Výpočtová a kognitívna neuroveda II (Návody na cvičenia)

E-kniha

Ivana Šišoláková - Radka Gorejová - Jana Shepa - Renáta Oriňaková

Vysokoškolský učebný text „Pokročilé elektrochemické metódy“ predstavuje učebnú pomôcku určenú pre študentov magisterského, prípadne doktorandského stupňa štúdia pri výuke elektrochemických predmetov na Katedre fyzikálnej chémie Prírodovedeckej fakulty Univerzity Pavla Jozefa Šafárika v Košiciach. Tieto učebné texty nadväzujú a ďalej rozvíjajú učebné texty zamerané na základné elektrochemické metódy, ktoré sa v súčasnosti používajú v modernom výskume. Predkladané učebné texty sú spracované v šestnástich prehľadných kapitolách, kde poskytujú teoretický princíp a odvodenie elektrochemických dejov a mechanizmov pri jednotlivých metódach. Učebné texty zároveň pozostávajú aj z praktických laboratórnych cvičení, pri ktorých si študenti môžu vyskúšať reálnu aplikáciu študovaných elektrochemických metód. Praktické úlohy sú zamerané prioritne na demonštráciu výskumu, ktorý sa realizuje na našom pracovisku. Študenti si budú môcť vyskúšať napríklad elektrochemickú modifikáciu elektródového povrchu, prípravu elektrochemických senzorov pre stanovenie analytov, prípravu a charakterizáciu farbivom senzibilizovaného solárneho článku či elektrochemický vývoj vodíka.

Stiahnite si e-knihu zadarmo (pdf)

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)

Terézia Kisková • Stanislav Matéffy • Františka Horváthová

Stiahnite si e-knihu zadarmo (pdf)

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

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

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)

Vladimír Sedlák

Vysokoškolské učebné texty pod názvom Globálne navigačné satelitné systémy: GPS, GLONAS, Galileo, Compass prezentujú štyri navigačné systémy GNSS (Globálne navigačné satelitné systémy): americký GPS, ruský GLONASS, európsky Galileo a čínsky Compass. V stručnosti sú uvedené aj tzv. rozširujúce navigačné satelitné systémy (SBAS), ktoré sú regionálneho charakteru a majú za úlohu rozšíriť dosah, či podporiť signály od satelitov základných GNSS (GPS, GLONASS, Galileo, Compass). V každom satelitnom navigačnom systéme v rámci GNSS sú vysvetlené jeho princípy činnosti, štruktúra, osobitosti, aplikácie a perspektívy. Poslaním vysokoškolských učebných textov je oboznámiť čitateľa s princípmi a činnosťou prezentovaných GNSS a poukázať najmä na možnosti ich aplikačných výstupov predovšetkým do oblastí so spoločným geodeticko-geografickým menovateľom. Vysokoškolské učebné texty tvoria základnú študijnú literatúru pre študijný predmet Globálne navigačné satelitné systémy v rámci študijného programu Geografia a geoinformatika na Prírodovedeckej fakulte Univerzity Pavla Jozefa Šafárika v Košiciach. K hlbšiemu štúdiu predmetnej problematiky GNSS je nesporne potrebné rozšírenie študijných materiálov o ďalšie literárne zdroje s problematikou navigačných satelitných systémov a ich aplikácií.

Stiahnite si e-knihu zadarmo (pdf)

Juraj Černák

Významnou časťou anorganickej chémie je koordinačná chémia, ktorá sa venuje koordinačným zlúčeninám. Koordinačné zlúčeniny sú veľmi početné, nakoľko vznikajú kombináciou centrálnych atómov, v drvivej väčšine kovov s ligandmi, pričom každá organická látka je potenciálnym ligandom. Potvrdzuje to aj nedávna správa o tom, že americkí vedci M. Brookhart, C. Schauer a ich kolegovia z univerzít v Severnej Karolíne a Washingtone opísali prípravu komplexu ródia s metánom ako ligandom.

Táto učebnica vychádza z dlhoročných skúseností autora pri prednášaní a skúšaní tohto predmetu. Tento predmet je dobre pokrytý vo viacerých učebniciach rôznej náročnosti v anglickom jazyku; ich čiastočný zoznam nájde čitateľ v zozname použitej literatúry na konci učebnice. Na druhej strane, v slovenskom jazyku problematika koordinačnej chémie je pokrytá iba okrajovo vo viacerých učebniciach venovaných skôr anorganickej chémii, ale chýba ucelený pohľad na túto problematika. Z uvedeného vyplýva cieľ predkladanej učebnice - pokryť nedostatok študijnej literatúry v tejto oblasti v slovenskom jazyku.

Táto predkladaná učebnica samozrejme nemôže pokryť celý rozsah koordinačnej chémie. Niektoré ďalšie aspekty problematiky koordinačnej chémie sú obsahom iných predmetov prednášaných na našej katedre a ako príklad by som uviedol predmety Spektrálne metódy, Bioanorganická chémia, Host-guest systémy, Magnetochémia, Mechanizmy anorganických reakcií, Stereochémia anorganických zlúčenín a ďalšie. Praktické aspekty koordinančej chémie sú zas precvičované v laboratórnych cvičeniach v rámci predmetu Pokročilé praktikum z anorganickej, koordinačnej a bioanorganickej chémie, ktorý je aj pokrytý skriptami s rovnakým názvom – viď zoznam literatúry.

Na vytvorenie obrázkov štrukúr sa použil program DIAMOND na základe CIF súborov získaných vyhľadávaním v Cambridgeskej štruktúrnej databáze (CSD); pri 5 každej znázornenej štruktúre je uvedený jeho identifikačný kód, tzv. REF-code. Na vytvorenie schematických obrázkov sa použili programy BIOVIA Draw a ISIS/Draw.

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)

Jana Shepa (ed.)

Zborník abstraktov z druhého ročníka medzinárodnej konferencie Spring electrochemical meeting je zložený z príspevkov účastníkov tejto študentskej konferencie. Konferencia pozostávala z jednej pozvanej prednášky a desiatich súťažných študentských prednášok. Posolstvom tohto stretnutia je vytvorenie dialógu medzi študentmi elektrochémie a vzájomné vymieňanie si poznatkov. Všetky príspevky sú odborne spracované a inšpiratívne.

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)

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)

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)

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

Mária Vilková, Monika Garberová, Michal Goga

Jadrová magnetická rezonancia (NMR) je v súčasnosti veľmi využívaným analytickým nástrojom, ktorý nachádza svoje uplatnenie v mnohých oblastiach vedy a techniky. Toto rozšírenie jej praktickej aplikácie nesie so sebou nutnosť vytvárať učebné texty primerané danému vednému odboru. Tento vysokoškolský učebný text je určený pre študentov odboru biológia a je doplnkom študijných materiálov pokročilého kurzu magisterského štúdia Biológia lišajníkov. Zároveň predstavuje užitočný materiál pre študentov magisterského a doktorandského štúdia zapojených do výskumu, ktorým pomôže pri interpretácii NMR spektier a prezentácii základných teoretických konceptov. Učebný text v krátkosti popisuje dôležité aspekty každej NMR spektroskopickej techniky bez toho, aby boli nadmerne rozoberané fyzikálne princípy jednotlivých metód a zložité matematické analýzy. Do tohto vydania boli začlenené štruktúry metabolitov lišajníkov, ktoré budú študenti na praktických cvičeniach izolovať, čistiť a identifikovať pomocou viacerých analytických metód. Celá jedna kapitola je zameraná na podrobný popis riešenia NMR spektier izolovaných metabolitov, pričom je podrobne vysvetlený každý krok pri riešení štruktúr známych, ale aj neznámych metabolitov. Na riešené úlohy nadväzuje množstvo neriešených príkladov, a to vysoko rozlíšené 1D a 2D NMR spektrá metabolitov, určených pre ďalšie rozvíjanie nadobudnutých vedomostí a zručností študentov a doktorandov v riešení štruktúr pomocou NMR spektroskopie.         

Stiahnite si e-knihu zadarmo (pdf)

Erik Sedlák - Rastislav Varhač - Patrik Danko - Helena Paulíková - Dušan Podhradský

Predkladané skriptá vznikli v snahe aktualizovať a predovšetkým sprehľadniť úlohy, ktoré riešia v rámci základných praktických cvičení z biochémie študenti 2. a 3. roč­níka bakalárskeho stupňa štúdia odborov chémia, biológia a ich kombinácií s inými odbormi. Väčšina úloh pochádza z pôvodných skrípt "Podhradský, Mihalovová: Praktické cvičenia z biochémie, Košice 1989". Niektoré z nich boli z väčšej alebo menšej časti modifikované a prispôsobené súčasným podmienkam v laboratóriu. Pribudli aj nové úlohy ako napr. tie, venované nukleovým kyselinám. Skriptá sú tematicky rozdelené do šiestich samostatných celkov, pričom každý z nich pozostáva z niekoľkých úloh. Názvy celkov odpovedajú povahe biomakromolekúl, ktoré tvoria ich ústrednú tému. Teoretické úvody na začiatku celkov sú novozostavené a ich hlavným cieľom je priblížiť stručný prehľad základných biochemických metód, ktoré sa využívajú pri štúdiu daných biomakro­molekúl. Tieto skriptá sú zámerne prístupné iba v elektronickej podobe. Dôvodom je snaha priebežne aktualizovať a modernizovať jednotlivé úlohy podľa meniacich sa možností nášho laboratória. Dúfame, že skriptá splnia svoju úlohu a študenti budú mať po absolvovaní týchto laboratórnych cvičení dostatočné teoretické vedomosti a praktické zručnosti z oblasti základných biochemických metód.

Stiahnite si e-knihu zadarmo(pdf)