Matematična orodja v fiziki

2022/2023
Program:
Visokošolski strokovni študijski program 1. stopnje Praktična matematika
Letnik:
2 letnik
Semester:
drugi
Vrsta:
obvezni
ECTS:
5
Jezik:
slovenski
Nosilci predmeta:
Ure na teden – 2. semester:
Predavanja
3
Seminar
0
Vaje
0
Laboratorij
3
Vsebina

Skalarji in vektorji:skalarji in vektorji v matematiki, skalarni in vektorski produkt, translacije, rotacije in zrcaljenje, primeri skalarjev v fiziki: masa in naboj, primeri vektorja v fiziki: krajevni vektor.
Odvod:hitrost in pospešek, poševni met in kroženje, elektični tok.
Skalarji v fiziki:Galilejeve in Lorenzove transformacije, razdalja med dvema točkama in svetlobna hitrost, kinetična energija.
Vektorji v fiziki:sila, gibalna količina, električna sila in jakost električnega polja, navor, vrtilna količina točkastega telesa, kotna hitrost, magnetna sila in gostota magnetnega polja, navor magnetnih sil.
Integral:sunek sile, delo, elektično delo in napetost, magnetni pretok.
Mešani produkt:indukcija.
Skalarji in psevdoskalarji, vektorji in osni vektorji.
Tenzorji:
vztrajnostni moment.
Variacijski račun:
lomni zakon.
Matrike:
reševanje sistema linearnih enačb pri računanju tokov v vezju, matrična geometrijska optika.
Digferencialne enačbe:
izmenični tok skozi upornik, kondenzator in tuljavo, polnenje in praznenje kondenzatorja in tuljave, električno in mehansko nihanje, transformator.
Verjetnostni račun:
radioaktivni razpad, kinetična teorija plinov, kvantna mehanika.

Temeljni literatura in viri

Kuščer, A. Moljk, T. Kranjc, J. Peternelj: Fizika za srednje šole – 1. del, DZS, Ljubljana, 1999.
Kuščer, A. Moljk, T. Kranjc, J. Peternelj: Fizika za srednje šole – 2. del, DZS, Ljubljana, 2000.
I. Kuščer, A. Moljk, T. Kranjc, J. Peternelj, M. Rosina, J. Strnad: Fizika za srednje šole – 3. del, DZS, Ljubljana, 2002.
J. Strnad, Fizika – 1.del, DMFA založništvo, Ljubljana, 1984.
J. Strnad, Fizika – 2.del, DMFA založništvo, Ljubljana, 1985.
J. Strnad, Fizika – 3.del, DMFA založništvo, Ljubljana, 1982.
I. Kuščer, A. Kodre: Matematika v fiziki in tehniki. DMFA založništvo, Ljubljana, 2006.

Cilji in kompetence

Pri predavanjih študenti spoznajo možnosti za uporabo različnih matematičnih orodij pri obravnavi fizikalnih tem. Spretnost uporabe orodij in modeliranja razvijejo na vajah, kjer z asistentom rešeujejo računske naloge, in z dodatnim samostojnim reševanjem nalog.

Predvideni študijski rezultati

Znanje in razumevanje: Poglobljeno obravnavanje fizikalnih tem, ki jih študenti spoznajo pri predmetu Uvod v fiziko v prvem letniku. Znanje, pridobljeno pri matematičnih predmetih, omogoča uporabo zahtevnejših matematičnih orodij pri obravnavi fizikalne snovi.
Uporaba:
Zmožnost samostojnega reševanja fizikalnih problemov (fizikalnega modeliranja).
Refleksija:
Študenti uvidijo povezavo med abstraktno matematično teorijo in naravoslovno (empirično) znanostjo.
Prenosljive spretnosti – niso vezane le na en predmet: Zmožnost modelskega pristopa v različnih okoljih (naravoslovne znanosti, ekonometrija, modelska sociologija ...).

Metode poučevanja in učenja

predavanja, vaje, konzultacije

Načini ocenjevanja

Izpit iz vaj (dva kolokvija ali pisni izpit)
Test iz teorije in ustni izpit (zagovor)
Študenti dobijo dve oceni: eno iz izpita iz vaj, drugo iz testa iz teorije in zagovora.
(ocene: 5 (negativno), 6-10 (pozitivno), ob upoštevanju Statuta UL)

Reference nosilca

PODOBNIK, Tomaž, ŽIVKO, Tomi. On probabilistic parametric inference. Journal of statistical planning and inference, ISSN 0378-3758, 2014, vol. 142, no. 12, str. 3152-3166. [COBISS-SI-ID 27449383]
DELPHI Collaboration, ABREU, P., ERŽEN, Borut, GOLOB, Boštjan, KRIŽNIČ, Ervin, PODOBNIK, Tomaž, STANIČ, Samo, ZAVRTANIK, Danilo, et al. Measurement of [vertical]V[sub]cs[vertical] using W decays at LEP2. Physics letters. Section B, ISSN 0370-2693. [Print ed.], 1998, vol. 439, str. 209-224. [COBISS-SI-ID 35835]
ARGUS Collaboration, ALBRECHT, H., BRAČKO, Marko, KERNEL, Gabrijel, KRIŽAN, Peter, KRIŽNIČ, Ervin, MEDIN, Gordana, PODOBNIK, Tomaž, ŽIVKO, Tomi, et al. A partial wave analysis of the reaction [gamma][gamma] [to] [pi][sup]+[pi][sup]-[pi][sup]0. Zeitschrift für Physic C. Particles and fields, ISSN 0170-9739, 1997, vol. 74, str. 469-477. [COBISS-SI-ID 12892711]