NOVEL TRENDS IN CHEMISTRY, RESEARCH AND EDUCATION at the Faculty of Science of Pavol Jozef Šafárik University in Košice 2023

E-kniha

Veronika Niščáková - Ivana Šišoláková (eds.)

Zborník abstraktov z 5. ročníka medzinárodnej konferencie Nanomaterials: Fundamentals and Applications (NF A) 2021 je súhrnom príspevkov účastníkov konferencie. Na konferencii odznejú štyri pozvané prednášky a desať prihlásených prednášok.

Táto konferencia je nástrojom pre vytvorenie dialógu medzi odborm'lani v oblasti nanomateriálov, ich použitia a celkovej aplikácie v rôznych oblastiach. Príspevky v zborníku sú tematicky rozdelený do 6 oblastí. Všetky príspevky sú vysoko odborné a zaujímavé a môžu prispieť ďalšej tvorivej vedeckej práci.

Stiahnite si e-knihu zadarmo (pdf)

E-kniha

Adriana Zeleňáková

Jednou zo základných charakteristík magnetického stavu feromagnetických materiálov je existencia doménovej štruktúry. Vysokoškolský učebný text „MAGNETICKÉ DOMÉNY: ŠPECIÁLNE FYZIKÁLNE PRAKTIKUM 1“ je určený predovšetkým poslucháčom magisterského stupňa študijného programu Fyzika kondenzovaných látok FKLm ako aj na doktorandskom programe Progresívne materiály PMd v rámci profilového predmetu Špeciálne praktikum 1 na Ústave fyzikálnych vied PF UPJŠ v Košiciach.  Učebný text je rozdelený do siedmych kapitol. Prvá kapitola sa venuje základným poznatkom teórie domén, vrátane histórie pozorovania domén a špecifikácie jednotlivých druhov energií vo feromagnetiku. V druhej kapitole je prezentovaná súvislosť medzi doménovou štruktúrou a magnetizačnými procesmi vo feromagnetiku. Tretia kapitola popisuje rozličné druhy interakcií doménovej steny s defektom. Vo štvrtej kapitole sú ilustrované príklady doménovej štruktúry vo vybraných feromagnetikách ako sú zrnovo orientované a zrnovo neorientované elektrické ocele, amorfné a nanokryštalické pásky. Piata kapitola sumarizuje prehľad jednotlivých experimentálnych metód, ktoré sa používajú na zviditeľnenie doménovej štruktúry a ich výhody alebo nevýhody vzhľadom na štruktúru feromagnetík. Posledné dve kapitoly, šiesta  a siedma sú venované konkrétnym experimentálnym úlohám pre pozorovanie doménovej štruktúry vybranej polykryštalickej vzorky pomocou optického mikroskopu Bitterovou práškovou metódou a metódou MFM (metóda mikroskopu magnetických síl). Pri písaní tohto vysokoškolského textu boli jeho jednotlivé časti  vypracované s využitím cudzojazyčnej odbornej literatúry, ktorá je uvedená v zozname odporúčanej literatúry.

Stiahnite si e-knihu zadarmo (pdf)

E-kniha

Gregor Bánó

Fotonika je aplikačne zameraný odbor na rozhraní optiky, opto-elektroniky a kvantovej optiky. Zahŕňa klasickú optiku rozšírenú o popis fyzikálnych javov a optických zariadení založených na kvantovom (fotónovom) charaktere svetla a jeho interakcie s prostredím. 
Hlavným cieľom predmetu Fotonika je podať ucelený pohľad na základné optické a fotonické javy, ktoré sa uplatňujú pri experimentálnom vedeckom bádaní s využitím rôznych zdrojov svetelného žiarenia (napr. v oblasti biofotoniky). Prvá časť série prednášok je venovaná popisu svetla na rôznych úrovniach, pričom logické poradie podkapitol odpovedá štruktúre vysokoškolskej učebnice: B. E. A. Saleh, M. C. Teich, Fundamentals of Photonics. Ďalšie kapitoly obsahujú popis fungovania laserov, prehľad vybraných optických zariadení a možnosti ich využitia pri stavbe optických aparatúr.
Hlavný sled učebnej látky je doplnený o praktické poznámky, ktoré obsahujú informácie pre reálne využitie teoretických vedomostí pri každodennej práci v laboratóriu. Pochopenie predloženej látky vyžaduje určitú základnú úroveň znalosti matematiky, fyziky elektromagnetizmu a optiky a preto predmet Fotonika odporúčame prednostne študentom po absolvovaní bakalárskeho štúdia v odbore Fyzika.

Stiahnite si e-knihu zadarmo (pdf)

E-kniha

Milan Žukovič

Tento učebný text je určený pre študentov magisterského štúdia a nadväzuje na kurz Počítačová fyzika I študovaného na bakalárskom stupni. Obsah učebného textu Počítačová fyzika II sa zameriava na stochastické metódy riešenia fyzikálnych problémov, hlavne na Monte Carlo (MC) simulácie mnoho-časticových systémov.

Zameranie sa na tento výpočtovo intenzívny prístup je motivovaný postupným zvyšovaním výpočtových kapacít bežných počítačov ako aj zavádzaním vysoko-výkonných výpočtových klastrov (tzv. high-performance computing). To viedlo k výraznému progresu vo vývoji nových simulačných techník, vďaka čomu MC simulácie našli uplatnenie v rôznych oblastiach výskumu a aplikačnej praxe. Vzhľadom na výskumné zameranie pracoviska sa tento text zvlášť venuje prezentácií základných aj pokročilejších MC simulačných techník aplikovaných na jednoduchý Isingov spinový model za účelom skúmania jeho magnetických, termodynamických a kritických vlastnosti.

Ďalšia časť je venovaná MC simuláciám náhodných procesov. Zameriava sa na najjednoduchší ale aj najzakladanejší proces náhodnej prechádzky a demonštruje aj jeho aplikácie vo finančnej analýze a na riešenie kvantového systému opísaného časovo-závislou Schrödingerovou rovnicou. Posledná časť je venovaná základom molekulovej dynamiky, aplikovanej na simulovanie klasického pohybu atómov v danom silovom poli. Zvládnutím problematiky tohto kurzu získajú študenti možný nástroj na vypracovanie svojich diplomových prác, poprípade metodiku užitočnú pre ich ďalšiu vedecko-výskumnú prax v oblasti skúmania komplexných systémov.

Odprednášaná problematika je následne precvičovaná formou vypracovania projektov implementovaných vo voľne šíriteľnom softvéri Octave, ktorý je nenáročný na programovacie schopnosti užívateľa a s ktorým sa študenti majú možnosť oboznámiť v predchádzajúcom štúdiu.

Stiahnite si e-knihu zadarmo (pdf)

E-kniha

Jozef Strečka

Za posledných pätnásť rokov sa kurz „Presne riešiteľné modely v štatistickej fyzike“ stal neoddeliteľnou súčasťou študijného programu „Teoretická fyzika“ na Prírodovedeckej fakulte Univerzity Pavla Jozefa Šafárika v Košiciach. Spočiatku bol kurz založený na prvej edícii tejto učebnice určený len pre bakalárskych študentov, avšak neskôr som na žiadosť niekoľkých ambicióznych študentov, ktorí si želali pokračovať v štúdiu tejto vzrušujúcej oblasti výskumu, pripravil nadväzujúci kurz vyučovaný na postgraduálnej úrovni.

Už je to viac ako desať rokov, čo naši študenti zapísaní v študijnom programe „Teoretická fyzika“ absolvujú predmet „Úvod do presne riešiteľných modelov v štatistickej fyzike“ na magisterskej úrovni a „Presne riešiteľné modely v štatistickej fyzike“ na postgraduálnej úrovni. Samozrejme, bolo potrebné nejako upraviť témy pre kurzy určené pre bakalárskych a postgraduálnych študentov.

Konkrétne, niekoľko náročnejších tém týkajúcich sa presných riešení 2D Isingovho modelu (kapitola 3) bolo presunutých do pokročilejšieho kurzu určeného pre postgraduálnych študentov, zatiaľ čo úvodný kurz určený pre bakalárskych študentov bol naopak doplnený o niekoľko nových tém, ktoré si vyžadovali druhé vydanie tejto učebnice.

Druhé vydanie tejto učebnice teda obsahuje úplne novú kapitolu 4 venovanú presnému riešeniu Isingovho modelu na Betheho mriežke pomocou metódy presných rekurentných vzťahov, zatiaľ čo kapitola 5 bola doplnená o presné výsledky pre základný stav niekoľkých frustrovaných Heisenbergových spinových modelov pomocou variačnej metódy. Dúfam, že ďalšie vydanie tejto učebnice vyjde čoskoro a zahrnie aj všetky témy špecificky vyučované v rámci postgraduálneho kurzu.

Stiahnite si e-knihu zadarmo  (pdf)

E-kniha

Alena Gessert a kol.

Jaskyne patrili od minulosti k veľmi špecifickým miestam. V niektorých kultúrach boli miestami obetnými, pietnymi, v iných zase tými, kde sa človek dostal na „opačný breh života“. Obyvatelia ich využívali na úkryt, miesto na zanechanie odkazov, či prečkanie zlého počasia, v niektorých aj žili. Vo vojnách sa v našich končinách ukrývali pred nepriateľom aj celé rodiny či dediny, alebo v nich schovávali zbrane.

V súčasnosti vo väčšine krajín sú cieľom turistov, ktorí chcú zažiť niečo nové a nepoznané, tmu, vysokú vlhkosť vzduchu aj vidieť fascinujúcu krásu podzemnej výzdoby. No sú aj cieľom jaskyniarov, ktorí túžia jaskyne objavovať, dostať sa do sveta, kde pred nimi ľudská noha nevstúpila, nájsť dôkazy o predchádzajúcom osídlení, alebo robiť výskum, ktorý nás v poznaní posúva stále ďalej a ďalej.

V publikácii, ktorú držíte v ruke prinášame viac aj menej tradičné témy o vzniku krasu a jaskýň, vybraných ekologických aspektoch, mapách a ich tvorbe, významných svetových jaskyniach aj o živote človeka v takýchto územiach. Prinášame Vám zároveň prehľad významných krasových lokalít, ktoré stoja určite za to, aby ste sa o nich dozvedeli niečo viac alebo ich osobne navštívili. Táto publikácia je určená pre čitateľov z radov žiakov, študentov, učiteľov aj širokej verejnosti a veríme, že Vás vtiahne do tohto záhadného sveta.

Stiahnite si e-knihu zadarmo (pdf)

E-kniha

Mária Ganajová

Súčasná výučba chémie má svoje špecifické problémy. Na jednej strane sa v dôsledku posunutia ťažiska učiva chémie v prospech učiva teoretického, zvýšila náročnosť učiva chémie a v súvislosti s tým, sa znížil záujem žiakov o chémiu. Nezáujem žiakov o chémiu je najviac podporovaný názorom, že je to práve chémia, ktorá výrazne prispieva k zhoršovaniu kvality životného prostredia.

Na druhej strane žijeme v dobe, keď sa s produktami chémie stretávame prakticky všade. Nutné je spoznať základy chémie čo najlepšie, preto je otázka zvýšenia záujmu o výučbu chémie a zvýšenia jej účinnosti veľmi aktuálna.
Do slovenských škôl vstúpili štátne vzdelávacie programy ako základ pre tvorbu školských vzdelávacích programov. Tu je kladený dôraz nielen na získavanie určitej sumy znalostí, ale na vytváranie a rozvíjanie kľúčových a špecifických kompetencií žiakov, na ich prípravu pre celoživotné vzdelávanie a uplatnenie sa v živote. Preto je stále väčšia pozornosť venovaná jednému zo základných didaktických prostriedkov pre zvýšenie aktivity žiakov vo výučbe, a tým aj zvýšenie efektívnosti výučby chémie – učebným úlohám.
Z teórie aj z praxe výučby chémie vieme, že učebné úlohy, otázky, príklady, cvičenia atď., sú jednými z dôležitých súčastí každej vyučovacej hodiny. Učebné úlohy sa uplatňujú vo všetkých fázach výučby – vo fáze motivačnej, vo fáze osvojovania učiva, vo fáze upevňovania učiva a vo fáze kontroly osvojeného učiva. Je teda zrejmé, že každý učiteľ sa ocitne skôr či neskôr v situácii, keď bude musieť učebné úlohy vyberať z učebníc, pracovných zošitov, zbierok a príkladov, alebo ich tvoriť sám.
Vedecká monografia je určená pedagogickým odborníkom i učiteľom chémie, ktorá ich má zoznámiť s ukážkami rôznych typov a foriem učebných úloh a so základmi ich tvorby v chémii a môže byť pre nich nápomocná pri tvorbe atestačných prác zameraných na tvorbu testov a ich štatistické vyhodnotenie.

Stiahnite si e-knihu zadarmo (pdf)

E-kniha

Peter Fedoročko (eds.)

V rámci 8. ročníka celouniverzitného podujatia Jarná škola doktorandov UPJŠ, ktoré sa bude konať v termíne od 14. – 17. júna 2022 v Liptovskom Jáne, odznie v rámci odborného programu šesť plenárnych prednášok významných vedeckých odborníkov z Univerzity Pavla Jozefa Šafárika v Košiciach a zo zahraničia a uskutoční sa jeden workshop .V  sekcii spoločenskovedných a humanitných vied (FVS/PrávF/FF) odprezentuje svoje príspevky 22 doktorandov z Fakulty verejnej správy, Právnickej a Filozofickej fakulty a v sekcii lekárskych a prírodných vied (LF/PF) 26 doktorandov z Lekárskej a Prírodovedeckej fakulty. Súčasťou odborného programu podujatia bude panelová diskusia s vedením Univerzity Pavla Jozefa Šafárika v Košiciach.

Stiahnite si e-knihu zadarmo (pdf)

E-kniha

Karel Saksl

Riešenie kryštálových štruktúr je kráľovskou disciplínou röntgenografie. Jej primárnou úlohou je (s výnimkou defektov) popísať atómovú štruktúru motívu, ktorý svojím opakovaním vypĺňa objem celého kryštálu, resp. kryštalickej fázy. Táto úloha je dnes viac menej rutinná pre röntgenovú difrakciu z monokryštálov, ktorá dokáže lokalizovať stovky až tisíce ne-vodíkových atómov v základných bunkách s veľkými rozmermi1. V reálnej praxi však často namiesto monokryštálov máme k dispozícii materiál iba vo forme prášku. Z jeho röntgenovo difrakčných dát je riešenie atómovej štruktúry netriviálne, predovšetkým z toho dôvodu, že trojrozmerný difrakčný priestor monokryštálu sa meraním veľkého množstva náhodne orientovaných monokryštálikov (kryštalitov) redukuje na jednorozmerný. Samotné riešenie si následkom toho vyžaduje okrem správnej metodiky merania výber vhodných nástrojov, postupov a stratégií, ktoré procesom optimalizácie povedú k vyriešeniu a spresneniu danej kryštalickej fázy. Súčasný limit tejto metódy je ~ 100 nevodíkových atómov v asymetrickej časti základnej bunky, čo však pre väčšinu anorganických materiálov postačuje.

Cieľom týchto učebných textov je poskytnúť študentom druhého a tretieho stupňa vysokoškolského štúdia konkrétny návod na riešenie kryštálových štruktúr z práškových röntgenovo difrakčných dát. Tieto skriptá nadväzujú na moju prvú monografiu a vyžadujú praktickú znalosť jej obsahu. Podobne ako v predošlej mojej monografii ponúkam bez hlbokého teoretického úvodu vyriešené príklady, na ktorých v prostredí voľne dostupného programu GSAS II [3] demonštrujem postupy a stratégie vedúce k správnemu vyriešeniu kryštalických fáz. Príklady sú zoradené od jednoduchších k zložitejším, pričom veľa užitočných informácii čitateľ nájde aj v odkazoch na literatúru ako aj komentároch pod čiarou. Súčasťou týchto skrípt sú dáta určené, pre vaše individuálne precvičenie popísaných postupov.

Karel Saksl

Stiahnite si e-knihu zadarmo (pdf)

E-kniha

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

Rastislav Varga

Posun doménových stien vo feromagnetických materiáloch sa využíva v rôznych magnetických zariadeniach na uchovávanie, spracovanie alebo prenos signálov a informácií. Ide hlavne o jadrá transformátorov, rôzne senzory, pamäťové zariadenia (napr. HDD v PC) ako aj moderné spintronické zariadenia ako sú Racetrack pamäte, elektronika na báze pohybu doménových stien a pod.

Táto kniha má slúži ako učebnica pre pokročilejšie kurzy v oblasti magnetických materiálov. Je určená hlavne študentom, ktorí javia záujem o štúdium magnetických materiálov, ako aj odborníkom z rôznych oblastí, ktorí by chceli pochopiť základy doménovej štruktúry a jej zmeny.

Je členená do deviatich kapitol. V prvej kapitole sa zaoberá stručnou históriou štúdia doménovej štruktúry v magnetických materiáloch. Druhá kapitola poskytuje úvod do príčin a prejavov magnetických anizotropií. Tretia a štvrtá kapitola sú venované príčinám vzniku doménovej štruktúry a doménovej steny. V piatej kapitole je rozobratá štruktúra doménovej steny, jej potenciál a kritické pole potrebné na pohyb doménovej steny. Šiesta kapitola je venovaná premagnetizačným procesom, z ktorých jeden - pohyb doménovej steny je podrobne preberaný v kapitole 7. Ôsma kapitola obsahuje teoretické riešenie pohybu doménovej steny. Posledná deviata kapitola predstavuje moderný spôsob pohybu doménovej steny, ktorý je indukovaný elektrickým prúdom.

Predkladaná práca predpokladá u čitateľa aspoň základné znalosti z oblasti magnetizmu. V opačnom prípade ho autor odkazuje na základnú literatúru (napr. [2.1 -2.6]).

Stiahnite si e-knihu zadarmo (pdf)

E-kniha

Michal Jaščur

Toto je podporný text pre bakalárskych študentov zaujímajúcich sa o kvantovú teóriu magnetismu. Text predstavuje úvod do rôznych teoretických prístupov používaných v tejto oblasti. Je to otvorený materiál v tom zmysle, že bude doplnený o vhodné úlohy, ktoré budú študenti riešiť na seminároch, ako aj doma ako domácu úlohu.

Text pozostáva zo štyroch kapitol, ktoré tvoria uzavreté témy úvodnej kvantovej teórie magnetizmu. V prvej časti vysvetľujeme kvantový pôvod magnetizmu, pričom ilustrujeme vznik výmennej interakcie na príklade molekuly vodíka. Druhá kapitola je venovaná aplikácii Bogolyubovovej nerovnosti na Heisenbergov model a predstavuje časť, ktorá zvyčajne chýba v učebniciach magnetizmu. Tretia kapitola sa zaoberá štandardnou teóriou spinových vĺn, vrátane Blochovho a Holsteinovho-Primakoffovho prístupu. Nakoniec diskutujeme aplikáciu Jordanovej-Wignerovej transformácie na jednorozmerný spin-1/2 XY model.

Primárnym cieľom tohto podporného textu je vysvetliť rôzne matematické metódy a ich aplikácie v kvantovej teórii magnetizmu. Text je napísaný v takej forme, ktorá by mala byť dostatočná na rozvoj schopností študentov až na veľmi vysokú úroveň. V skutočnosti sa očakáva, že študenti, ktorí absolvujú tento kurz, budú schopní vytvárať vlastné originálne aplikácie metód prezentovaných v tejto knihe.

Stiahnite si e-knihu zadarmo (pdf)

E-kniha

Erik Bruoth - Juraj Šebej - Ľubomír Antoni

V týchto vysokoškolských učebných textoch prezentujeme základné pojmy z oblasti sietí a teórie grafov. Zaoberáme sa prehľadávaním grafov do šírky a do hĺbky. Prezentujeme statické a dynamické modely siete. Popisujeme problematiku detekcie prekrývajúcich sa a neprekrývajúcich sa komunít v orientovaných a neorientovaných sieťach. Rôzne prístupy k detekcii anomálií v sieťach tvoria tiež dôležitú časť tejto učebnice. Záverečná kapitola je venovaná spektrálnemu zhlukovaniu, ktoré zohráva významnú úlohu pri dolovaní údajov v grafoch sietí pre rôzne aplikačné domény.

Učebné texty sú vhodné pre študentov informatických odborov prvého a druhého stupňa vysokých škôl. Študijné materiály sú vhodné aj pre študentov neinformatických odborov s ohľadom na zlepšenie ich vedomostí a praktických skúseností v oblastiach informatického zamerania a poskytujú možnosť na uplatnenie študentov v IT firmách pri riešení praktických úloh.

Stiahnite si e-knihu zadarmo (pdf)

E-kniha

Renáta Oriňaková

Pripravili sme publikáciu, ktorá je zameraná na osobnosti profesorov. Tieto osobnosti reprezentujú celé vedecké tímy, podieľali sa na kreovaní nových študijných programov a mali výrazný vplyv na formovanie fakulty. Faktograficky sme sa pokúsili zachytiť základné údaje v jednotnej štruktúre. Nadväzujeme na podobnú publikáciu spred desiatich rokov, čo nám výrazne pomohlo hlavne pri profesoroch, ktorí na fakulte pôsobili pred mnohými rokmi a na ktorých spomienky postupne vyprchávajú. Ambíciou publikácie je prispieť k uchovaniu základných informácií, ktoré úzko súvisia s históriou fakulty.

doc. RNDr. Roman Soták, PhD. dekan PF UPJŠ v Košiciach

Stiahnite si e-knihu zadarmo (pdf)

E-kniha

Jozef Kováčik

Tieto „Návody na cvičenia“ prezentujú stručný prehľad bežne používaných metodík i progresívne metodiky napr. s použitím kvapalinovej chromatografie a fluorescenčného mikroskopu. Jednotlivé úlohy sa selektovali na základe výskumného zamerania Katedry botaniky PF UPJŠ v Košiciach z hľadiska „stresovej fyziológie“.

Niektoré úlohy je tiež možné využiť v rámci predmetu „Ekológia rastlín“. Ako modelová rastlina pre jednotlivé úlohy sa typicky používa rumanček kamilkový z dôvodu dlhoročnej histórie jeho výskumu na Katedre botaniky PF UPJŠ a jeho nenáročnosti na kultiváciu v laboratórnych podmienkach.

Jednotlivé kapitoly prezentujú aj stručný význam sledovaných parametrov, princíp stanovenia a metabolizmus (vznik alebo odbúravanie) s cieľom naznačiť ich vzájomný kontext, keďže stanovenie individuálneho parametra nemôže poskytnúť všeobecnejšiu výpoveď o celkových príčinách a dopadoch pozorovanej zmeny (ale naopak, môže poskytnúť predpoklad pre preverenie hypotézy na úrovni iných parametrov...).

Pre hlbšie štúdium jednotlivých problematík existuje dostatok kvalitných zahraničných monografií a prehľadových (tzv. „review“) článkov. 

Stiahnite si e-knihu zadarmo (pdf)

E-kniha

Michal Hnatič, Tomáš Lučivjanský

Táto učebnica je určená predovšetkým študentom prvého ročníka magisterského stupňa Univerzity Pavla Jozefa Šafárika v Košiciach, hlavne v programoch jadrová fyzika a subjadrová fyzika a teoretická fyzika. Po mnohé roky boli tieto prednášky vedené jedným z autorov na tejto škole a prirodzene postupom času vznikla snaha dať tieto prednášky v tlačenej podobe študentom. V tejto učebnici sa zameriame hlavne na klasickú teóriu poľa, jej kvantovanie založené na operátorovom prístupe a zavedenie interakcií. Opis založený na funkcionálnom integrovaní, Feynmanovu diagramatickú techniku a pokročilejšie časti budú obsahom ďalšieho dielu učebnice. V tejto súvislosti chceme zdôrazniť, že vo viacerých moderných učebniciach kvantovej teórie poľa sa operátorový prístup používa v malej miere a je nahradený prístupom pomocou (funkcionálnych) dráhových integrálov. Je to pravdepodobne spôsobené časovými dôvodmi, nakoľko tento funkcionálny prístup vedie oveľa rýchlejšie k praktickým výpočtom. Na druhej strane si myslíme, že operátorový prístup je lepší z pedagogického hľadiska. Je totiž oveľa bližší k tradičnému kurzu kvantovej mechaniky, ktorý je často založený na Schrödingerovom alebo Heisenbergovom formalizme. Študenti preto môžu oveľa ľahšie sledovať tok myšlienok, ktoré viedli ku konštrukcii kvantovej teórie poľa a jej základných myšlienok.

Stiahnite si e-knihu zadarmo (pdf)

E-kniha

Veronika Niščáková - Ivana Šišoláková (eds.)

Zborník abstraktov z 5. ročníka medzinárodnej konferencie Nanomaterials: Fundamentals and Applications (NF A) 2021 je súhrnom príspevkov účastníkov konferencie. Na konferencii odznejú štyri pozvané prednášky a desať prihlásených prednášok.

Táto konferencia je nástrojom pre vytvorenie dialógu medzi odborm'lani v oblasti nanomateriálov, ich použitia a celkovej aplikácie v rôznych oblastiach. Príspevky v zborníku sú tematicky rozdelený do 6 oblastí. Všetky príspevky sú vysoko odborné a zaujímavé a môžu prispieť ďalšej tvorivej vedeckej práci.

Stiahnite si e-knihu zadarmo (pdf)

E-kniha

Adriana Zeleňáková

Jednou zo základných charakteristík magnetického stavu feromagnetických materiálov je existencia doménovej štruktúry. Vysokoškolský učebný text „MAGNETICKÉ DOMÉNY: ŠPECIÁLNE FYZIKÁLNE PRAKTIKUM 1“ je určený predovšetkým poslucháčom magisterského stupňa študijného programu Fyzika kondenzovaných látok FKLm ako aj na doktorandskom programe Progresívne materiály PMd v rámci profilového predmetu Špeciálne praktikum 1 na Ústave fyzikálnych vied PF UPJŠ v Košiciach.  Učebný text je rozdelený do siedmych kapitol. Prvá kapitola sa venuje základným poznatkom teórie domén, vrátane histórie pozorovania domén a špecifikácie jednotlivých druhov energií vo feromagnetiku. V druhej kapitole je prezentovaná súvislosť medzi doménovou štruktúrou a magnetizačnými procesmi vo feromagnetiku. Tretia kapitola popisuje rozličné druhy interakcií doménovej steny s defektom. Vo štvrtej kapitole sú ilustrované príklady doménovej štruktúry vo vybraných feromagnetikách ako sú zrnovo orientované a zrnovo neorientované elektrické ocele, amorfné a nanokryštalické pásky. Piata kapitola sumarizuje prehľad jednotlivých experimentálnych metód, ktoré sa používajú na zviditeľnenie doménovej štruktúry a ich výhody alebo nevýhody vzhľadom na štruktúru feromagnetík. Posledné dve kapitoly, šiesta  a siedma sú venované konkrétnym experimentálnym úlohám pre pozorovanie doménovej štruktúry vybranej polykryštalickej vzorky pomocou optického mikroskopu Bitterovou práškovou metódou a metódou MFM (metóda mikroskopu magnetických síl). Pri písaní tohto vysokoškolského textu boli jeho jednotlivé časti  vypracované s využitím cudzojazyčnej odbornej literatúry, ktorá je uvedená v zozname odporúčanej literatúry.

Stiahnite si e-knihu zadarmo (pdf)

E-kniha

Gregor Bánó

Fotonika je aplikačne zameraný odbor na rozhraní optiky, opto-elektroniky a kvantovej optiky. Zahŕňa klasickú optiku rozšírenú o popis fyzikálnych javov a optických zariadení založených na kvantovom (fotónovom) charaktere svetla a jeho interakcie s prostredím. 
Hlavným cieľom predmetu Fotonika je podať ucelený pohľad na základné optické a fotonické javy, ktoré sa uplatňujú pri experimentálnom vedeckom bádaní s využitím rôznych zdrojov svetelného žiarenia (napr. v oblasti biofotoniky). Prvá časť série prednášok je venovaná popisu svetla na rôznych úrovniach, pričom logické poradie podkapitol odpovedá štruktúre vysokoškolskej učebnice: B. E. A. Saleh, M. C. Teich, Fundamentals of Photonics. Ďalšie kapitoly obsahujú popis fungovania laserov, prehľad vybraných optických zariadení a možnosti ich využitia pri stavbe optických aparatúr.
Hlavný sled učebnej látky je doplnený o praktické poznámky, ktoré obsahujú informácie pre reálne využitie teoretických vedomostí pri každodennej práci v laboratóriu. Pochopenie predloženej látky vyžaduje určitú základnú úroveň znalosti matematiky, fyziky elektromagnetizmu a optiky a preto predmet Fotonika odporúčame prednostne študentom po absolvovaní bakalárskeho štúdia v odbore Fyzika.

Stiahnite si e-knihu zadarmo (pdf)

E-kniha

Milan Žukovič

Tento učebný text je určený pre študentov magisterského štúdia a nadväzuje na kurz Počítačová fyzika I študovaného na bakalárskom stupni. Obsah učebného textu Počítačová fyzika II sa zameriava na stochastické metódy riešenia fyzikálnych problémov, hlavne na Monte Carlo (MC) simulácie mnoho-časticových systémov.

Zameranie sa na tento výpočtovo intenzívny prístup je motivovaný postupným zvyšovaním výpočtových kapacít bežných počítačov ako aj zavádzaním vysoko-výkonných výpočtových klastrov (tzv. high-performance computing). To viedlo k výraznému progresu vo vývoji nových simulačných techník, vďaka čomu MC simulácie našli uplatnenie v rôznych oblastiach výskumu a aplikačnej praxe. Vzhľadom na výskumné zameranie pracoviska sa tento text zvlášť venuje prezentácií základných aj pokročilejších MC simulačných techník aplikovaných na jednoduchý Isingov spinový model za účelom skúmania jeho magnetických, termodynamických a kritických vlastnosti.

Ďalšia časť je venovaná MC simuláciám náhodných procesov. Zameriava sa na najjednoduchší ale aj najzakladanejší proces náhodnej prechádzky a demonštruje aj jeho aplikácie vo finančnej analýze a na riešenie kvantového systému opísaného časovo-závislou Schrödingerovou rovnicou. Posledná časť je venovaná základom molekulovej dynamiky, aplikovanej na simulovanie klasického pohybu atómov v danom silovom poli. Zvládnutím problematiky tohto kurzu získajú študenti možný nástroj na vypracovanie svojich diplomových prác, poprípade metodiku užitočnú pre ich ďalšiu vedecko-výskumnú prax v oblasti skúmania komplexných systémov.

Odprednášaná problematika je následne precvičovaná formou vypracovania projektov implementovaných vo voľne šíriteľnom softvéri Octave, ktorý je nenáročný na programovacie schopnosti užívateľa a s ktorým sa študenti majú možnosť oboznámiť v predchádzajúcom štúdiu.

Stiahnite si e-knihu zadarmo (pdf)

E-kniha

Jozef Strečka

Za posledných pätnásť rokov sa kurz „Presne riešiteľné modely v štatistickej fyzike“ stal neoddeliteľnou súčasťou študijného programu „Teoretická fyzika“ na Prírodovedeckej fakulte Univerzity Pavla Jozefa Šafárika v Košiciach. Spočiatku bol kurz založený na prvej edícii tejto učebnice určený len pre bakalárskych študentov, avšak neskôr som na žiadosť niekoľkých ambicióznych študentov, ktorí si želali pokračovať v štúdiu tejto vzrušujúcej oblasti výskumu, pripravil nadväzujúci kurz vyučovaný na postgraduálnej úrovni.

Už je to viac ako desať rokov, čo naši študenti zapísaní v študijnom programe „Teoretická fyzika“ absolvujú predmet „Úvod do presne riešiteľných modelov v štatistickej fyzike“ na magisterskej úrovni a „Presne riešiteľné modely v štatistickej fyzike“ na postgraduálnej úrovni. Samozrejme, bolo potrebné nejako upraviť témy pre kurzy určené pre bakalárskych a postgraduálnych študentov.

Konkrétne, niekoľko náročnejších tém týkajúcich sa presných riešení 2D Isingovho modelu (kapitola 3) bolo presunutých do pokročilejšieho kurzu určeného pre postgraduálnych študentov, zatiaľ čo úvodný kurz určený pre bakalárskych študentov bol naopak doplnený o niekoľko nových tém, ktoré si vyžadovali druhé vydanie tejto učebnice.

Druhé vydanie tejto učebnice teda obsahuje úplne novú kapitolu 4 venovanú presnému riešeniu Isingovho modelu na Betheho mriežke pomocou metódy presných rekurentných vzťahov, zatiaľ čo kapitola 5 bola doplnená o presné výsledky pre základný stav niekoľkých frustrovaných Heisenbergových spinových modelov pomocou variačnej metódy. Dúfam, že ďalšie vydanie tejto učebnice vyjde čoskoro a zahrnie aj všetky témy špecificky vyučované v rámci postgraduálneho kurzu.

Stiahnite si e-knihu zadarmo  (pdf)