Exactly Solvable Models in Statistical Physics

E-book

Peter Fedoročko (ed.)

Proceedings of the 7th Annual Doctoral Spring School 2020

From November 10 to November 11, 2020, the 7th annual Spring School for Doctoral Students at Pavol Jozef Šafárik University in Košice will take place in Košice in a modified mode in the on-line space. The scientific program of the spring school will comprise 2 plenary lectures by leading scientific experts of Pavol Jozef Šafárik University in Košice. Doctoral students will present their research papers in two sections: 24 doctoral students of Faculty of Public Administration, Faculty of Law and Faculty of Arts, and 22 doctoral students of Faculty of Medicine and Faculty of Science.

The scientific programme of the spring school will also include a panel discussion with the management of Pavol Jozef Šafárik University in Košice.

Download the e-book for free  (pdf)

Mária Reháková 

Vysokoškolský učebný text určený pre poslucháčov vyšších ročníkov z bioanorganickej chémie. Štúdium bioanorganickej chémie si vyžaduje vedomosti z predchádzajúcich chemický disciplín nižších ročníkov - všeobecnej, anorganickej, organickej, fyzikálnej chémie a biochémie.

Autorka

E-book

Jozef Strečka

The present textbook deals with exactly solved models and their diverse applications in several branches of physics such as mathematical physics, statistical physics, condensed matter physics and so on. Exactly soluble models are currently considered as an inspiring research field in its own right, which regrettably requires a considerable knowledge of sophisticated mathematics. Accordingly, my primary ambition was to provide an intro- ductory course for undergraduate students that would cover the simplest exactly solved models, whose rigorous solutions are available even after modest calculation. The present textbook should be therefore regarded as an auxiliary graduate-level textbook, which should serve as the student’s guide on this beautiful but surely intricate subject.

Even although I attempted to write largely self-contained textbook for undergraduate students, it is worthy of notice that the course on Exactly Solvable Models in Statistical Physics demands essential knowledges from the quantum mechanics, statistical physics, phase transitions and critical phenomena, which are its indispensable prerequisities. The most crucial fundamentals of these theories are briefly recalled in introductory remarks just for remembering and not for substituting those comprehensive courses. The rest of this textbook is entirely devoted to exactly solved lattice-statistical models with the main emphasis laid on their possible applications in the condensed matter physics. It is the author’s hope that the presented exact solutions are detailed enough in order to be easily followed by undergraduate students even without a support of tedious proofs, cumbersome theorems, longer argumentations, or obvious facts. This rather necessary compromise has of course a certain unadvisable impact on ’exactness’ of the presented solutions.

Finally, it is worthwhile to remark that the present textbook makes just a slight introduction into the simplest exactly solvable models and thus, the interested reader is referred for the follow-up study to several excellent books on exactly solved models quoted in the bibliography list on the next page. Note that the listed books were the major knowledge sources used by creating this textbook and they might be regarded as more advanced literature on this exciting research field.

Download the e-book for free (pdf)

E-book

Natália Raschmanová - Ľubomír Kováč

The text summarizes the basic knowledge about the functioning of the soil ecosystem with a focus on soil protists and dominant groups of soil animals. Characteristics of each soil animal group include basic morphology, ecology, distribution, population dynamics and their importance in the soil ecosystem. The aim of the text is to gain a basic understanding of the diversity and interactions of soil fauna with the soil environment. It deals with the ecological classification of soil fauna on the basis of body size, presence in the soil during the life cycle, food preference and by locomotion. It highlights important morphological and ecophysiological adaptations of soil fauna to physical and chemical environmental factors. The text also gives an overview of the basic methods in the field collection of soil fauna and their extraction from soil samples under laboratory conditions. It further informs on the method of taxonomic identification and ecological evaluation of soil fauna communities. Discusses the soil fauna of different types of ecosystems. It highlights the differences in soil fauna communities that inhabit grassland and forest habitats, and agricultural soils. This teaching material is intended for students in biology degree programmes.

Download the e-book for free (pdf)

Ján Kleban a kolektív

Predkladaný pracovný zošit na praktické cvičenia z cytológie je určený poslucháčom 1. ročníka bakalárskeho štúdia biológie a 1. ročníka bakalárskeho medziodborového štúdia v kombinácii s biológiou na Prírodovedeckej fakulte Univerzity Pavla Jozefa Šafárika v Košiciach. Slúži ako návod, ktorý má študentom uľahčiť prácu a umožniť rýchlejšiu orientáciu v zadanej úlohe. Úprava pracovného zošita do formy protokolov umožňuje študentom zakresliť vlastné pozorovanie a tým stimuluje študentov k presnejšiemu a trvalejšiemu zapamätaniu si precvičovanej úlohy a zároveň umožňuje spätnú kontrolu pedagógom. Počas cvičení sa študenti postupne oboznámia so základnými pojmami optiky, s aplikáciami využívajúcimi mikroskopickú techniku, ale aj so základnými rozdielmi medzi štruktúrou rastlinnej a živočíšnej bunky a ich organelami.

E-book

Norbert Kopčo

Neuroscience is an interdisciplinary field of science at the interface of biological, psychological and computer sciences, which aims to describe the functioning of the brain and mind. Computational and cognitive neuroscience are subfields of neuroscience focused on the study of information processing in the human and animal nervous systems, and on the theoretical description of the brain and mind. This university textbook contains several assignments that provide an overview of the methods used in computational and cognitive neuroscience, with an emphasis on mathematical modeling and on the behavioral study of cognitive processes. The textbook builds on the author's previous works.

Download e-book for free (pdf)

E-book

Mária Kožurková

Tieto vysokoškolské učebné texty sú určené poslucháčom prvého ročníka magisterského štúdia na Prírodovedeckej fakulte UPJŠ v Košiciach. Rozsah a náplň prác zahrnutých v týchto skriptách vychádza hlavne z časových a priestorových možností s prihliadnutím na materiálovú náročnosť prác. Cieľom týchto skrípt je naučiť študentov základné mikrobiologické techniky a ukázať im význam mikroorganizmov v bežnom živote a ich dôležitú úlohu v prírode. Cvičenia sú zamerané tak, aby si študenti zvýšili svoju technickú zručnosť, naučili sa pracovať podľa bezpečnostných zásad. Text je rozdelený do 13 častí. V úvode každej z nich je uvedená teória k precvičovanej téme. V prílohe je návrh na vypracovanie protokolov k jednotlivým cvičeniam.

Download the e-book for free (pdf)

Zuzana Vargová • Miroslav Almáši • Juraj Kuchár • Jana Dinajová 

Download the e-book for free (pdf)

E-book

Mariana Budovská

The aim of writing the university textbook "Selected Heterocyclic Compounds" was to create a study aid for students of the Organic Chemistry program, which provides essential information in a clear format for the subject of Heterocyclic Compounds. In selecting the content of the textbook, the goal was to present basic information about the chemistry of the most significant heterocycles. Given that the summary of chemical knowledge about heterocycles is vast, it was not possible to include all heterocyclic compounds in the content.

The intention was for readers to orient themselves in the field of heterocyclic compounds. Separate chapters included in the content address the nomenclature of heterocycles, basic chemical properties of individual heterocycles, their synthesis and reactions, the occurrence of heterocycles in nature, and their practical applications (medications, dyes, pesticides, detergents, etc.).

Download e-book for free (pdf)

Peter Kollár a kol. 

Skriptá Základné fyzikálne praktikum II. sú určené pre študentov Prírodovedeckej fakulty UPJŠ v Košiciach študujúcich na študijných programoch fyzika a medziodborových programoch v kombinácii s fyzikou. Obsahom skrípt sú úlohy z elektriny, magnetizmu a optiky. Podľa študijných programov sú zaradené do 3.semestra bakalárskeho štúdia, v ktorom by už študenti mali mať absolvovaný predmet všeobecná fyzika II. (elektrina a magnetizmus). Súčasťou každej úlohy sú základné poznatky venované javom, ktoré sú obsahom samotnej úlohy.

Autori

Ľubomír Kováč

Učebný text „Zoogeografia“ objasňuje základné princípy a historický vývoj rozšírenia živočíchov na Zemi, a ďalej analyzuje faktory, ktoré ho ovplyvňujú. Vďaka moderným vedeckým metódam a technikám výskumu je zoogeografia veľmi dynamicky sa rozvíjajúcou disciplínou. Z geologických etáp je podrobnejšie spracovaná problematika paleoklimatických cyklov kvartéru, holocénu a vývoja postglaciálnej klímy, ktoré zohrali významnú úlohu pri dynamike vývoja živočíšnych areálov. Areálová analýza charakterizuje a triedi areály živočíchov a ich dynamiku v nadväznosti na speciáciu. Podrobne je spracovaná problematika zoogeografických oblastí s dôrazom na palearktickú oblasť. Časť zameraná na dynamickú zoogeografiu rieši najmä problematiku refúgií a reliktov v súvislosti s vývojom pleistocénnej paleoklímy. Text stručnou formou sumarizuje základné antropogénne faktory, ktoré v recentnej dobe drastickým spôsobom limitujú rozšírenie živočíchov v rýchlo ubúdajúcom prírodnom prostredí na Zemi. Text ďalej prehľadným spôsobom charakterizuje biogeografiu Karpát a faunu územia Slovenska. Záverečná časť prezentuje fylogeografiu ako modernú vednú disciplínu zameranú na rekonštrukciu migračných ciest v postglaciáli, ktorá je podložená analýzou molekulárnych markerov populácií živočíchov v širšom geografickom kontexte. 

Autor

 Matúš Harminc 

Tento učebný text je určený poslucháčom medziodborového štúdia v kombináciách s matematikou, jednoodborového štúdia matematiky ako aj rozširujúceho štúdia matematiky. Je za-meraný na kvadratické kongruencie a niektoré diofantovské rovnice.

Autor

E-book

Vladimír Zeleňák (ed.)

Zborník abstraktov Študentskej vedeckej konferencie PF UPJŠ

Charakteristickou črtou vzdelávania na kvalitných vysokých školách, ku ktorým Prírodovedecká fakulta UPJŠ v Košiciach patrí, je úzke prepojenie vzdelávania a vedeckého výskumu. Poznatky a vedomosti z odboru štúdia získavajú študenti nielen teoretickým štúdiom jednotlivých disciplín, ale aj aktívnym zapojením sa do riešenia čiastkových vedeckých úloh v rámci výskumných tímov či už pri vypracovávaní záverečných prác alebo formou nástroja Študentských pomocných vedeckých síl (ŠPVS), ktorých činnosť sa na fakulte revitalizovala v roku 2015.

Študentská vedecká konferencia (ŠVK) je jedným z tradičných podujatí fakulty, ktoré je organizované počas Prírodovedeckých dní ako súčasť Sciencefestu. Svojou povahou prirodzene zapadá do spomínaného súkolia prepojenia vzdelávania a vedy a dlhodobo sa teší veľkej popularite a záujmu študentov. V roku 2016 na ŠVK vystúpilo 125 študentov Prírodovedeckej fakulty UPJŠ v Košiciach, v rámci 16 sekcií. Prehľad o zameraní a cieľoch študentských prác podáva tento zborník. Veríme, že bude inšpiráciou pre ďalších potenciálnych záujemcov o vystúpenie na ŠVK, ale bude zaujímavý aj pre širšiu verejnosť, ktorej môže podať doplnkový pohľad na činnosť fakulty.

Download the e-book for free (pdf)

E-book

Dušan Barabas a kol.

Predkladaný text je výsledným produktom práce v rámci projektu „Tanuljunk egymástól!/Učme sa jeden od druhého!“ Projekt vznikol na základe dlhoročných kontaktov pracovníkov Centra regionálnych výskumov Maďarskej akadémie vied a Ústavu geografie Prírodovedeckej fakulty UPJŠ v Košiciach ako prirodzená snaha o rozširovanie vzájomnej spolupráce. Prvým krokom bola spolupráca v rámci projektov Intereg II, do ktorej sa zapojil široký okruh pracovísk tak akademického, ako aj mimo akademického prostredia. Tento prvý pokus nebol úspešný z dôvodu administratívnych chýb. Z toho dôvodu bol po vzájomnej dohode s Maďarskou stranou pripravený a vypracovaný projekt HUSK/0801/1.6.1/0003 „Tanuljunk egymástól!/Učme sa jeden od druhého!“, ktorý bol schválený a spolufinancovaný Európskym fondom regionálneho rozvoja v rámci Programu cezhraničnej spolupráce Maďarská republika - Slovenský republika 2007 - 2013.

Konkrétny cieľ projektu zahŕňal usporiadanie niekoľkých stretnutí, kde slovenskí a maďarskí odborníci v oblasti geografie prezentovali svoj výskum a myšlienky. Zároveň sa podujali dodať materiál reprezentujúci ich prácu. V rámci šiestich stretnutí sa počas prvej etapy projektu stretlo 30 výskumníkov zo Slovenska a 30 výskumníkov z Maďarska, ktorí predstavili výsledky svojej práce a dodali záverečné výstupy v rozsahu 1 autorského hárku.

Stretnutia neboli samoúčelné. Vznikol rámec pre kooptovanie vedeckých tímov, ktoré by mohli aj v budúcnosti naďalej spolupracovať. Táto kooperácia určite prispeje nielen ku konkrétnym osobným kontaktom, ale bude aj základom pre tvorivú vedu na oboch stranách hranice. Projekt trvajúci jeden rok priniesol vedecký zborník, v ktorom sú predstavené niektoré špecifické problémy z geografie Maďarska a Slovenska. Ich predstavenie poslúži k porovnaniu teoreticko-metodologických východísk použitých pri riešení podobných problematík, prípadne umožní porovnať efektívnosť a výpovednú hodnotu dosiahnutých výsledkov. V zborníku sú publikované aj texty, ktoré nemajú tematicky zodpovedajúci náprotivok. Sú však inšpiráciou pre výskumníkov z opačnej strany. Predložený materiál si taktiež kladie ambíciu slúžiť ako doplnkový študijný text pre slovenských a maďarských vysokoškolákov, ako aj odbornú a laickú verejnosť.

Veríme, že vďaka realizovanému projektu a jeho výstupu vo forme vedeckého zborníka sa nám podarí stierať existujúce hranice a byť bližšie jeden k druhému.

Download the e-book for free (pdf)

E-book

Mária Vilková - Zuzana Kudličková - Ján Elečko

Organic chemistry is the chemistry of carbon. Organic compounds in the form of large molecules (macromolecules), such as nucleic acids, proteins, carbohydrates, and lipids are the basic elements of living organisms. This study material is created for non-chemistry students, especially students of biology. Most of these students have little or no knowledge of organic chemistry. Therefore, we proceed from the basic principles of organic chemistry to biochemistry.

The basic principles of organic chemistry and biochemistry are briefly summarized in individual chapters, but the main content consists of tasks for practising basic knowledge. To check the correctness of solving the tasks, the correct solutions are also given. The importance of this study material lies in the fact that students will get additional study material that they will use in studying the subject Basics of Chemistry.

Download the e-book for free (pdf)

E-book

Milan Žukovič

This textbook is intended for master's degree students and is a follow-up to the Computational Physics I course studied at the bachelor's level. The content of the textbook Computational Physics II focuses on stochastic methods of solving physical problems, mainly on Monte Carlo (MC) simulation of many-particle systems. The focus on this computationally intensive approach is motivated by the gradual increase in the computing capacities of ordinary computers as well as the introduction of high-performance computing clusters. This has led to significant progress in the development of new simulation techniques, thanks to which MC simulations have found application in various areas of research and application practice. Considering the main research focus of the department, this text is particularly devoted to the presentation of basic and more advanced MC simulation techniques applied to a simple Ising spin model in order to investigate its magnetic, thermodynamic and critical properties. The next part is devoted to MC simulations of random processes. It focuses on the simplest but also the most basic random walk process and demonstrates its applications in financial analysis and the solution of a quantum system described by the time-dependent Schrödinger equation. The last part is dedicated to the basics of molecular dynamics, applied to simulating the classical movement of atoms in a given force field. By mastering the problems addressed in this course, students will obtain a potential tool for working out of their diploma theses, or a methodology useful for their further scientific and research practice in the field of investigating of complex systems. The lectured topic is subsequently exercised in the form of preparing projects implemented in the freely distributable software Octave, which is easy on the user's programming skills and which students have the opportunity to familiarize themselves with in the previous study.

Download e-book for free (pdf)