Hraskó Péter: elméleti fizika a pécsi Egyetemen fizikatanár szakos hallgatóknak




Download 41.06 Kb.
Sana24.03.2017
Hajmi41.06 Kb.

Hraskó Péter: ELMÉLETI FIZIKA

A Pécsi Egyetemen fizikatanár szakos hallgatóknak

tartott elméleti fizikai előadásai anyagát tette közzé

jegyzetek formájában Hraskó Péter. A kontinuummechanikán

kívül minden fontos nagy fejezetet lefedő

sorozat jól érthető, tömör, egyedi és eredeti megközelítéseket

tartalmaz. Sok helyen találunk fizikatörténeti

utalásokat. A tanulást a fő szöveghez közvetlenül illeszkedő

feladatok könnyítik, melyek többségének

megoldása is olvasható.

Az Elméleti mechanika a koordinátarendszerek és

a Newton-egyenlet bevezetése után rögtön bemutatja,

hogy az inerciarendszer, az inerciaidő és az erő

fogalma a Newton-egyenlettel összefüggésben értelmezendő.

Az itt tapasztalható korai és gondos előkészítése

egy későbbi témakörnek az egész sorozatra

jellemző. A mozgásegyenletre vonatkozó példák közül

számos a töltött részecskék dinamikájával kapcsolatos,

a dipóltér már a potenciál fogalma kapcsán

megjelenik. A Lagrange-függvény és a Lagrange-egyenletek

már a 27. oldalon bevezetésre kerülnek.

Származtatásuk valamivel később, a hatáselv kapcsán

történik. Ez után rögtön a szimmetriák és a megmaradási

tételek következnek, majd a kényszermozgások.

A csatolt rezgések és a normálmódusok viszonylag

nagy hangsúllyal szerepelnek. A kanonikus egyenletek

és a fázistér bevezetése után az adiabatikus

invariánsok tárgyalása következik. Az anyag a merev testek

és a pörgettyű (Euler-szögek) mozgásának leírásával

zárul. A Naprendszerre történő hangsúlyos kitekintés

(árapály, káosz, földgolyó precessziója) végigvonul

a köteten.

Az Elektrodinamika az induktív felépítést követi. Az

elektrosztatikában nagy szerepet kap a dipólnyomaték,

majd a dielektrikumok világa. A mágneses teret a szerző

az áram által átjárt vezetők közötti erőhatás kapcsán

vezeti be. A polarizálható közegek magnetosztatikáját

az elektromos esettel való hasonlóságra alapozza, de

kimutatja, hogy az elsődleges fizikai mennyiségek az E

és B terek, míg D és H segédmennyiségek. Az eltolási

áram létezése, Maxwellt követve, a töltésmegmaradás

kényszerének következtében válik nyilvánvalóvá. A

Maxwell-egyenletek felírása után az elektromágneses

hullámok részletes tárgyalását kapjuk, beleértve, a közegbeli

terjedés kapcsán, a diszperzió és a csoportsebesség

fogalmát. A térenergia és térimpulzus ismeretében

a sugárzási tér leírása következik a dipólsugárzás

alapos vizsgálatával.

A relativitáselmélet témakörébe Hraskó Péter úgy

vezet át, hogy megfogalmaz általános követelményeket

az inerciarendszerek közötti transzformációkra, s

megmutatja, hogy az egyidejűség invarianciája helyett

a fénysebesség invarianciáját érdemes elfogadni. A

kötet a relativitáselmélet alapjainak egyedi tárgyalásával

és a Maxwell-egyenletek invarianciájának kimutatásával

zárul.


A Kvantummechanika néhány, a klasszikus elméleteknek

ellentmondó alapjelenség (pl. a hőmérsékleti

sugárzás spektruma) bemutatása után a Bohr-modell,

majd az adiabatikus invariánsokra épülő Bohr-

Sommerfeld-modell tárgyalásával kezdődik, s ennek

keretén belül, a 16. oldalig, eljut a hidrogénatom

spektrumáig és a Zeemann-effektusig. Ez után a vektor-

és Hilbert-terek, majd az operátorok, mint fizikai

mennyiségek bevezetése következik. A harmonikus

oszcillátor problémáját a szerző a keltő és eltüntető

operátorok segítségével mutatja be. A mérési posztulátumok

után következik a bizonytalansági reláció,

majd a dinamikai egyenlet tárgyalása, s ezek után az

időfüggetlen Schrödinger-egyenlet, egydimenziós

problémákra alkalmazva. Hangsúlyosan szerepelnek

a de Broglie-hullámok és interferenciájuk egy neutronnyalábos

interferenciakísérlet bemutatása kapcsán.

Részletesen kerül tárgyalásra az impulzusnyomaték,

a forgatások és ábrázolásaik problémája (az

utóbbiban ismét az Euler-szögek), majd a spin bevezetése.

Ez után következik a pontrendszerek kvantummechanikája,

a független és korrelált részecskék

problémája. Ennek során mutatja be Hraskó Péter

finom logikával a Bell-tételt, vagyis a mikrofizikai szeparálhatatlanságot.

A fermionok és bozonok tárgyalása,

valamint a periódusos rendszer rövid elemzése

zárja a kötetet.

A Termodinamika és statisztikus fizika az entrópia

fogalmát helyezi a középpontba. A termodinamikai

rész az entrópia létezését posztulálja, s megmutatja,

hogy alkalmas formában fundamentális egyenlet. Megkülönbözteti

a lassú folyamatokat a kvázisztatikus folyamatoktól,

s megfogalmazza, hogy csak a zárt rendszer

teljes entrópiája az, amely spontán folyamatokban

nő, a részrendszerek entrópiája eközben csökkenhet

is. A szerző élvezetes stílusban elemzi a másodfajú

perpetuum mobile és a fluktuációk problémáját. A

termodinamika tárgyalása a különböző potenciálok

bevezetésével zárul.

A statisztikus fizikába történő átmenetet az entrópia

és az információ kapcsolata motiválja. Hraskó Péter a

mikrokanonikus eloszlást a maximális információhiány

elve alapján határozza meg. A kvantumstatisztikákra

történő áttérést a Gibbs-faktoriális kritikája előzi meg.

A Fermi- és Bose-gáz után, a hőmérsékleti sugárzás

részletes vizsgálatával teljesedik ki a Kvantummechanika

kötet anyagával való kapcsolat. A statisztikus

fizikai rész a Nernst-tétel és az adiabatikus demágnesezés

elvének bemutatásával végződik.

Az egész sorozatra jellemző, hogy az elméleti fizikát

egységes rendszerként mutatja be, nagy kérdéseire,

a fontos fogalmak megalapozására helyezve a

hangsúlyt. Mindezt egyedi módon, rendkívül tiszta

logikával. A kötetek jól olvashatóak, de megértésük

alapos odafigyelést igényel. Formai megjelenésük

külön előnye, hogy átlagosan 150 oldal terjedelműek,

azaz méretük nem elriasztó.

Az elméleti fizika tanárok számára történő oktatásának

újragondolását különösen aktuálissá teszi az a

szomorú tény, hogy a BSc-képzés keretében a tárgy

óraszáma a felére(!) csökkent. Nem reménykedhetünk

abban sem, hogy a hiány az MSc-képzés keretében

bepótolható, mert ott a főtárgy (fizika) négy félév alatt

csak mintegy 15 dupla oktatási órát (előadás, labor,

oktatási gyakorlat, 30 kredit) kap, 50 kredit a második

tanári szaké, 40 kreditet pedig az általános didaktikai,

pszichológia tárgyak adnak, melyek 10 kreditet már a

BSc-időszakból is megszereztek.

A Hraskó-féle Elméleti fizika sorozat a 90-es években

megjelent nyomtatásban a Janus Pannonius Egyetem

kiadásában, de már régen elfogyott. A felújított

változat megtalálható viszont Hraskó Péter honlapján,

a http://www.hrasko.com/peter/ címen, és ingyenesen

letölthető!

A honlapon, ráadásul, találunk sok minden mást is.

A tanárképzés kapcsán a legfontosabb a Relativitáselmélet



alapjai című előadássorozat fizikatanárok számára.

Ez az idén elkészült jegyzet kiegészíti az Elektrodinamika

kötetet, nem fed át vele. A speciális relativitáselmélet

ugyanis egy egészen új gondolatmenettel

kerül bevezetésre. A Doppler-effektus alapján

mindössze a koordinátarendszerek egyenértékűsége

és a fénysebesség állandósága elvének felhasználásával

vezeti le Hraskó Péter a idődilatáció jelenséget,

majd ennek alapján a mozgásegyenletet. A nyugalmi

energia fogalmát Einstein egy eredeti gondolatmenete

kapcsán ismerhetjük meg. Csak ezután következik a

Lorentz-transzformáció.

A jegyzet elemi módon tárgyalja az általános relativitáselmélet

alapkérdéseit is, és eljut egészen a NASA

GP-B kísérletéig.

A honlap más kiadványokat is tartalmaz, így például

egy ugyancsak idei Általános relativitáselmélet

és kozmológia jegyzetet, de Hraskó Péter áltudománnyal

foglalkozó írásait és az utóbbi időben elhangzott

előadásainak anyagait is, melyek mind letölthetők.

Hraskó Péter honlapja tehát valóságos elméleti fizikai

kincsesbánya, melyből nemcsak a hallgatók, hanem

a kutatók is új, hasznos ismereteket szerezhetnek.

Az ismertetés szerzője csodálattal látja, hogy ez a

hatalmas ismeretanyag, egy valóságos „magánegyetem”,

a szerző önzetlensége folytán mindenki számára

hozzáférhető, s így nagy érték a hazai fizika szempontjából.

Csak annyit írhat:

Köszönjük szépen, Péter!



Tél Tamás


Download 41.06 Kb.

Bosh sahifa
Aloqalar

    Bosh sahifa


Hraskó Péter: elméleti fizika a pécsi Egyetemen fizikatanár szakos hallgatóknak

Download 41.06 Kb.