Exactly Solvable Models in Statistical Physics

Ondrej Hutník a kol. 

Zbierka úloh z matematickej analýzy III. je pokračovaním predchádzajúcich dvoch vydaných zbierok autorov Kulcsár a Kulcsárová. Táto časť obsahuje príklady na zopakovanie a precvičenie učiva stredných škôl, ako aj časti prvého semestra kurzu matematická analýza určeného pre študentov matematiky, fyziky, informatiky a učiteľského štúdia v kombinácii s matematikou. Zbierka môže tiež pomôcť všetkým učiteľom, ktorí chcú použiť rôzne úlohy vo svojom vyučovaní. Zbierka zahŕňa oblasť postupností reálnych čísel: aritmetické a geometrické postupnosti, všeobecne a rekurentne zadané postupnosti, nachádzajú sa tu úlohy na vyšetrovanie vlastností postupností (monotónnosť, ohraničenosť, konvergencia) a výpočet rôznych typov limít. Všetky zadané úlohy sú vyriešené na konci každej kapitoly s podrobným komentárom.

Autori

Adela Kravčáková • Stanislav Vokál • Janka Vrláková 

Skriptá “Všeobecná fyzika IV, 1. časť: Atómová fyzika” predstavujú základný študijný materiál k prednáškam zo Všeobecnej fyziky IV v druhom ročníku bakalárskeho jednoodborového štúdia fyziky a medziodborového štúdia v kombinácii s fyzikou na Prírodovedeckej fakulte Univerzity P. J. Šafárika v Košiciach. Svojím obsahom pokrývajú prvú časť daného kurzu fyziky, venovanú atómovej fyzike. Cieľom predmetu je získať základné informácie o štruktúre atómu a elektrónovom obale atómu.

Stiahnite si e-knihu zadarmo (pdf)

Danica Studenovská a kol. 

Táto zbierka úloh je určená poslucháčom Prírodovedeckej fakulty UPJŠ, ktorí sa v rámci predmetu Matematika I. zoznamujú s pojmami funkcie, limity, derivácie, integrálu a ich aplikáciami. Ide najmä o študentov nematematických odborov a učiteľských kombinácií, avšak táto zbierka je vhodná aj pre iných študentov a záujemcov o základy matematickej analýzy.

Autori

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-kniha

Michal Jaščur - Michal Hnatič

V tomto učebnom texte sú spracované základy fenomenologickej termodynamiky v rozsahu, ktorý je prednášaný v štandardných kurzoch teoretickej fyziky na bakalárskom stupni študijného programu Fyzika. Mierne zredukovaný rozsah sa prednáša tiež na všetkých medziodborových študijných programoch v kombinácii s fyzikou. Časová dotácia pre jednotlivé kurzy bola v posledných rokoch mierne zredukovaná, čomu zodpovedá náš výber a rozsah jednotlivých tém. Našou primárnou snahou bolo dostatočne fundovane vysvetliť kľúčové pojmy a zákony termodynamiky, ktoré sú nutné pre zvládnutie ďalších teoretických fyzikálnych kurzov na magisterskom stupni štúdia (napr. Štatistická fyzika, Fyzika kondenzovaných látok, Kvantová teória tuhých látok, Kvantová teória magnetizmu atp.). Kniha tiež prestavuje nutné minimum vedomostí, ktoré sú nevyhnutné pre štúdium ďalších aplikácií termodynamiky v biofyzike, biológii, chémii, prípadne v inžinierskych odboroch. Porozumenie jednotlivých častí, ale aj textu ako celku vyžaduje ovládanie základných pojmov termodynamiky na úrovni kurzu Všeobecnej fyziky a znalosti v rozsahu štandardného univerzitného kurzu matematiky. Jednotlivé témy sú spracované s maximálnym dôrazom na koncepčnosť a matematickú rigoróznosť. Tak ako v iných teoretických disciplínach, aj v termodynamike vyžaduje pochopenie kľúčových pojmov a zákonov paralelné riešenie praktických úloh k jednotlivým témam, čo sa prirodzene deje na numerických cvičeniach, ktoré sú súčasťou kurzu. Pre čitateľov, ktorí nie sú univerzitnými študentami odporúčame ako cvičebnicu knihu R. Kubo: Thermodynamics, North Holland Publishing Company (1968). Tak ako každá kniha, aj tento text nie je dokonalý a určite sa v ňom nájdu nedostatky rôzneho charakteru. Budeme preto vďační každému čitateľovi za konštruktívne obsahové i formálne pripomienky. Na záver chceme poďakovať Janke Jaščurovej za jazykové korekcie a Ing. Mgr. Viliamovi Štubňovi za technickú podporu pri spracovaní obázkov v tomto učebnom texte a tiež za korekcie textu.

Stiahnite si e-knihu zadarmo (pdf)

Andrea Morovská Turoňová • Renáta Oriňaková • František Kaľavský 

Vysokoškolské učebné texty „Praktické cvičenia z fyzikálnej chémie“ sú určené ako učebná literatúra pre poslucháčov 2. ročníka študijného programu Chémia a 3. ročníka medziodborového študijného programu na Prírodovedeckej fakulte Univerzity Pavla Jozefa Šafárika v Košiciach.

V troch kapitolách sú zhrnuté základné poznatky z termodynamiky, elektrochémie a kinetiky, ďalšia kapitola sa venuje meraniu niektorých ďalších fyzikálno-chemických veličín. Veľmi atraktívne a zaujímavé sú pre študentov aj úlohy vypracované na základe spolupráce s Kriminalistickým a expertíznym ústavom PZ v Košiciach, ktorý sa taktiež podieľa na inovácii praktickej výučby formou priamej účasti odborníkov z praxe. Tematické celky sú aktualizované a doplnené o nové poznatky, princípy ako aj podrobné pracovné postupy využívajúce nové prístrojové vybavenie.

Cieľom laboratórnych cvičení z fyzikálnej chémie je ilustrovať a potvrdiť fyzikálnochemické zákony a korelácie, ktoré sa uplatňujú pri kvantitatívnom popise chemických javov. Študenti sa naučia používať prístroje a zariadenia bežné vo fyzikálno-chemických laboratóriách, osvoja si zásady presného a správneho kvantitatívneho merania fyzikálnych veličín, dôležitých z chemického hľadiska. Taktiež môžu využiť priestor na rozvíjanie schopností odbornej a vedeckej komunikácie a zároveň chceme podporiť aj ich tvorivý prístup pri spracovaní protokolov z meraní.

Stiahnite si e-knihu zadarmo (pdf)

Daniel Jancura • Erik Sedlák

Predkladaný vysokoškolský učebný text „Bioenergetika“ by mal slúžiť ako úvod do problematiky štúdia v oblasti bioenergetiky. Táto vedná oblast je v súčasnosti vysoko aktuálna, pretože výsledky získané bioenergetickým výskumom v uplynulých rokoch zreteľne ukazujú, že bioenergetické procesy prebiehajúce v živých systémoch neslúžia “len” na transformáciu energie, ale ovplyvňujú aj priebeh procesov ako sú apoptóza, starnutie, vznik a rozvoj mnohých ochorení (predovšetkým neurodegeneratívnych). Tieto skutočnosti jednoznačne naznačujú potrebu existencie kvalitných učebných textov, ktoré by prijateľným spôsobom umožnili študentom získať potrebné informácie a vedomosti v tejto vednej discipline. Z vyššie uvedených dôvodov sme sa rozhodli vytvoriť tieto učebné texty, ktoré sú vo forme desiatich samostatných kapitol, ktoré však na seba prirodzene a logicky nadväzujú. Jedna kapitola predstavuje v podstate jednu prednášku v rámci kurzu Bioenergetiky, ktorý je realizovaný na Prírodovedeckej fakulte Univerzity Pavla Jozefa Šafárika v Košiciach na magisterskom a doktorandskom stupni študijného programu „Biofyzika“. Zároveň tieto texty môžu poslúžiť aj pri výučbe v študijnom predmete Biochémia, ktorý je prednášaný v bakalárskych a magisterských stupňoch študijných programov “Biochémia” resp. “Biofyzika”. Dovoľujeme si vyjadriť presvedčenie, že tieto učebné texty by mohli byť istým spôsobom nápomocné aj vedeckým pracovníkom pracujúcim v oblasti výskumu týkajúceho sa problematiky transformácie energie v biologických organizmoch a fenoménoch spojených s touto transformáciou. V týchto učebných textoch sú postupne uvádzané poznatky týkajúce sa základných konceptov bioenergetiky, mechanizmov procesov ako sú glykolýza a Krebsov cyklus (okrem podrobného a uceleného popis týchto procesov je tu uvedený aj všeobecný náhľad o prepojenosti týchto procesov ako aj ich začlenenie do kompaktného pohľadu na celkový proces transformácie energie v biologických organizmoch), zloženia štruktúry a funkčnosti biologických membrán (táto oblast je nevyhnutná pre lepšie pochopenie poznatkov, ktoré sú uvedené v nasledujúcich kapitolách). V nasledujúcich kapitolách sa učebný text zaoberá popisom štruktúry a funkcie mitochondrií, pričom veľký dôraz je dávaný na popis vlastností a mechanizmov fungovania štyroch komplexov dýchacieho reťazca a ATP-syntázy. Tieto komplexy vytvárajú podmienky pre existenciu “najdôležitejšieho” bioenergetického procesu, oxidatívnej fosforylácie. V záverečných dvoch kapitolách sú uvedené mechanizmy procesov vytvárajúcich fotosyntézu, jej svetlej aj tmavej fázy. Sú tu relevantné informácie o tomto “druhom” najdôležitejšom bioenergetickom procese prebiehajúcom v mnohých biologických organizmoch a poskytujúcom možnosť transformácie enrgie elektromagnetického žiarenia na energiu “ukrytú” v chemických väzbách určitých chemických molekúl. Chceme vyjadriť naše presvedčenie, že predložené učebné texty “Bioenergetika” budú dobrým “pomocníkom a inšpirátorom” pre mnohých študentov, ktorí sa budú chcieť dozvedieť čo najviac o fascinujúcich štruktúrach a mechanizmoch umožňujúcich transformáciu energie v živých systémoch, bez ktorej by nebola možná existencia života ako ho poznáme. Želáme príjemné a podnetné čítanie a štúdium.

Stiahnite si e-knihu zadarmo (pdf)

E-kniha

Peter Kollár

Učebný text Polovodičové prvky vznikal postupne v predchádzajúcich rokoch ako pomôcka pre študentov 2. ročníka magisterského štúdia fyziky kondenzovaných látok. Má slúžiť študentom na podporu vnímania prednášok, vzhľadom na to, že dôležité texty, matematické vzťahy a obrázky dostanú už vopred, v podobe akej budú prezentované na prednáške. Jednotlivé stránky si tak študenti môžu dopĺňať počas prednášky vlastnými poznámkami buď do elektronickej alebo tlačenej formy. Takto vznikne pre študenta pomôcka, ktorá ako verím, napomôže pri záverečnom opakovaní poznatkov získaných počas semestra v rámci prípravy pred skúškou. Tento učebný text nemá slúžiť ako samostatná literatúra, ale má napomôcť orientácii v literatúre, ktorej je dostatok v anglickom jazyku, ale vo väčšine prípadov je písaná pre vedeckých pracovníkov, výskumníkov a študentov, pre ktorých je táto tematika ťažisková a netvorí iba jednu z mnohých súčastí vzdelávania a tak nie je pre ňu v študijnom programe rezervovaný väčší rozsah.

Stiahnite si e-knihu zadarmo (pdf)

E-kniha

Michal Jaščur

This is a supporting text for the undergraduate students interested in quan- tum theory of magnetism. The text represents an introduction to various theoretical approaches used in this eld. It is an open material, in the sense that it will be supported by appropriate problems to be solved by student at seminars and also as a homework.

The text consists of four chapters that form closed themes of the in- troductory quantum theory of magnetism. In the rst part we explain the quantum origin of the magnetism illustrating the appearance of the ex- change interaction for the case of hydrogen molecule. The second chapter is devoted to the application of the Bogolyubov inequality to the Heisenberg model and it represents the part which is usually missing in the textbooks of magnetism. The third chapter deals with the standard spin wave-theory including the Bloch and Holstein-Primakoff a approach. Finally, we discuss the application of the Jordan-Wigner transformation to one-dimensional spin-1/2 XY model.

The primary ambition of this supportive text is to explain diverse math- ematical methods and their applications in the quantum theory of mag- netism. The text is written in the form which should be sufficient to de- velop the skills of the students up to the very high level. In fact, it is expected that students following this course will able to make their own original applications of the methods presented in this book.

The reading and understanding this text requires relevant knowledges from the mathematics, quantum and statistical mechanics, and also from the theory of phase transitions. It is also expected that students are familiar with computational physics, programming and numerical mathematics that are necessary to solve the problems that will be included in the MOODLE educational environment of the P.J. Safarik University in Kosice.

Finally one should note that the text is mathematically and physically rather advanced and its understanding assumes supplementary study of the books listed in the list of references.

Stiahnite si e-knihu zadarmo (pdf)

E-kniha

Marián Kireš  (ed.)

Zborník abstraktov zo Študentskej vedeckej konferencie PF UPJŠ v Košiciach, ktorá sa konala 19. apríla 2023

Stiahnite si e-knihu zadarmo (pdf)

E-kniha

Slávka Hamuľaková

Učebný text ,,Štruktúra a reaktivita – riešené príklady a úlohy, 1. časť“ je podkladom pre výučbu predmetu ,, Štruktúra a reaktivita“ pre študentov 1. ročníka magisterského štúdia na Prírodovedeckej fakulte UPJŠ, odbor – Organická chémia. Učebný text je rozdelený do jednotlivých kapitol, pričom každá kapitola ponúka študentom riešené príklady chemických reakcií, kde je ich priebeh vysvetlený na základe príslušných reakčných mechanizmov. Podstatnú časť učebného textu tvoria neriešené úlohy, ktorých hlavným cieľom je rozvoj vedomostí a zručností študentov. Vzhľadom na to, že učebný text je zameraný len na jeden semester štúdia, nemôže zahŕňať všetky reakcie, skôr ide len o reprezentatívne príklady z rôznych typov  reakcií, ako sú: adičné reakcie, eliminačné reakcie, aromatická substitúcia, adično-eliminačné reakcie, radikálové reakcie a pericyklické reakcie.

Stiahnite si e-knihu zadarmo (pdf)

E-kniha

Jozef Bednarčík (ed.)

The SFEL school is continuation of the Winter Schools of Synchrotron radiation held in 2011, 2013, 2014 and SFEL 2017, 2018 and 2019. All schools of the series were held here, in Liptovský Ján, where our conference venue offers conditions for friendly and creative atmosphere. The aim of the SFEL 2022 school is to facilitate the growth of a new Slovak research community with high expertise in the area of high-efficiency RTG laser, synchrotron and neutron sources. The SFEL school is designed for efficient transfer of the rapidly developing know-howin these areas to young generation – researchers and university students. The next aim of the SFEL2022 is strengthening of personal connections between the local Slovak research community and actually forming scientific teams of XFEL users, scientific teams of synchrotron or neutron sources users, respectively. Slovak research community thus can take advantage of the fact that Slovakia is a shareholder of the European XFEL GmbH company in Hamburg, but also makes more efficient use of other closely related scientific facilities, including ILL and ESRF in Grenoble and DESY in Hamburg.

Stiahnite si e-knihu zadarmo (pdf)

 Ľubomír Panigaj - Peter Ľuptáčik 

(Náčrt systému a fylogenézy)

Učebný text je primárne určený pre študentov jednoodborového štúdia biológie a všeobecnej ekológie, ako aj odborom učiteľského štúdia v rôznych kombináciách s biológiou. Venuje sa v nich opisu jednotlivých skupín živočíchov, ich morfológiu a anatómiu ilustruje na obrazových materiáloch. K jednotlivým morfologickým a anatomickým štruktúram sa v texte nevyjadrujeme podrobnejšie, nakoľko text nadväzuje na predmet Porovnávacia morfológia živočíchov, kde na úrovni organológie boli tieto najvýznamnejšie štruktúry v rámci prednášok a cvičení detailne vysvetlené a opísané. Rozsah učebného textu nie je veľký, podávame v ňom základné minimum poznatkov, čo je podmienené jednak rozsahom predmetu, ktorý je len jednosemestrový, jednak tým, že ďalšie, špecializované predmety rozširujú spektrum poznatkov napr. na úrovni entomológie, hydrobiológie alebo pôdnej biológie. V zavere niektorých kapitol formulujeme niekoľko cvičných otázok, ktoré si študenti môžu na základe predchádzajúceho textu zodpovedať, s podobnými otázkami sa totiž môžu stretnúť na skúške alebo na štátniciach.

Autori

E-kniha

Miroslava Martinková

Tieto elektronické skriptá sú sústredené na problematiku sekundárneho metabolizmu a jeho produktov ‒ sekundárnych metabolitov. Predložený materiál podáva prehľad o základných stavebných blokoch a konštrukčných mechanizmov, prostredníctvom ktorých je možné v živých systémoch (rastlinách) syntetizovať zaujímavé molekuly. Procesy vzniku zmienených metabolitov sú vysvetlené pomocou základných mechanizmov organických reakcií. Viaceré prezentované sekundárne metabolity majú pozoruhodný biologický profil a používajú sa ako liečivá, alebo slúžia ako predlohové štruktúry pre vývoj nových farmakologických preparátov. Tieto elektronické skriptá sú určené predovšetkým pre študentov magisterského študijného programu organická chémia ako podporný materiál k profilovému predmetu Chémia prírodných látok.

Stiahnite si e-knihu zadarmo (pdf)

E-kniha

Jozef Bednarčík

Kryštalografia sa zaoberá rozoznávaním usporiadania a väzieb atómov v tuhých látkach. Takmer bezprostredne po ich objavení sa röntgenové lúče začali používať na štúdium vnútornej štruktúry látok. Prvá kapitola tohto učebného textu sa venuje základným pojmom kryštalografie. Na úvod sú charakterizované kryštalické látky. V ďalšej časti sú stručne uvedené základné typy väzieb a ich charakteristiky. Hlavným predmetom tejto kapitoly je výklad základných pojmov ako operácie symetrií, translačná periodicita, mriežka, elementárna bunka. Uvedené sú priestorové mriežky a kryštálové sústavy. Na záver tejto kapitoly je pozornosť venovaná popisu jednotlivých typov porúch kryštálových štruktúr. V druhej kapitole je prezentovaný Bohrov model atómu vodíka. Uvedené sú jednotlivé kvantové čísla a ich význam. V ďalšom sú popísané energetické hladiny a povolené prechody v rámci atómu s viacerými elektrónmi. Druhú kapitolu uzatvára charakterizácia základných absorpčných a emisných procesov. Tretia kapitola je venovaná produkcii RTG žiarenia a jeho vlastnostiam. Sú uvedené zdroje RTG žiarenia a popis ich činnosti. Interakcia RTG žiarenia s hmotou, absorpcia a detekcia RTG žiarenia sú predmetom poslednej časti tejto kapitoly.

Stiahnite si e-knihu zadarmo (pdf)

E-kniha

Vladimír Komanický

Cieľom tohto učebného textu je oboznámiť študentov v odbore fyzika a chémia na druhom a treťom stupni vysokoškolského štúdia s technikami využívanými na prípravu mikro-elektromechanických zariadení, nanoobjektov a nanoštruktúr pomocou tzv. top down metodík . Prerekvizity na absolvovanie daného predmetu nie sú. V úvode učebného textu sú definované sily, ktoré vplývajú na nanoobjekty a interakcie medzi nimi. Čitateľ má možnosť detailne pochopiť prečo je správanie a fyzikálno-chemické vlastnosti nanomateriálov a nanoštruktúr tak veľmi odlišné od ich makroskopických ekvivalentov. Text obsahuje aj prehľad technológií príprav tenkých vrstiev ako prekurzorov na prípravu nanoštruktúr. Hlavný dôraz v časti I je kladený na konvenčné litografické technológie prípravy a tvarovania nanoštruktúr, metódy charakterizácie tenkých vrstiev, nanosúčiastok a nanomateriálov. V pripravovanej časti II budú rozobrané aj nekonvenčné litografické metódy. V neposlednom rade sa študent oboznámi aj s aplikáciami nanoštruktúr vo výskume zameranom na nanofyziku, nanokatalýzu a nanoelektroniku. Skriptá sú učebným textom k predmetu ÚFV/MPN/14 - Metódy prípravy a charakterizácie nanoštruktúr. Súčasťou predmetu je aj cvičenie, na ktorom sa študent prakticky oboznámi s prístrojmi využívanými v praxi na prípravu a charakterizáciu tenkých vrstiev a tzv. top-down technológiami používanými na prípravu nanoštruktúr.

Stiahnite si e-knihu zadarmo (pdf)