispit bez obzira jeste li ste već prijavili ispit!

Maksimalan broj bodova koji student može zaslužiti na vježbama je 60 (ili, 60 %):

  • iz 2 kolokvija; maksimalno 40 bodova;
  • iz seminara; maksimalno 5 bodova;
  • iz domaćih zadaća; maksimalno 10 bodova jer svaka ispravno riješena zadaća nosi 1 bod;
  • iz dolazaka i aktivnosti na vježbama; 5 bodova ukoliko je broj izostanaka manji ili jednak 5, a 0 bodova ukoliko je broj izostanaka veći od 5.

Kolokviji i seminari su OBAVEZNI dio nastave. Domaće zadaće te aktivnost i dolasci na vježbe NISU OBAVEZNI.

Sadržaj vježbi

I. UVOD U ELEKTROSTATIKU

  1. Coulombov zakon. Princip superpozicije
  2. Gaussov zakon
  3. Rad i energija u elektrostatici. Vodiči

II. METODE ZA PRORAČUN ELEKTRIČNOG POTENCIJALA

  1. Rubni problemi u elektrostatici. Metoda slika
  2. Metoda separacije varijabli. Laplaceova jednadžba u pravokutnim koordinatama
  3. Laplaceova jednadžba u sfernim koordinatama

III. ELEKTRIČNO POLJE U TVARIMA

  1. Polarizacija i vezani naboj. Makroskopske jednadžbe elektrostatike

IV. MAGNETOSTATIKA

  1. Lorenzova sila. Biot-Savartov zakon
  2. Ampereov zakon. Magnetski vektorski potencijal (I dio)

V. MAGNETSKO POLJE U TVARIMA

  1. Magnetizacija i vezane struje. Makroskopske jednadžbe magnetostatike

VI. MAXWELLOVE JEDNADŽBE

  1. Ohmov zakon. Faradayev zakon indukcije
  2. Zakoni očuvanja u elektrodinamici

VII. ELEKTROMAGNETSKI VALOVI

  1. Ravni EM val. Polarizacija
  2. Elektromagnetski valovi u jednostavnim sredstvima

VIII. IZVORI I ZRAČENJE ELEKTROMAGNETSKIH VALOVA

  1. Retardirani potencijali. EM polje točkastog naboja u gibanju

Sadržaj seminara

Na seminaru iz kolegija Teorijska fizika i primjene I studenti su dužni samostalno izraditi i izložiti seminar s temama iz područja elektrodinamike. Studenti teme mogu izabrati iz udžbenika na kolegiju ili iz vodećih svjetskih časopisa iz fizike namijenjenih širem čitateljstvu: American Journal of Physics, Physics Today, European Journal of Physics ili sličnih.

Seminarski radovi moraju biti pripremljeni kao PowerPoint prezentacija i izloženi pred ostalim studentima u trajanju od 10 - 15 min. Za pripremu i izlaganje seminara studenti mogu dobiti maksimalno 10 bodova.

Studenti su dužni prisustvovati svim seminarskim izlaganjima i aktivno sudjelovati u diskusiji nakon seminara.

Seminarske teme 2016./2017.

  • Tea Kovačević, The unexpected path of the energy in a moving capacitor
  • Monia Bašić, Representations of electric and magnetic fields
  • Andrea Ćurković, Magnetic black box
  • Nensi Jakša, The angular momentum of photons in a circularly polarized beam

Seminarske teme 2017. / 2018.

  • Daria Jardas, Kako struja protječe kroz žicu

Seminarske teme 2018. / 2019.

  • Dario Arifović, Faradayev zakon, Lentzovo pravilo i očuvanje energije

Seminarske teme 2019. / 2020.

  • Lea Panović, Fizikalna analiza i optimizacija sustava za pokretanje elektromagnetskih zavojnica
  • Marko Kopić, A smart knee implant using triboelectric energy harvesters

Seminarske teme 2021. / 2022.

  • Antonio Borzzati, Zakon očuvanja impulsa i angularnog momenta za čestice i EM polje

Literatura

Preporučene zbirke zadataka su:

  • Milić, B. S., Zbirka zadataka iz teorijske fizike-2.dio, BIGZ, Beograd, 1971.
  • Labinac, V., Riješeni zadaci iz elektrostatike i magnetostatike, Filozofski fakultet u Rijeci, Rijeka, 2003.
  • Lim Yung-kuo, Problems and Solutions on Electromagnetism, World Scientific, Singapore, 1993.

Preporučeni udžbenici za vježbe su:

  • Feynman R. P., The Feynman Lectures on Physics - The New Millenium Edition, vol. 1, 2 i 3, Basic Books, New York, 2011.
  • Griffiths D. J., Introduction to Electrodynamics, 4th ed., Prentice-Hall, New Jersey, 2012.
  • Heald M. A., Marion J. B., Classical Electromagnetic Radiation, 3rd ed., Dover, Mineola, 2012.
  • Jefimenko O. D., Electricity and Magentism, 2nd ed., Electret Scientific Company, Waynesburg, 1989.
  • Purcell E. M., Morin J. D., Electricity and Magentism, 3rd ed., Cambridge University Press, Cambridge, 2013.
  • Nayfeh M. H., Brussel M. K., Electricity and Magnetism, Dover, Mineola, 2015.