III. éves informatikus fizikus szigorlati tételek

2006

(a szigorlaton az első 10 tételből egy főtétel, a valamint 1, a főtétellel nem azonos tárgykörű melléktétel dolgozandó ki)

Bizottság:	Papp Gábor
	Bene Gyula
	Gubicza Jenő

helyszín	Lágymányos, Északi épület, 2.76
időpontok	Jun 9, jun 20, jun 27 (UV), 2006

1. A kvantummechanika kísérleti előzményei és háttere (Planck törvény, fényelektromos effektus, fotonok, szilárd test mólhõi, Davisson-, Germer-, Einstein - de Haas, Stern-Gerlach kísérlet, Compton effektus, Zeeman effektus)^†
2. A kvantummechanika alapjai (Fizikai mennyiségek és állapotok leírása, időfüggő Schrödinger egyenlet, mérés, határozatlansági relációk) ^†
3. Centrális mozgás, impulzusmomentum (Impulzusmomentum a kvantummechanikában, összehasonlítás a klasszikus leírással, a Schrödinger egyeblet szeparálása, a spin kvantumelmélete) ^†
4. Egy- és háromdimenziós kvantummechanika problémák (Potenciálvölgy, oszcillátor, rotátor, perturbációszámítással megoldható problémák) ^†
5. Hidrogén atom (Balmer formula, Bohr elmélet, Schrödinger egyenlet, finomszerkezet, hiperfinom szerkezet) ^†
6. A statisztikus mechanika alapjai (Egyenlő valószínûség elve, mikrokanonikus, kanonikus és nagykanonikus leírás, a hőmérséklet, a nyomás és az entrópia statisztikus értelmezése, a különböző leírások egyenértékűsége, a termodinamika statisztikus alapozása) ^☼
7. A statisztikus mechanika egyszerű alkalmazásai (Ideális gáz, reális gáz, szilárd anyag mólhője, paramágneses anyag) ^☼
8. Rácsrezgések, rácshibák (egyatomos és kétatomos lineáris lánc rezgései, egyatomos egyszerű köbös rács rezgései, a rácsrezgések kvantumelmélete, fononok, a fajhő Einstein és Debye modellje, hőtágulás, hővezetés. Ponthibák, ponthiba-párok, vakanciakoncentráció, diffúzió, kristályok képlékeny alakváltozása, diszlokációk, Burgers vektor, diszlokációk feszültségtere és energiája, a diszlokációra ható erő, diszlokációk kölcsönhatása és sokszorozódása) ^♣
9. Alapállapotú és gerjesztett atommagok (A Fermi gáz modell, telítettségi állapotegyenlet, mágikus számok, független részecske modellek, kollektív modell, független részecske modell alkalmazhatóságának oka. Radioaktivitás, bomló állapotok, beta és gamma átmenetek).^♦
10. Elektromágneses optika. Maxwell-egyenleek szabad térben és közegben, közegek csoportosítása. TEM síkhullám szabad térben, polarizáció (Jones vektor és mátrix). Törés és visszaverődés dielektrumok határán. Fénytörés anizotrop anyagokban, kristályoptika alapjai. Optikai aktivitás, Faraday effektus. Polarizációs eszközök. Polikromatikus fény, diszperzió, szórás, elnyelés. ^◄

---

Melléktételek

1. Szórásjelenségek, kvantumátmenetek (A szórás kvantumelmélete, Rutherford kísérlete, alagútjelenség, kvantumátmenetek) ^†

2. Kvantum statisztikák (Bose-Einstein eloszlás, ideális Bose gáz, kondenzáció, Fermi-Dirac eloszlás, ideális Fermi gáz, klasszikus határesetek) ^†,☼

3. Szilárd testek atomi szerkezete, kristályszerkezet vizsgálata (Kötéstípusok, kristályos szerkezet: elemi cella, Bravais-rács, Wigner-Seitz cella, reciprokrács és Brillouin-zóna. Amorf anyagok szerkezete, kvázikristályok. A diffrakció kinematikus elmélete, Laue feltétel, Ewald szerkesztés, Bragg egyenlet, a röntgen-, elektron- és neutrondiffrakció összehasonlítása). ^♣

4. Szilárd anyagok elektronszerkezete (Adiabatikus közelítés, egyelektron közelítés, Bloch tétel, szilárd anyag sávszerkezete, kvázi-szabad elektron modell, szorosan kötött elektron modell. Fermi felület egy- és kétvegyértékű fémek esetében, elektronállapot-sűrűség, kémiai potenciál hőmérsékletfüggése, Bethe-Sommerfeld sorfejtés, elektronfajhő, effektív tömeg tenzor). ^♣

5. Vezetési jelenségek fémekben és félvezetőkben (Drude modell, kvantummechanikai Sommerfeld modell, elektromos- és hővezetés, vezetőképesség, hővezetési együttható, szupravezetés,, elektronok és lyukak száma intrinszik félvezetőkben, kémiai potenciál hőmérsékletfüggése, vezetőképesség változása a hőmérséklettel, direkt és indirekt tiltott sávú félvezetők, szennyezett félvezetők). ^♣

6. A részecskefizika alapjai, Szimmetriák és megmaradási tételek, magerõk (A részecskék osztályozása, leptonok, hadronok, kölcsönhatások, kvarkok, kvarkok létének igazolása. A szimmetriák és megmaradási tételek kapcsolata, a deuteron, kisenergiájú szórások, a magerők tulajdonságai a kísérleti megfigyelések és a szimmetriák alapján). ^♦

7. Alkalmazott magfizika (magmágneses rezonancia, Mössbauer effektus, energiatermelés, orvosi alkalmazások, ipari és kutatási alkalmazások) ^♦

8. Nukleáris asztrofizika és a kozmológia alapjai (A csillagok energiatermelése, csillagfejlődés, csillagfejlődés végállapotai, szupernova robbanás, nehéz elemek kialakulása, kozmológia, kritikus tömeg, Big Bang). ^♦

1. Alapvető optikai jelenségek (visszaverődés, törés) értelmezése: sugároptika (geometriai optika). Az optikai leképezés geometriai elmélete és alkalmazása alapvető eszközökre (vékony lencsék, tükrök, mikroszkóp, távcső). Paraxiális közelítés, mátrixoptika^◄

2. Alapvető hullámoptikai jelenségek és elméletük. Helmholtz egyenlet, paraxiális közelítés, interferencia, interferométerek. A nyaláboptika alapjai. Az optikai eszközök hullámelméelete. Fourier-optika, elhajlás: Fresnel, Fraunhofer elhajlás^◄

3. Alkalmazott optika: Optikai szálak és hullámvezetők főbb tulajdonságai, alkalmazásuk. Nemlineáris optikai, elektrooptikai és akusztooptikai alapjelenségek és gyakorlati alkalmazásuk. A lézer működési elve. Fontosabb lézertípusok. ^◄

---

^† Kvantummechanika

^☼ Statisztikus fizika

^♣ Szilárdtestfizika / anyagtudomány

^♦ Magfizika

^◄ Optika