Izpitni red

 

Študent(-ka) k izpitu pristopi 20 minut pred objavljenim terminom. Na slepo izbere tri izpitne teme: eno iz mehanike, eno iz termodinamike ter eno iz elektromagnetizma in optike skupaj. Za pripravo na zagovor tem ima 20 minut časa. Pri sebi ima lahko le pisalo in tri prazne A4 liste papirja.

 

Zagovor vseh treh tem poteka skupno do 20 minut. Študent(-ka) pri zagovoru lahko uporablja, kar je zapisal(-a) na liste med pripravo.

 

Izpitne teme 2005/2006

 

 A Mehanika (termodinamika, elektromagnetizem in optika)

Tema

Snov
  1.  

Kinematika: lega, tir, povprečna in trenutna hitrost, pospešek, prosti pad, enakomerno kroženje, neenakomerno kroženje
  1.  

Relativno gibanje: opazovalni sistemi, Galliejeve transformacije

  1.  

Dinamika: telo in okolica, 1. Newtonov zakon, sila, masa, 2. Newtonov zakon,
  1.  

Primeri sil: teža, podlaga, lepenje in trenje, vrvica, škripec, vzmet
  1.  

3. Newtonov zakon, sile pri kroženju
  1.  

Delo, kinetična energija, izrek o kinetični energiji
  1.  

Konzervativne sile, potencialna energija, izrek o kinetični in potencialni energiji, moč, ohranitev energije
  1.  

Sistemi delcev, težišče, Newtonov zakon za gibanje težišča, izrek o kinetični energiji težišča, togo telo, izrek o kinetični energiji za togo telo
  1.  

Gibalna količina, ohranitev gibalne količine, sunek sile, izrek o gibalni količini, sila curka
  1.  

Trki, zgledi:popolnoma neprožni, prožni centralni trk, balistično nihalo
  1.  

Vrtenje togega telesa okoli nepremične osi: kinetična energija, vztrajnostni moment, Steinerjev izrek, navor, Newtonov zakon za vrtenje,
  1.  

Vrtilna količina, izrek o vrtilni količini, ohranitev vrtilne količine, delo in moč pri vrtenju, kotaljenje
  1.  

Statika: ravnovesje, statično ravnovesje, vrste ravnovesja, pogoji za ravnovesje, neodvisnost navora od osišča, navor teže
  1.  

Nedoločeni sistemi, deformacije: nateg in stisk, strig, tlak

Napetost in deformacija, moduli: prožnostni, strižni, stisljivost, območja deformacij: sorazmernostno, prožno, plastično, meja natezne trdnosti
  1.  

Gravitacija: Newtonov gravitacijski zakon, spreminjanje g z višino, gravitacijska potencialna energija, Keplerjevi zakoni, zgledi: kozmične hitrosti
  1.  

Nihanje: periodično gibanje, nihajni čas, frekvenca, sinusno nihanje, amplituda, faza, krožilna frekvenca, sile pri nihanju, nihalo na vijačno vzmet,
  1.  

Energija nihanja, sučno nihalo, matematično in fizično nihalo, dušeno nihanje, vsiljeno nihanje
  1.  

Tekočine: trdno telo, kapljevina, plin, gostota, tlak, Pascalov zakon

Hidrostatika: hidrostatski tlak, vzgon, Arhimedov zakon
  1.  

Površinska napetost: energija, sila, tlak v kapljici, mehurčku, omočenje (mejni kot), kapilarni dvig
  1.  

Hidrodinamika: tok, tokovnice, prostorninski, masni tok, hitrostno polje, ohranitev masnega, prostorninskega toka, Bernoullijeva enačba, zastojni tlak, kvadratni zakon upora
  1.  

Viskoznost, linearni zakon upora, Stokesova enačba, Poiseullov zakon, Reynoldsovo število, upor cevi
  1.  

Valovanje: prenos motnje, transverzalno, longitudinalno valovanje, mehansko, EM val., delci kot val., valovanje v 1, 2 in 3 dimenzijah

Sinusno potujoče valovanje, trenutna slika, časovna odvisnost, faza, perioda v fazi, krajevna – valovna dolžina, valovni vektor, časovna -nihajni čas, krožilna frekvenca
  1.  

3-D val.: valovne fronte, žarki, ravni, krožni, krogelni val

Hitrost valovanja: struna, palica, stebriček tekočine, zrak (idealni plin)

Načelo superpozicije, Fourierjeva analiza
  1.  

Energija valovanja: kinetična, prožnostna potencialna, energijski tok, gostota en. toka

Odboj valovanja, interferenca, stoječe valovanje, lastna nihanja, interferenca pri zvoku, padanje jakosti z razdaljo, sluh

 

B. Termodinamika (mehanika, elektromagnetizem in optika)

Tema

Snov
  1.  

Termodinamika: makro- in mikroskopski opis, TD spremenljivke, porazdelitve, TD sistem, stanje: ravnovesno, neravnovesno, funkcija stanja

Idealni plin, zveza med tlakom in povprečno kinetično energijo

Ničti zakon TD, toplotni stik, TD ravnovesje, temperatura, kinetična definicija T, Boltzmannova konstanta
  1.  

Ekviparticijski izrek, splošna plinska enačba, meritev T s plinskim termometrom, trojna točka

  1.  

Temperaturno raztezanje: dolžinsko, prostorninsko, anomalija vode, kombinacija s tlakom
  1.  

Idealni plin: barometrska enačba, Boltzmannov faktor, Maxwell-Boltzmannova porazdelitev po komponenti hitrosti, velikosti hitrosti
  1.  

1. zakon TD: sistem, okolica, delo, toplota, notranja energija, mikroskopski opis Wn, Wn za idealni plin, Hirnov poskus
  1.  

Delo v batu, izohorna sprememba, specifična toplota – cv , izobarna spr., cp, razlika spec. toplot, razmerje spec. toplot, Dulong-Petitov zakon
  1.  

Toplota, toplotna kapaciteta, specifična toplota, entalpija, fazne spremembe, utajena toplota (entalpija), sežigna toplota, kalorimetrija

  1.  

Spremembe z idealnim plinom (enačba stanja, delo, toplota, spr. Wn): izohorna, izobarna, izotermna, adiabatna, krožna spr.

  1.  

Izmenjava toplote, prevajanje: toplotni tok, gostota toka, toplotna prevodnost, konvekcija, sevanje
  1.  

Entropijski zakon: reverzibilne in ireverzibilne spremembe, delo pri rev./irr. spremembi, Carnotova sprememba, Q/T pri Carnotovi spremembi
  1.  

Entropija, entropija za irr. spr., entropija v izoliranem sistemu, diferencialni zapis 1. Z.T. s termodinamskimi spremenljivkami, entropija pri mešanju vode, mešanju plinov
  1.  

Mikroskopski pomen entropije, izraz za idealni plin, primerjava z makroskopskim izrazom
  1.  

Toplotni stroj: shema, krožna sprememba, izkoristek, Carnotov stroj, maksimalen izkoristek Carnotovega stroja, popoln toplotni stroj (perpetum mobile 2. vrste), hladilnik, toplotna črpalka, zmogljivost, Carnotov (idealni) hladilnik, realni hladilnik, popolni hladilnik  (perpetum mobile 2. vrste)
  1.  

Termodinamski potenciali: spontane spremembe, izoliran sistem - maksimizacija entropije, stik z okolico s p0, T0 - minimizacija razpoložljive energije, prosta entalpija, minimizacija G, razpoložljivo delo, Wn, H, F in G kot termodinamski potenciali
  1.  

Sistemi z več komponentami: kemijski potencial, enakost (vsote) kem. pot. komponent - pogoj za ravnovesje, mešanice idealnih plinov – neodvisnost kem. pot., ravnovesje med več fazami, Clausius-Clapeyronova enačba, vrelišče vode na Triglavu

 

C. Elektromagnetizem in optika (mehanika, termodinamika)

Tema

Snov
  1.  

Električni naboj, sila med nabojema, izolator – prevodnik, influenca, Coulombov zakon, električno polje, silnice polja, superpozicija polj, polje več nabojev, polje porazdelitve naboja
  1.  

Električni pretok, Gaussov zakon, polje naboja, plošče, dveh plošč, polje v kovini, Faradayeva kletka, polje nad površino prevodnika

Električna potencialna energija., napetost, potencial
  1.  

Kondenzator: polje, napetost, kapaciteta, sila med ploščama, delo pri razmikanju plošč, električna energija, delo pri polnjenju, gostota energije el. polja
  1.  

El. dipol: polje na osi, v ekvatorialni ravnini - limiti na veliki razdalji, potencial, navor v el. polju, potencialna energija Navor na tokovno zanko v mag. polju, magnetni dipol, energija dipola
  1.  

Snov v el. polju: dipoli v snovi, urejenost dipolov, vezan naboj, dielektričnost

Snov v mag. polju: permeabilnost, feromagnetizem, mikroskopska slika – mag. dipoli v snovi
  1.  

Električni tok, smer, ne-vektorski značaj, el. moč, Ohmov zakon, upor, specifični upor, prevodniki - izolatorji
  1.  

Praznjenje kondenzatorja, relaksacija, karakteristični čas, primeri relaksacije pri toplotni prevodnosti, iztekanju vode, polnjenju kondenzatorja
  1.  

Električni krogi, Kirchoffova zakona

Mikroskopska slika el. toka, povprečna hitrost nosilcev toka, Ohmov zakon, sila na naboj v el. in mag. polju
  1.  

Magnetno polje, učinek tok-tok, silnice, Gaussov zakon, Amperov zakon, mag.polje okrog ravnega vodnika, polje v tuljavi, svitku, sila na vodnik v mag. polju, definicija ampera
  1.  

Magnetna indukcija: indukcija pri gibanju vodnika, pogoj za ravnovesje, pretvorba mehanske moči v električno in obratno

  1.  

Magnetni pretok, Faradayev zakon, Lenzovo pravilo, inducirano električno polje, lastna indukcija v tuljavi, induktivnost, polnjenje tuljave, energija tuljave, gostota magnetne energije
  1.  

Izmenični tok, zapis, moč na uporu, povprečna moč, efektivna napetost in tok, tok skozi kondenzator, tuljavo, moč

Transformator: način delovanja, idealni transformator, transformacija napetosti in toka, daljnovod
  1.  

Električni nihajni krog: enačba, analogija z nihalom na vijačno vzmet, frekvenca, energija
  1.  

Enačbe za električno in magnetno polje, inducirano magnetno polje – Ampere-Maxwellov zakon, Maxwellske enačbe v praznem prostoru
  1.  

Elektromagnetno valovanje: dipolna antena, zapis potujočega EM valovanja, hitrost valovanja, zveza med električnim in magnetnim poljem, energija valovanja, gostota energijskega toka, spekter
  1.  

Polarizacija EM valovanja: linearno polarizirano valovanje, nepolarizirano, polarizator, analizator, prepuščena jakost svetlobe

  1.  

Geometrijska optika: pogoj za veljavnost, lomni količnik, odboj, lom, popolni odboj, zrcala, gorišče, leče
  1.  

Preslikave: vrste slik, načrtovanje slik, enačba zrcala in leče (velikost in razdalja slike)

Optične naprave: zorni kot, povečava, mikroskop
  1.  

Valovna optika: Huygensovo načelo, uklon na odprtini, oviri, uklonsko-interferenčna slika reže, uklonska mrežica, ločljivost optičnih naprav, Rayleighov kriterij
  1.  

Interferenca na tankih plasteh, interferenca na kristalu, Braggova enačba

Sevanje črnega telesa: Stefanov zakon, kvalitativna slika spektra, Wienov zakon