Počítačová fyzika II

Michal Jaščur -Michal Hnatič

V uvedenej učebnici sú  opísané procesy patriace do oblasti nerovnovážnej fyziky, ktoré tvoria základ pre štúdium a analýzu zložitých a komplexných  javov štatistickej mechaniky. Je odvodená Boltzmannova rovnica pre rozdeľovaniu funkciu a na jej základe skonštruované  hydrodynamické rovnice. Osobitne sú opísané stochastické procesy a odvodená Fokkerova-Planckova  rovnica pre hustotu pravdepodobnosti. Učebnica je určená pre študentov druhého ročníka magisterského štúdia na PF UPJŠ v Košiciach.

Autori

Andrej Mock

Burda - Kováčov, Slovensko, 4.-7.10.2017

Abstrakty prednášok českých a slovenských zoológov, ekológov a fyziológov, ktorí ako modelové skupiny študujú pôdne článkonožce v taxónoch Myriapoda a Oniscidea, prezentovaných na 10. seminári v Kováčove pri Chľabe na Slovensku.

Stiahnite si e-knihu zadarmo (pdf)

E-kniha

Juraj Ševc - Anna Alexovič Matiašová

U študentov jednoodborového a medziodborového štúdia biológie na fakultách s prírodovedným zameraním veľakrát vzniká pri štúdiu predmetu Anatómia človeka problém s definovaním rozsahu učiva. Predložený študijný materiál si kladie za cieľ zorientovať študentov nelekárskych vedných odborov v rozsiahlej anatomickej terminológii a ohraničiť množstvo požadovaných anatomických pojmov na optimum, aby študentom ostala popri osvojení si latinského názvoslovia dostatočná kapacita aj na zapamätanie ďalších poznatkov z oblasti systémovej, porovnávacej, vývinovej a funkčnej anatómie. Dôraz na usporiadanie jednotlivých anatomických termínov do logických celkov zároveň podporuje hierarchický pohľad na architektúru ľudského tela. Napriek zdanlivej samoúčelnosti sa tak anatomická terminológia stáva kostrou, na ktorú študent v priebehu ďalšieho štúdia nabaľuje vedomosti z viac alebo menej príbuzných vedných odborov študujúcich ľudské telo  a procesy, ktoré v ňom prebiehajú. Zároveň popri tejto ambícii presahujúcej rámec vedného odboru anatómie, nadväzujú Anatomické termíny na dlhú tradíciu anatomických repetitórií s rešpektovaním platného latinského a slovenského anatomického názvoslovia.

Skriptum predstavuje praktický doplnok ku vysokoškolským učebniciam Anatómie alebo Neuroanatómie a najmä k anatomickému atlasu, rozhodne však nemá ambíciu ich nahradiť. Nájdete tu pohromade všetky potrebné termíny, ktoré môžete mať vždy poruke vo svojom telefóne, čítačke alebo notebooku. Dôraz na usporiadanie jednotlivých anatomických termínov do logických celkov podporuje hierarchický pohľad na architektúru ľudského tela a zaradenie krátkeho úvodu ku každej sústave Vás má podnietiť k vyhľadaniu ďalších, podrobnejších informácii o stavbe a funkcii danej orgánovej sú-stavy.

Stiahnite si e-knihu zadarmo (pdf)

E-kniha

Božena Mihalíková - Ondrej Hutník - Jozef Kiseľák 

Vysokoškolský učebný text je venovaný matematickej analýze nekonečných číselných a funkcionálnych radov. Je určený poslucháčom študijných odborov matematiky, fyziky a informatiky, ako aj medziodborového štúdia kombinácie s matematikou. Obsahuje teoretické východiská pre vyšetrovanie konvergencie nekonečných číselných a funkcionálnych radov, rozvojov funkcií do mocninových a Taylorových radov, ako aj použitie týchto výsledkov v rozličných úlohách matematiky, fyziky a informatiky. Na pozadí historických súvislostí objasňuje pohnútky a potrebu zavedenia niektorých kľúčových pojmov a ich ďalší rozvoj.  Jednotlivé pojmy a tvrdenia sú demonštrované na veľkom množstve riešených príkladov, ale aj početných úloh na samostatné precvičenie. Niektoré výsledky sú doplnené o dynamické animácie spustiteľné v elektronickej verzii učebného textu.

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

Andrej Mock

Stavba živočíšneho tela je mimoriadne pestrá, každý druh ma svoje osobité morfologické znaky, ktoré si nesie ako svedectvo dlhodobého vývoja a príslušnosti k vývojovej línii. Zároveň je telo dlhodobo testované prírodnými podmienkami a výsledkom sú jedinečné adaptácie na prostredie a spôsob života. Napriek tejto obdivuhodnej pestrosti – ktorá zahŕňa recentné i fosílne živočíchy a ktorú ešte zďaleka nemáme zmapovanú – prináša vzájomné porovnávanie častí tela poznatky, ktoré môžeme zovšeobecniť, hlavné stavebné princípy a akési „mantinely“, v rámci ktorých sa pestrosť fenotypov realizuje.

Porovnávacia morfológia dnes využíva najnovší metodický materiál a poznatky z iných vedných odborov, od genetiky, molekulovej biológie a experimentálnej embryológie, cez progresívne zobrazovacie metódy (napr. elektrónovú mikroskopiu, počítačovú mikrotomografiu) a možnosti následného softvérového spracovania obrazového materiálu (meranie, farbenie a pod.) až po pohľad fyziky, chémie, statiky a geometrie na štruktúry (až po nanoštruktúry) živého tela. Detailné poznanie historických a súčasných podmienok na Zemi je dôležitým interpretačným kontextom pri štúdiu morfológie živočíchov. Poznatky nahromadené po stáročiach bádania sú dnes prekvapivo rýchlo dopĺňané o nové a často sú následne tradičné poznatky nanovo reinterpretované. Napokon, a to je nemenej dôležité, sa pri štúdiu morfológie živočíchov (a človeka) dozvedáme prekvapivé poznatky aj o nás samých.

Autor predloženého učebného textu mal ambíciu v zjednodušenej podobe uviesť čitateľa, predovšetkým študenta biologických odborov, do dynamickej a fascinujúcej vednej disciplíny, akou súčasná porovnávacia morfológia je.

Stiahnite si e-knihu zadarmo (pdf)

Igor Hudec - Ľubomír Kováč 

Kurz poskytuje študentom informácie o základných parametroch, vzťahoch a procesoch v ekologických vedách. Stručný obsah predmetu: ekologické faktory a vzťahy k prostrediu (vzduch, voda, pôda); vplyv ekologických faktorov (morfologické adaptácie, behaviorálne reakcie); populácie a spoločenstvá (vonkajšie a vnútorné znaky, populačná dynamika); ekosystémy (vplyv prostredia) a biómy (hrubá charakteristika a vplyv človeka); cykly (hydrologický, plynný, sedimentačný) základných prvkov na Zemi.

Autori

E-kniha

Janka Vrláková - Stanislav Vokál

Atómová a jadrová fyzika sú pomerne mladé vedecké disciplíny tvoriace záverečnú časť všeobecného kurzu fyziky na PF UPJŠ. Ich cieľom je výklad podstaty základných fyzikálnych vlastností atómov, atómového jadra a elementárnych častíc.
To je aj obsahom prednášok a cvičení „Všeobecná fyzika IV“ v 2. ročníku bakalárskeho stupňa štúdia fyziky na Prírodovedeckej fakulte (PF) Univerzity P.J. Šafárika (UPJŠ) v Košiciach. Na ne nadväzujú voliteľné prednášky „Jadrové žiarenie v životnom prostredí“, „Úvod do fyziky mikrosveta“ v 3. ročníku bakalárskeho stupňa jednoodborového štúdia fyziky, príp. učiteľského štúdia fyziky v kombinácii s iným predmetom a „Subjadrová fyzika“ v 1. ročníku magisterského stupňa učiteľského štúdia fyziky v kombinácii s iným predmetom. V spomenutých prednáškach sú predstavené najnovšie experimentálne poznatky o štruktúre a chovaní mikrosveta pomocou fyzikálnych teórií a ich nasledujúcej experimentálnej previerke v experimente.
Hlbšie pochopenie tohto rozsiahleho materiálu by mal umožniť aj tento vysokoškolský učebný text „Základné fyzikálne praktikum III“, ktorého prvá časť je pred Vami. Tieto skriptá obsahujú základné úlohy z praktika jadrovej fyziky realizované na Katedre jadrovej a subjadrovej fyziky (KJSF) PF UPJŠ v posledných rokoch v zimnom semestri na bakalárskom stupni štúdia fyziky, či už jednoodborovom, alebo v kombinácii s iným predmetom. Predložené učebné texty predstavujú prepracovanie a doplnenie starších skrípt (M. Karabová a kolektív, Základné fyzikálne praktikum, PF UPJŠ, 1984) používaných na KJSF doteraz.

Stiahnite si e-knihu zadarmo (pdf)

E-kniha

Miroslava Martinková

Tieto elektronické skriptá poskytujú základné princípy tvorby systémového názvoslovia organických zlúčenín, od najjednoduchších uhľovodíkov, až po komplikovanejšie názvoslovie sacharidov. Pri niektorých skupinách derivátov uhľovodíkov sú zmienené aj alternatívne možnosti generovania systémových názvov, ako aj najbežnejšie triviálne názvy, ktoré sa v literatúre a praxi stále používajú, v niektorých prípadoch sú charakteristické (dominantné). V úvodnej časti sú diskutované základné pravidlá, ktoré treba rešpektovať pri písaní názvov organických zlúčenín. Tento materiál je určený predovšetkým pre študentov medziodborového štúdia bakalárskeho a magisterského stupňa ako podporný materiál k predmetom Organická chémia a Vybrané kapitoly z organickej chémie a biochémie. Rovnako tak ich môžu využiť aj študenti jednoodborového štúdia chémie na bakalárskom stupni a študenti magisterského študijného programu organická chémia. Niektoré kapitoly by mohli byť vhodné aj pre pedagógov klasických a osemročných gymnázií. V záverečnej časti tohto dokumentu sú uvedené riešené príklady ako pomôcka, aby si študent mohol overiť, ako si osvojil pravidlá pre tvorbu názvov jednotlivých skupín organických zlúčenín.

Stiahnite si e-knihu zadarmo (pdf)

Ondrej Krídlo • Gabriel Semanišin

Pre informatikov je neustálou výzvou hl’adat’ efektívne algoritmy, prípadne rôzne technické a implementačné možnosti vylepšenia výpočtovej zložitosti v súčasnosti známych algoritmov. Čiastočné riešenia ponúkajú napr. gridové prístupy a paralelizácia výpočtu. Vel’kým, ale zatial’ nenaplneným prísl’ubom, sú kvantové počítače. Z teoretického hl’adiska vel’mi dobré riešenia ponúkajú pravdepodobnostné a aproximačné prístupy. A práve nimi sa chceme podrobnejšie zaoberat’.

Tieto elektronické vysokoškolské učebné texty sú doplnkovým učebným textom k predmetu Aproximačné a pravdepodobnostné algoritmy. Učebné texty vznikli z podkladov autorov a prof. RNDr. Viliama Gefferta, DrSc., ktorému autori d’akujú za poskytnutie rukopisu. Rovnako pod’akovanie patrí aj RNDr. Jánovi Katreničovi, PhD., ktorý zostavil prvú sériu úloh na cvičenia k danému predmetu, a Žanete Semanišinovej, ktorá prečítala vel’kú čast’ textu a prispela svojimi návrhmi k jeho vylepšeniu.

Stiahnite si e-knihu zadarmo (pdf)

E-kniha

Milan Žukovič

Učebný text Počítačová fyzika I obsahovo pokrýva problematiku prednášanú v rovnomennom kurze na bakalárskom stupni študijného programu Fyzika a v kurze Aplikácia numerických metód na bakalárskom stupni študijného programu Aplikovaná informatika. Text nadväzuje na základný kurz numerických metód so zameraním na výklad základných princípov počítačového riešenia niektorých typických fyzikálnych úloh. Zahŕňa jednak oblasť deterministických metód riešenia problémov modelovaných obyčajnými a parciálnymi diferenciálnymi rovnicami ako aj oblasť stochastických Monte Carlo simulácií. Kurz Počítačová fyzika I vytvára základ pre ďalšie štúdium pokročilejších počítačových metód prednášaných na magisterskom stupni v rámci predmetu Počítačová fyzika II. V súčasnosti je používanie počítača ako nástroja riešenia reálnych fyzikálnych úloh, a v prípade študentov ako nástroja vypracovania ich záverečných bakalárskych či diplomových prác, takmer nevyhnutnosťou. To viedlo k vzniku množstva užívateľsky orientovaných softvérových balíkov v rôznych prostrediach pre riešenie širokej škály problémov. Avšak, bez dôsledného pochopenia fungovania jednotlivých počítačových techník sú tieto programy čiernymi skrinkami s množstvom úskalí a rizík pri ich používaní. Preto tento text kladie dôraz na pochopenie silných aj slabých stránok jednotlivých metód a predpokladov ich úspešného použitia.

Stiahnite si e-knihu zadarmo (pdf)

Vladimír Sedlák

V predkladaných vysokoškolských skriptách sú prezentované aj tzv. satelitné podporujúce (rozširujúce, zosilňujúce, resp. spresňujúce) navigačné systémy SBAS (z angl. Satellite Based Augmentation Systems, slov. Systémy rozširujúce (zosilňujúce, resp. spresňujúce) základné satelitné systémy, resp. Rozširujúce navigačné satelitné systémy, ktoré sú podpornými satelitnými systémami pre GNSS.

Z GNSS v súčasnosti už dlhodobo funkčný americký navigačný satelitný systém GPS a ruský navigačný satelitný systém GLONASS a aj od decembra 2016 čiastočne funkčný európsky navigačný satelitný systém Galileo majú a budú mať široké uplatnenie v prospech cielenej činnosti človeka dnes už v takmer všetkých oblastiach jeho pracovnej i mimopracovnej aktivity.

Vysokoškolské skriptá Globálne navigačné satelitné systémy vzhľadom na súčasný progresívny vývoj v technologických a prístrojových princípoch a prvkoch takýchto navigačných satelitných systémov prezentujú stav v týchto satelitných technológiách od historického momentu ich vzniku a vývoja po súčasnosť. Rýchly vývoj najmä v prístrojovej báze navigačných satelitných systémov si s odstupom času budú vyžadovať doplnenie o ich aktuálny stav, s čím sa perspektívne uvažuje v prípadných budúcich edíciách týchto prezentovaných vysokoškolských skrípt.

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

Karel Saksl

Cieľom týchto učebných textov je poskytnúť študentom druhého a tretieho stupňa vysokoškolského štúdia konkrétny návod na spracovanie 2D difrakčných dát, na realizáciu fázovej analýzy z röntgenovo difrakčných dát a pri spresňovaní mikroštruktúrnych parametrov identifikovaných fáz metódou Rietveldovho spresnenia.

Tento návod je koncipovaný formou zadania reálnych úloh z praxe materiálového výskumu a vedie čitateľa krok po kroku procesom spracovania, vyhodnotenia, až po interpretáciu nameraných dát. Na tento účel budú použité voľne prístupné programy ako Fit2D, QualX, POV-Ray a GSAS II, ako aj voľne stiahnuteľný komerčný program (Diamond), ktorý umožňuje realizovať úlohu v rámci demonštračného módu. Fázovú analýzu budeme vykonávať výhradne s využitím voľne šíriteľnej kryštalografickej databázy Crystallography Open Database COD.

Stiahnite si e-knihu zadarmo (pdf)

E-kniha

Ondrej Hutník

Pojem integrálu je jedným z najvýznamnejších pojmov v matematike vôbec. V naj- primitívnejšej podobe ho používali už starí Gréci pri tvorbe euklidovskej geometrie. No až po Descartovom diele o analytickej geometrii z roku 1637 mohli matematici začať považovať integrál za predmet analýzy. Descartova práca pripravila podmienky pre objav infinitezimálneho počtu Leibnizom a Newtonom okolo roku 1665. V tom čase vznikol veľký spor o prvenstvo tohto objavu, čo rozdelilo učencov Nemecka a Anglicka do dvoch bojujúcich táborov, z ktorých každý fandil svojmu favoritovi. Dnes vieme, že Newtonova práca o fluxiách a fluentoch bola o niečo skoršia, ale Leibnizovo označenie a prístup sa v matematickom svete ujali viac a symboly R a d sa používajú dodnes. Stručný prierez históriou integrálu bude uvedený v Kapitole 1.

Dnes existuje celá hromada skrípt, učebníc, či kníh venovaných výkladu pojmu integrál. Preto pred prvú otázku, či napísať ďalší text o tejto problematike, je postavený každý potenciálny autor. Nás ku kladnej odpovedi na túto otázku doviedla požiadavka študentov nájsť v určitej ucelenej podobe prednášanú problematiku časti zimného semestra druhého ročníka. Druhou motiváciou je trochu odlišný prístup k problematike. Ak si totiž uvedomíme, ktoré metódy sa zvyčajne používajú pri riešení úloh a zís- kavaní rutiny z určitého integrálu, ide hlavne o Newtonovu-Leibnizovu formulu a častokrát na výpočet určitého (Riemannovho) integrálu pomocou definície nezostáva veľa času. Preto sme zaradili pojednanie o Newtonovom integráli v Kapitole 2, ktorý reflektuje túto skutočnosť a má priamy súvis s neurčitým integrálom, ktorého rôznym metódam výpočtu sa venuje relatívne veľa pozornosti v predchádzajúcom semestri. Až za tým v Kapitole 3 vybudujeme teóriu Riemannovho integrálu, uvedieme kritériá jeho existencie, triedy integrovateľných funkcií, základné vlastnosti a nakoniec vzťah s Newtonovým integrálom. Otázky prevažne geometrických aplikácií riešime v Kapitole 4 a v poslednej kapitole sa venujeme rozšíreniu Riemannovho integrálu pre neohraničené funkcie a neohraničené intervaly.

Stiahnite si e-knihu zadarmo (pdf)

E-kniha

Ivana Sotáková-Martin Vavra-Mária Ganajová

Predložený učebný text je určený pre študentov magisterského štúdia učiteľstva chémie (v kombinácii) na Prírodovedeckej fakulte Univerzity Pavla Jozefa Šafárika v Košiciach ako zdroj modelových školských pokusov zo všeobecnej a anorganickej chémie. Bude využívaný pri výučbe povinného predmetu Špeciálne praktikum školských pokusov I. Obsah tvoria návody na pokusy k vybraným témam zo všeobecnej a anorganickej chémie doplnené o didaktické a technické aspekty realizácie týchto pokusov. Ku každému pokusu je uvedený princíp práce, potrebné pomôcky a chemikálie, postup práce, doplnený schémou na zostavenie aparatúry. Na záver každého pokusu je uvedené pozorovanie a vysvetlenie, ktoré je potrebné pre správnu interpretáciu výsledkov prevedeného chemického pokusu. Vzhľadom na napĺňanie požiadaviek digitálnej transformácie vzdelávania sú zaradené aj vybrané počítačom podporované experimenty a premietané pokusy s využitím vizualizéra. Ďalšia samostatná časť je venovaná práci s monitorovacím kufríkom umožňujúcim uskutočniť jednoduché pokusy s environmentálnou tematikou priamo v teréne. Záverečnú časť tvoria zaujímavé pokusy, ktoré dopĺňajú témy anorganickej chémie a môžu slúžiť aj na motiváciu žiakov. Návody na pokusy sa obsahovo zhodujú s požiadavkami štátnych vzdelávacích programov z chémie pre základné školy a gymnáziá a môžu poslúžiť aj ako pomôcka pre učiteľov pri výbere vhodných demonštračných pokusov, alebo pokusov pre laboratórne práce žiakov. Videá vybraných pokusov sú sprístupnené v rámci interaktívnej periodickej tabuľky prvkov, ktorá sa nachádza na Ústave chemických vied PF UPJŠ v Košiciach.

Stiahnite si e-knihu zadarmo (pdf)