Qauntum theory of magnetism

Katarína Cechlárová (ed.)

V tomto roku sa Študentská vedecká konferencia konala dňa 24. apríla 2019 v 17 sekciách odborov biológia a ekológia, chémia, fyzika, geografia, matematika, informatika a ich didaktiky. Študenti bakalárskeho a magisterského štúdia prezentovali 124 príspevkov. Najúspešnejší z nich postupujú do celoslovenských alebo tradičných česko-slovenských prehliadok študentskej vedeckej práce, ktoré sa konajú v odboroch fyzika, chémia, matematika a informatika, a didaktika matematiky.

Okrem študentov fakulty mimo súťaže vystúpilo 10 stredoškolákov, ktorí boli pozvaní buď na základe svojich výsledkov v odborových olympiádach, alebo už v tomto mladom veku navštevujú našu alma mater, a pod vedením našich zanietených učiteľov pracujú v laboratóriách a takto sa pripravujú na svoje ďalšie štúdium. Súčasťou toho dňa bola aj programátorská súťaž, ktorej sa zúčastnilo 23 súťažiacich, súťaž IHRA so šestnástimi tímami stredoškolákov a pätnástimi tímami zo základných škôl. Novým formátom súťaže bola sekcia Hlavolamy, kde si zmeralo sily 72 stredoškolákov z celého regiónu.

Abstrakty príspevkov Študentskej vedeckej konferencie presvedčivo dokumentujú, že študenti našej fakulty nielen nasávajú teoretické poznatky, ktoré im predostierajú učitelia na prednáškach, ale sa aj aktívne zapájajú do riešenia čiastkových vedeckých problémov, ktoré sú súčasťou výskumných zámerov na ústavoch PF UPJŠ. Tento zborník tak predstavuje aj určitý prehľad o vedeckej aktivite na fakulte, ktorý, veríme, bude do budúcnosti nielen dokumentárnou kronikou, ale poslúži aj ako dôstojná prezentácia fakulty pre širšiu verejnosť.

prof. RNDr. Katarína Cechlárová, DrSc.

prodekanka pre vzdelávanie

doc. RNDr. Gabriel Semanišin, PhD.

dekan fakulty.

Stiahnite si e-knihu zadarmo (pdf)

E-kniha

Stanislav Lukáč - Ľubomír Šnajder - Ján Guniš - Zuzana Ješková

Publikácia je určená vedeckým pracovníkom v didaktike a učiteľom matematiky a informatiky. Našim zámerom je predstaviť čitateľom základnú orientáciu v problematike bádateľsky orientovaného vyučovania, vysvetliť a na ukážkach demonštrovať viaceré úrovne žiackeho bádania, poskytnúť klasifikáciu bádateľských zručností. Nosnou časťou publikácie sú metodiky pre bádateľsky orientované vyučovanie konkrétnych tém zo školskej matematiky a informatiky. Predkladáme námety na realizáciu bádateľských aktivít, aktívnu prácu s informáciami pri riešení rôznych typov problémov a aplikáciu moderných digitálnych technológií pri skúmaní a objavovaní zákonitostí. Do publikácie sme zaradili sedem metodík pre vyučovanie matematiky a osem metodík pre vyučovanie informatiky v 1. a 2 ročníku strednej školy.

Stiahnite si e-knihu zadarmo (pdf)

Prílohy

E-kniha

Daniela Kladeková

Práca s učebným textom predpokladá primerané znalosti z oblasti fyzikálnej chémie, fyziky a biológie, bez ktorých je orientácia v predkladanom študijnom materiáli zložitá. Solídne znalosti z matematiky sú nevyhnutné a pomáhajú pri pochopení problémov koloidnej chémie. V skriptách, ktoré sa členia na jednotlivé kapitoly, po klasifikácii a charakterizácii disperzných sústav sa najprv rozoberajú optické a molekulovo-kinetické vlastnosti. 
Mimoriadne veľký medzifázový povrch, ktorý je charakteristický hlavne pre koloidne disperzné sústavy, pripisuje zvlášť dôležitú úlohu javom, ktoré prebiehajú na fázovom rozhraní, t.j. povrchovým javom. V súvislosti s týmto poznatkom diskutujú sa vlastnosti mobilných fázových rozhraní a fázového rozhrania tuhá látka/plyn a tuhá látka/kvapalina. Významná je následne zaradená kapitola o elektrických vlastnostiach disperzných sústav. Táto kapitola je tesne spojená s otázkami vzniku, štruktúry, stability a deštrukcie disperzií; pozornosť sa venuje predovšetkým koloidným sústavám. Neoddeliteľnou súčasťou je aj kapitola, ktorá popisuje reologické vlastnosti disperzných sústav. Ďalšie kapitoly uvádzajú jednotlivé typy disperzných sústav.

Tento vysokoškolský učebný text je určený najmä študentom chemických a ekologických odborov na Prírodovedeckej fakulte Univerzity P. J. Šafárika v Košiciach. Nekladie si za cieľ vyčerpávajúco rozoberať do detailov celú problematiku, lebo o nej pojednávajú monografie nielen z koloidnej a makromolekulovej chémie, často možno nájsť detailné rozpracovanie aj v základných učebniciach fyzikálnej chémie.

Stiahnite si e-knihu zadarmo (pdf)

E-kniha

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.

Stiahnite si e-knihu zadarmo (pdf)

E-kniha

Ján Füzer

Pomocný učebný text pre predmet Všeobecná fyzika III – Kmity, vlny a optika slúži študentom jednoodborového štúdia a medziodborového štúdia fyziky. Obsahom je základná osnova preberaného učiva bez príslušných podrobností s dôrazom na fyzikálnu metódu myslenia s vyžitím najjednoduchších poznatkov vyššej matematiky. Predkladaný text nemá ambíciu nahradiť odporúčané učebnice, skôr pomôcť študentom pri orientácii v preberanej látke. Odporúčaná literatúra sa nachádza na konci textu. Učebný text obsahuje základnú kostru prednášok a každý rok dochádza k určitým jeho doplneniam, úpravám a prednášky sú obohatené o podporujúce demonštračné experimenty.

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

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

Táto monografia je venovaná diskusii teórie efektívneho poľa založenej na metóde diferenciálneho operátora., ktorá bola pôvodne zavedená Honmurom a Kaneyoshim v r. 1979 a dodnes sa aktívne využíva na teoretické štúdium lokalizovaných spinových modelov magnetizmu, predovšetkým rôznych variant Isingovho modelu. Doteraz bola táto metodika aplikovaná mnohými autormi na štúdium veľkého počtu rôznorodých systémov, ako sú napr. kryštalické systémy, zriedené magnetické systémy, systémy s náhodnými výmennými interakciami, amorfné magnetické látky, systémy v náhodnom magnetickom a kryštálovom polí, tenké magnetické vrstvy, magnetické systémy s voľným povrchom, binárne a ternárne magnetické zliatiny, atp.

Počas svojej doterajšej vedeckej kariéry som mal možnosť spolupracovať na rozvoji samotnej metódy diferenciálneho operátora (a teda aj teórie efektívneho poľa) s niekoľkými významnými odborníkmi v tejto oblasti, vrátane prof. Kaneyoshiho, u ktorého som absolvoval dva dlhodobé pracovné pobyty. V danej problematike sa mi doteraz podarilo publikovať viac ako 40 vedeckých prác v popredných zahraničných fyzikálnych časopisoch. Tieto práce sa týkajú jednak rozvoja samotnej metodiky ale sú medzi nimi aj významné aplikácie, v ktorých sú predpovedané zaujímavé fyzikálne javy, napr. multikompenzačné javy vo ferimagnetoch.

V monografii sa prioritne venujem systematickému a dostatočne elementárnemu výkladu teórie efektívneho poľa a metódy diferenciálneho operátora. Je potrebné zdôrazniť, že v práci nejde o rutinné prevzatie výsledkov z publikovaných prác, a to ani metodicky, ani fyzikálne. Práca je venovaná exkluzívne aplikáciam na rôzne kryštalické štruktúry, pričom samotný výklad metodiky je v mnohých ohľadoch unikátny, s dôrazom na jednotný zápis relevantných vzťahov pre všetky kryštalické mriežky. Možno tiež poznamenať, že monografia predstavuje uzavretý celok, takže na pochopenie jednotlivých tém čitateľ nie je nútený študovať žiadne ďalšie práce. Práca je koncipovaná tak, aby zostali otvorené možnosti pre jej rozšírenie na zložitejšie napr. štrukturálne neusporiadané magnetiká.

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)

Vladislav Kolarčik

Prietoková cytometria je diagnostická a výskumná technika, ktorá umožňuje rýchlu analýzu buniek, jadier a organel rastlín a iných organizmov. V rastlinnej biológii je najčastejšie využívaná na analýzu obsahu DNA v širokom spektre aplikácií. Je metódou prvej voľby a jej význam narastá v porovnaní s konkurenčnými technológiami. Je nedostižná v rýchlosti, presnosti, opakovateľnosti meraní a nízkej cene. Prietoková cytometria sa stala štandardným nástrojom v laboratóriách zameraných na biologicko-ekologický výskum rastlín. Tento učebný text prináša informácie o historickom vývoji prietokovej cytometrie a jej etablovaní pri analýze rastlinného genómu. Opisuje postup analýzy vzoriek na zistenie obsahu jadrovej DNA a predstavuje základné aplikácie, ako sú stanovenie veľkosti genómu, ploidnej úrovne a reprodukčných spôsobov rastlín a určenie úrovne endopolyploidie v rastlinných pletivách. Tieto vysokoškolské skriptá sú určené študentom, učiteľom a každému so záujmom o využitie prietokovej cytometrie pri vedeckej práci s rastlinnými bunkami.

Stiahnite si e-knihu zadarmo (pdf)

Jana Shepa • Ivana Šišoláková (eds.)

Zborník abstraktov zo 4. ročníka medzinárodnej konferencie Nanomaterials: Fundamentals and Applications (NFA) 2020 je súhrnom príspevkov účastníkov konferencie. Na konferencii odznejú tri pozvané prednášky a osem prihlásených prednášok. Táto konferencia je nástrojom pre vytvorenie dialógu medzi odborníkmi 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

Jozef Bednarčík (ed.)

Univerzita Pavla Jozefa Šafárika v Košiciach pod záštitou Ministerstva školstva, výskumu, vývoja a mládeže Slovenskej republiky, Ministerstva hospodárstva Slovenskej republiky a European X-Ray Free-Electron Laser Facility GmbH v Hamburgu organizuje Školu XFEL a Synchrotron Užívatelia žiarenia 2024 (SFEL 2022). Škola je pokračovaním Zimných škôl synchrotrónového žiarenia, ktoré sa konali v rokoch 2011, 2013, 2014 a SFEL 2017, 2018, 2019 a 2022. Cieľom školy SFEL2024 je uľahčiť rast novej slovenskej výskumnej komunity s vysokou odbornosťou v vysokoúčinné RTG laserové a synchrotrónové a neutrónové zdroje. Škola SFEL je určená na efektívny prenos rýchlo sa rozvíjajúceho know-how v týchto oblastiach na mladú generáciu – výskumníkov a študentov vysokých škôl. Ďalším cieľom SFEL2024 je posilnenie personálnych prepojení medzi lokálnou slovenskou výskumnou komunitou a formovanie vedeckých tímov používateľov XFEL. Slovenská výskumná komunita tak môže využiť fakt, že Slovensko je akcionárom European XFEL GmbH Company v Hamburgu, ale aj efektívnejšie využívať ďalšie úzko súvisiace vedecké pracoviská vrátane ILL a ESRF v Grenobli a DESY v Hamburgu.

Stiahnite si e-knihu zadarmo (pdf)

Zuzana Orságová Králová (ed.)

Vedecký zborník abstraktov je súhrnom príspevkov učiteľov, vedeckých pracovníkov a ďalších účastníkov konferencie, ktoré obsahujú originálne výsledky ich vedecko-výskumnej činnosti. Práce budú predmetom rokovania ďalšieho ročníka domácej vedeckej konferencie „New Trends in Chemistry, Research and Education at Faculty of Science of P. J. Šafárik University in Košice 2020“. Konferencia je priestorom pre dialóg medzi vedeckými akademickými pracovníkmi na jednej strane a profesionálnymi pracovníkmi a študentmi na strane druhej.

Príspevky uverejnené v tomto zborníku možno rozdeliť podľa obsahu do oblasti analytickej anorganickej, fyzikálnej, organickej chémie, biochémie a didaktiky chémie. Všetky príspevky sú zaujímavé a môžu byť využité v ďalšej tvorivej vedeckej a výskumnej práci, v procese vzdelávania i v praktickej činnosti.

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)

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

Jana Shepa (ed.)

Zborník abstraktov zo šiesteho ročníka medzinárodnej konferencie 6th International Conference on Nanomaterials: Fundamentals and Applications, NFA 2022 je zložený z príspevkov účastníkov tejto konferencie. Zborník pozostáva zo 4 pozvaných prednášok a 52 príspevkov ostatných účastníkov konferencie. Táto konferencia je zameraná predovšetkým na využitie nanotechnológií v rôznych vedeckých odvetviach. Všetky príspevky sú odborne spracované a inšpiratívne.

Stiahnite si e-knihu zadarmo (pdf)