Metrologia

VI 2+0+2

1. Nastavna tehnologija i tehnologija nastave.
2. Nastavno sredstvo.

Pojam, funkcija, klasifikacija.

3. Osnovna nastavna sredstva.

Udžbenik, priručnici, školske table.

4. Dvodimenzionalna i trodimenzionalna demonstraciona sredstva.

Slike, filmski materijal, kolekcije, makete, modeli.

5. Pomoćna nastavna sredstva.

Stativi, postolja, alati, lab. staklo, hemikalije.

6. Nastavna sredstva za izučavanje mehanike čvrstih tela.

Opis, princip funkcionisanja, namena, održavanje različitih učila i aparata.

7. Nastavna sredstva za izučavanje statičkih i dinamičkih pojava i svojstava fluida.

Opis, princip funkcionisanja, namena i održavanje.

8. Nastavna sredstva za izučavanje elektromagnetizma.

Opis, princip funkcionisanja, namena i održavanje.

9. Nastavna sredstva za izučavanje oscilacija i talasa.

Opis, princip funkcionisanja, namena i održavanje.

10. Nastavna sredstva za izučavanje optike, atomske i molekularne fizike.

Opis, princip funkcionisanja, namena i održavanje.

11. Projekcioni aparati kao nastavna sredstva.

Opis, princip funkcionisanja, namena i održavanje.

12. Posebni uređaji, pribori, kompleti i zbirke.

Opis, princip funkcionisanja, namena i održavanje.

13. Kabinet za fiziku.

Prostor, instalacije, uređenje.

14. Tendencije u razvoju novih i usavršavanju postojećih nastavnih sredstava kod nas i u svetu.


Vežbe: Demonstracione (laboratorijske) i praktične.
Uslovi za polaganje ispita: Urađene vežbe.
Način polaganja ispita: praktično i usmeno.

Literatura:

1. Tomislav Petrović: Nastavna sredstva fizike - I deo, Fizički fakultet, Beograd, 1994.

2. Tomislav Petrović: Nastavna sredstva fizike - II deo, Fizički fakultet, Beograd, 1996.

NASTAVNA SREDSTVA OPŠTETEHNIČKOG OBRAZOVANjA
Semestri: V 2+0+2

VI 2+0+2

1. Nastavna tehnologija i tehnologija nastave.
2. Nastavno sredstvo (pojam, funkcija, klasifikacija).
3. Osnovna nastavna sredstva.
4. Dvodimenzionalna nastavna sredstva.
5. Trodimenzionalna nastavna sredstva.
6. Pomoćna nastavna sredstva.
7. Manuelna nastavna sredstva - alat i pribor učenika u radionici.
8. Mašine i aparati u radionici. Univerzalni strug za obradu metala. Univerzalna mašina za obradu drveta. Stona električna bušilica. Vibraciona testera. Aparat za zavarivanje metala.
9. Nastavna sredstva u fotolaboratoriji.
10. Nastavna sredstva iz oblasti saobraćaja.
11. Nastavni objekti - školska radionoica, prostor, instalacije , uređaji.
12. Razvoj novih i usavršavanje postojećih nastavnih sredstava kod nas i u svetu.


Vežbe: Demonstracione (laboratorijske) i praktične.
Uslovi za polaganje ispita: Urađene vežbe.
Način polaganja ispita: Praktično i usmeno.

SUBATOMSKA FIZIKA
Semestri: VII 2+1+1

VIII 2+1+1

1. Uvod.

Osnovne etape u razvoju subatomske fizike. Istorijski pregled. Prirodna radioaktivnost i otkriće jezgra. Nuklearni efekti u spektroskopiji. Elementarne čestice, interakcija i zakoni konzervacije.

2. Prolaz naelektrisanih čestica i zračenja kroz materiju.

Oblici interakcija čestica i zračenja sa materijom. Gubici energije čestice na jonizaciju, domet čestice. Kulonovska interakcija čestica sa jezgrima. Zakočno zračenje. Zračenje Vavilova - Čerenkova. Prolaz gama zračenja kroz materiju.

3. Detekcija i spektroskopija nuklearnog zračenja.

Gajger-Milerovi brojači, scintilacioni brojači, poluprovodnički detektori. Vilsonova i mehurasta komora. Magnetni spektrometar.

4. Akceleratori naelektrisanih čestica.

Izvori jona, Van de Graffov akcelerator, linearni akcelerator, ciklotron, sinhrociklotron.

5. Svojstva stabilnih atomskih jezgara.

Naelektrisanje jezgra. Dimenzije jezgra, metode za odredjivanje radijusa jezgra. Masa jezgra, defekt mase i energije veze jezgra. Semiempirijska formula (Weizsackera) za odredjivanje energije veze jezgra.

6. Momenti jezgra.

Spin jezgra. Magnetni moment jezgra. Električni kvadrupolni moment jezgra.

7. Modeli atomskih jezgara

Osnovne postavke modela kapi, model Fermi gasa, model slojeva.

8. Radioaktivni raspadi.

Radioaktivnost i zakon radioaktivnog raspada. Sukcesivne radioaktivne transformacije. Prirodna radioaktivnost. Statistički karakter radioaktivnog raspada. Alfa , beta i gama raspad.

9. Nuklearne reakcije.

Osnovne karakteristike nuklearnih reakcija, energija reakcije, vrste reakcija. Fisija i fuzija.

10. Nuklearne sile.

Osnovne karaktristike nuklearnih sila.

11. Osnovi fizike elementarnih čestica.

Istorijski razvoj fizike elementarnih čestica, otkriće čestica i antičestica. Tipovi fundamentalnih interakcija prirodi: jaka , elektromagnetna, slaba i gravitaciona interakcija.

Klasifikacija elementarnih čestica. Unutrašnja svojstva čestica. Hipoteza o kvark strukturi hadrona.

Vežbe: Računske i laboratorijske.
Način polaganja ispita: Pismeno i usmeno. Pismeni deo ispita je eliminatoran.


Literatura:

1. Dr Laza Marinkov-Osnovi Nuklearne fizike -Novi Sad, 1976.

2. W.E. Burcham - Nuklearna fizika - uvod (sa fizikom elementarnih čestica) -Naučna Knjiga, Beograd 1974.

3. Stevan Jokić - Subatomska fizika-Instituta za nuklearne nauke Vinča ,Beograd 2000.

4. L.B.Okunj - Fizika elementarnih čestica - Beograd,1992.

5. Dr Dragomir Krpić, Dr Ivan Aničin, Dr Ilija Savić - Nuklearna fizika kroz zadatke - Univerzitet u Beogradu, Beograd1994.

6. Dr Predrag Osmokrović,Dr Milesa Srećkov - Zbirka zadataka iz nuklearne fizike- Naučna Knjiga, Beograd 1994.

ENERGETIKA
Semestar: VII 2+0+0

1. Energija.

Osnovni vidovi energije (kinetička, potencijalna, električna, magnetna, nuklearna, itd. Jedinice za energiju. Ajnštajnov izraz za energiju. Značaj energije i energetskog bilansa Zemlje za društveni razvoj i zaštitu životne sredine.

2. Energetika.

Istorijski pregled razvoja energetike. Podela izvora energije na konvencionalne (neobnovljive) i nekonvencionalne (obnovljive). Konvencionalni izvori energije (ugalj, nafta, uljni škriljci, bituminozni pesak, zemni gas, radioaktivni izotopi). Nekonvencionalni izvori (reke, mora, okeani, Sunce, geotermalni izvori, biomasa, biogas).

3. Hidroenergetika.

Hidropotencijal reka. Hidrocentrale - konstrukcija i način proizvodnje električne energije. Prenos i distribucija električne energije dobijene pomoću hidrocentrala.

4. Termoenergetika.

Termocentrale - konstrukcija i način proizvodnje električne energije. prednosti i nedostaci dobijanja električne energije pomoću termocentrala i odnosu na ostale izvore električne energije.

5. Nuklearna energetika.

Radioaktivni raspad atoma. Nuklearne reakcije. Fisisja i fuzija. Nuklearne centrale. Skladištenje nuklearnog otpada.

6. Solarna energetika.

Sunce kao izvor energije (Sunce, struktura Sunca, poreklo sunčeve energije, sunčevo zračenje, merenje sunčevog zračenja, razvoj solarne energetike). Toplotna konverzija sunčevog zračenja (osnovni mehanizmi apsorpcije sunčevog zračenja, spektralno selektivni apsorberi). Niskotemperaturna konverzija sunčevog zračenja. Kolektori sa tečnošću. Vazdušni kolektor. Efikasnost ravnog kolektora. Solarni bojler. Solarni sistem sa prinudnom cirkulacijom vode. Solarni sistem sa prirodnom cirkulacijom vode. Postavljanje kolektora. Određivanje karakterističnih veličina kolektora i solarnog sistema. Primena solarnih kolektora. Srednjetemperaturna konverzija sunčevog zračenja. Vinstonov parabolični kolektor. Cilindrični - parabolični kolektor. Cevni vakuumski kolektor. Spiralno - fokusirajući kolektor. Trapezoidno- fokusirajući kolektor. Solarne pećnice. Visokotemperaturna konverzija sunčevog zračenja. Sferni koncentrator. Parabolični koncentrator. Fokusirajući kolektor sa Frenelovim sočivima. Frenelov koncentrator sa ogledalima. Heliostati. Solarna peć. Solarne termoelektrane. Fotonaponska konverzija. Istorijski osvrt. Fizičke osnove. Princip rada solarne ćelije. Izlazni parametri solarne ćelije. Materijal za izradu solarnih ćelija. Faktori koji utiču na efikasnost solarnih ćelija. Vrste solarne ćelije. Silicijum i njegove osnove. Monokristalne Si solarne ćelije. Polikristalne Si solarne ćelije. Solarne ćelije od amorfnog silicijuma. Ostale solarne ćelije. Primena solarnih ćelija. Solarna arhitektura. Indijansko naselje. Sokratova kuća. Pasivni zahvat. Orijentacija zgrade. Nadstrešnica. Prozori. Toplotni zastori. Boje zidova i nameštaja. Trombov zid. Aktivan masivan zid. Vodeni zid. Fazno promenljiva skladišta toplote. Staklena veranda. Podno skladište toplote. Primeri pasivnih solarnih kuća.

7. Energija vetra.

Potencijal. Vrste vetrenjača. faktori za obračun vetroturbinskog postrojenja (srednja brzina vetra, topografski uticaji, koeficijent apsorbovane snage). Aerodinamička sila. Kontrola rada vetrobrana.

8. Geotermalna energija.

Pojam, nastanak i karakteristike. Energetski potencijal geotermalne energije. Postrojenja za korišćenje termalnih voda. Energetske karakteristike termalnih voda. Proizvodnja električne iz geotermalne energije.

9. Energija biomase.

Sagorevanje biomase (energetski potencijal, tehnologija primene i sagorevanje). Sistemi za pripremu i sagorevanje biomase.

10. Energija biogasa.

Osnovne karakteristike biogasa. Energija i snaga postrojenja za proizvodnju i korišćenje biogasa. Postrojenje za proizvodnju biogasa (digestori, skladištenje biogasa, prečišćavanje biogasa, sigurnosna oprema).

Način polaganja ispita: Pismeno i usmeno.

Literatura:

1. Miroslav Lambić: Termotehnika sa energetikom, Univerzitetu Novom Sadu, Zrenjanin, 1998.

2. T. Pavlović, B. Čabrić: Fizika i tehnika solarne energetike, Građevinska knjiga, Beograd, 1999.

3. David Popović: Termoenergetska postrojenja, Narodna knjiga, Beograd, 2000.

4. Hrvoje Požar: Osnove energetike I i II, Zagreb, 1976.

5. Dragan Mitić: Fizičke karakteristike biomasa i biobriketa Srbije-potencijalna ekološka goriva, Jugoslovensko društvo za procesnu proizvodnju i energetiku u poljoprivredi, Novi Sad-Niš, 1998.

6. Dragoslav Popović: Nuklearna energetika, Narodna knjiga, Beograd, 1978.

7. Vladimir Paar: Energetska kriza, Školska knjiga, Zagreb, 1985.

8. Branislav Lalović: Nasušno sunce, Nolit, Beograd, 1982.

9. Sreten Šljivić: Uvod u fiziku, Naučna knjiga, Beograd, 1968.

10. D. Ivanović, V. Vučić: Atomska i nuklearna fizika, Naučna knjiga, Beograd,1990.

11. Vladimir Knapp, Petar KulišIć: Novi izvori energije, Školska knjiga, Zagreb, 1985.

12. Momčilo Pejović; Opšti kurs fizike, Naučna knjiga, Beograd, 1990.

13. B. Pavlović, N. Nikolić, D. Stanojević: Fizika, Naučna knjiga, Beograd, 1990.

14. M. Arsin, et al.: Fizika, Savremena administracija, Beograd,1989.

15. M. Platiša: Kurs opšte fizike, Naučna knjiga, Beograd, 1986.

OSNOVE ATOMSKE I KVANTNE FIZIKE
Semestri: VII 3+2+0

VIII 3+1+3

1. Elektron, njegovo naelektrisanje i masa. Atomi i izotopi.

Milikenov ogled-teorijsko razmatranje. Milikenov ogled-skica eksperimenta. Kretanje naelektrisane čestice u poprečnom magnetnom polju. Kretanje naelektrisane čestice u poprečnom električnom polju. Kretanje naelektrisane čestice u uzdužnom homogenom električcnom polju; linearni akcelerator. Prolazak elektrona kroz polje 2 kondenzatora i merenje e/m. Odredjivanje e/m prateći kretanje elektrona kroz poprečna unakrsna električna i magnetska polja. Monohromatizacija i fokusacija snopa naelektrisanih čestica. Mendeljejevljeva tablica hemijskih elemenata; atomska jedinica mase (fizička i hemijska). Izotopi. Kanalski zraci i metoda parabola (Tomson) za odredjivanje masa jona odnosno izotopa. Skica masenog spektrografa Astona odnosno Bejnbridža. Skica Demsterovog spektrometra.

2. Raderfordov eksperiment.

Efikasni presek kod rasejanja čestica. Rasejanje alfa čestica. Teorija rasejanja alfa čestica. Eksperimentalna provera Raderfordove formule.

3. X zračenje.

Opšte karakteristike X-zračenja; Mozlijev zakon. Prolaz X-zraka kroz supstancu. Absorpcija i rasejanje. Difrakcija X-zraka. Metod Lauea. Metod Brega. Totalna refleksija X-zraka i apsolutno odredjivanje talasne dužine zračenja.

4. Zračenje apsolutno crnog tela i hipoteza kvanta energije.

Kirhofov zakon zračenja. Termodinamički Vinov zakon i Stefan-Bolcmanov zakon zračenja crnog tela. Rejli-Džinsov zakon zračenja crnog tela; Plankova hipoteza i formula zračenja crnog tela.

5. Fotoelektrični efekat i Komptonov efekat.

Ajnštajnova formula za fotoefekat i eksperimentalna provera. Komptonovi eksperimenti. Formula za Komptonov efekat.

6. Spektralne serije i energetski nivoi vodonikovog atoma.

Frank-Hercov ogled. Neelastični sudari elektrona i atoma. Savremeniji Frank-Hercov ogled; energetski spektri atoma. Spontano i stimulisano zračenje; Plankova formula. Spektralne serije H-atoma i Ritcov kombinacioni princip. Borova teorija vodonikovog atoma. Otkriće deuterijuma i objašnjenje spektra po Boru. Bor-Zomerfeldovi postulati; princip korespondencije.

7. Talasi i čestice.

Talasno kretanje; talasna jednačina i superpozicija talasa. Talasni paket; fazna i grupna brzina. Dualizam talas-čestica. Ilustracija na primerima. De-Broljijeva hipoteza i ilustracija na Borovom modelu. Difrakcioni eksperimenti Devisona i Džermera. Relacija neodredjenosti i princip superpozicije; talasna funkcija fizičkog sistema i gustina verovatnoće.

8. Šredingerova jednačina.

Fizičke veličine i njihov spektar; sopstvene vrednosti i sopstvena stanja fizičke veličine. Srednje vrednosti fizičkih veličina. Istovremenost merenja fizičkih veličina; potpuni skup fizičkih veličina i bazis stanja. Neprekidni spektar fizičkih veličina. Dirakova delta funkcija.

Impuls: sopstvena stanja i vrednosti operatora. Talasna funkcija kao funkcija vremena; Šredingerova jednačina. Stacionarna stanja i granični uslovi. Potencijalna "jama" u kvantnoj mehanici. Potencijalna "barijera" u kvantnoj mehanici. Linearni oscilator u kvantnoj mehanici; energetski spektar. Matrice u kvantnoj mehanici.
9. Ugaoni moment.

Orbitalni ugaoni moment. Orbitalni ugaoni moment i prostorne rotacije. Svojstvene vrednosti i svojstvene funkcije operatora L₂ i L_z. Spinski ugaoni moment. Sabiranje ugaonih momenata.

10. Kretanje u centralnom polju.

Svođenje dvočestičnog problema na jednočestični problem u kvantnoj mehanici. Centralno simetrični potencijal i svođenje Šredingerove jednačine na radijalnu. Kulonov problem; Radijalna jednačina i metod rešavanja. Energetski spektar vodonikovog atoma; oznake stanja i pravila prelaza. Spektar jona sa jednim elektronom u spoljnoj ljusci i vodoniku sličnih atoma. Narušenje degeneracije energije. Teorija zračenja: dozvoljeni i zabranjeni prelazi.

11. Približne metode.

Vremenski zavisna i nezavisna teorija perturbacije. Varijacioni račun.

12. Spin.

Eksperimentalne činjenice koje zahtevaju uvodjenje spina; Štern-Gerlahov eksperiment. Spinski operatori, spinska stanja elektrona. Energetski spektri alkalnih metala. Atom u slabom magnetskom polju; normalni Zemanov efekat. Anomalni Zemanov efekat; Landeovi koeficijenti. Relativističke popravke: fina struktura termova vodonikovog atoma, narušenje degeneracije.

13. Višeelektronski atomi.

Pojam identične čestice; operator zamene čestica; simetrična i antisimetrična stanja. Osnovno stanje helijuma; orto i para-helijum. Spinska talasna funkcija. Spektar helijumovog atoma; "izmenska energija". Višeelektronski sistemi; elektronske konfiguracije atoma. Osnovna stanja i Hundova pravila za kvantne brojeve. Rasel-Saundersova i "j-j" veza pri opisivanju stanja. Osnovna stanja atoma glavnih grupa periodnog sistema. Rentgenski termovi atoma i klasifikacija linija.

14. Elementi teorije rasejanja.

Eksperiment rasejanja i efikasni presek. Potencijalno rasejanje, opšte osobine. Metod parcijalnih talasa. Bornova aproksimacija.

15. Osnovi fizike molekula.

Dvoatomski molekul. Kvantni brojevi koji karakteriču molekulska stanja. Jonske veze u molekulima. Homeopolarne veze atoma u molekulama. Pojam valentnosti; pregled po glavnim grupama periodnog sistema. Van der Valsove sile u molekuli. Vibracioni nivoi u molekulskom spektru. Rotacioni nivoi u molekulskom spektru. Principi izgradnje modela vi/v seatomskih molekula.

Način polaganja ispita: Pismeno i usmeno.
Literatura:

1. E. V. Špoljski, Atomska fizika 1. i 2. tom, Nauka, Moskva 1984. (na ruskom).

2. M. Jurić, Atomska fizika, Naučna knjiga, Beograd 1986.

3. M Kurepa, Osnovi strukture atoma, Zavod za udžbenike i nastavna sredstva, Beograd 1996.

4. Bransden B.H. and Joachain C.J., Introduction to Quantum Mechanics, Longman Scientific & Technical, Burnt Mill, Harlow, 1990.

5. B. H. Bransden and C. J. Joachain, Physics of atoms and molecules, Longman Scientific& Technical, New York, 1990

6. I. Mančev, Zbirka zadataka iz atomske fizike, PMF Niš 2001.

7. M. Nikolić, I. Mančev i A. Tančić., Zbirka zadataka iz kvantne mehanike, Filozofski fakultet, Niš, 1997.

FIZIČKI IZVORI ŠTETNOSTI
Semestar: VIII 2+0+0

1.Mehaničke oscilacije i talasi.

Kinematika vibracija. Dinamika vibracija. Vibracije mehaničkih sistema. Slobodne i prinudne vibracije. Principi antivibracionog fundiranja mašina. Poremećajna sila. Instrumenti i metode merenja vibracija. Normiranje vibracija.

2.Zvučne oscilacije (buka).

Nastanak mehaničkih talasnih kretanja. Matematičko predstavljanje talasnih kretanja. Zvuk i zvučno polje. Brazina, energija i intenzitet zvuka. Zvučna snaga. Frekvencijski spektar buke. Jedinice za merenje nivoa zvuka (buke). Definicije decibela. Složeni nivoi. Logaritamsko sabiranje, oduzimanje i usrednjavanje nivoa. Osedaj jačine zvuka. Fon. Ekvifonske linije. Son. Rad i mehanizam organa sluha. Štetno psihofiziološko dejstvo buke. Zvučne traume i profesionalna oštecenja organa čula sluha. Ekvivalentni nivo buke. Merenje, analiza i normiranje buke. Instrumenti i metode merenja buke. Frekventni analizatori. Normiranje buke u skaldu sa ISO preporukama. Faktor N za procenu dozvoljenog nivoa buke. Prostorna akustika. Zvicna apsorpcija, vreme reve-rberacije, Sabinov i Eringov obrazac. Zvučna oscilacija.

3. Nejonizujuće elektromegnetno zračenje.

3.1. Elektromegnetne oscilacije i talasi - Energija elektromegnetnog polja. Elektrostatičko polje i dejstvo električnog pražnjenja. Zemljino električno i magnetno polje. Stacionarna električna i magnetna polja i njihovo štetno dejstvo. Elektromegnetna zračenja elektronskih uredjaja (uredjaji za prenos i distribuciju električne energije, indukcione i dielektrične peći). Elektromegnetna zračenja elektronskih uredjaja visokih, ultravisokih i hiper frekvenci ( uredaji u radio, TV, telefonskoj i radarskoj tehnici).

3.2. Infracrveno (toplotno) zračenje - Osnovne karakteristike i veličine. Merenje, analiza, normiranje i procenjivanje štetnog dejstva toplotnog zračenja. Metoda globustermometra. Metoda radiometra.

3.3 Mikroklimatski parametri - Pojam konfora, kataveličina i efektivna temperatura kao kriterijum konfornosti. Normiranje mikroklimatskih faktora.

3.4. Zračenje vidljive svetlosti - Fizičke i fiziološke fotometrijske veličine. Vrste i osobine osvetljenja. Merenje i analiza osvetljenosti. Merenje sjaja.

3.5. Ultravioletno zračenje - Izvori ultravioletnog zračenja, jedinice za merenje, štetno dejstvo i zaštita.
4. Jonizujuće zračenje.

Rendgensko zračenje. Radiaktivno alfa, beta, gama i neutronsko zračenje. Osnovne fizičke karakteristike. Veličine i jedinice. Štetno dejstvo, maksimalno dozvoljene doze koncentracije jonizujućeg zračenja. Dozimetrija zračenja. Pojam doze. Definicije i jedinice. Izražavanje doza. Maksimalno dozvoljene doze (MDD). Metode u dozimetriji. Vrste dozimetara i rad sa njima. Zaštita od jonozujućeg zračenja. Proračun debljine zaklona (ekrana). Faktori rastojanja i vremena. Radijaciono-hemijske promene koje zračenje izaziva. Fizicki, fizičko-hemijski i hemijski stadijum. Radioliza vode. Dejstvo jonozujućeg zračenja na vodene rastvore, organske siteme i čvrsta tela. Biološki efekti zračenja. Efekti zračenja na biološki značajne molekule, ćelije, tkiva i organe. Uporedna radiosezitivnost i radiozistentnost živih bica. Opšte i parcijalno ozračenje. Restauracija posle zračenja. Modifikatori radijacione povrede. Somatski i genetski efekti zračenja. Akutno i hronično ozračavanje. Medicinska zaštita. Klinička slika i lečenje radijacione bolesti. Dekontaminacija kontaminiranih osoba. Konataminacija i dekontaminacija površina. Teorijski i praktični aspekti dekontaminacije. Metode i uredaji. Radioaktivni otpatci. Skupljanje, skladišenje, transprt i tetiranje radioaktivnog otpada. Propisi, preporuke i organizacija zaštite od jonizujuceg zracenja.

Način polaganja ispita: Usmeno.

Literatura:

1. Dr Dragan J. Velicković - Fizičke štetnosti I – Institut za dokumentaciju zaštite na radu, Niš 1978.

2. Dr Dragan J. Velicković - Fizičke štetnosti II – Institut za dokumentaciju zaštite na radu, Niš 1978.

3. Dr Ivan Draganić – Radioaktivni izotopi i zračenja, Naučna knjiga, Beograd 1985.

4. Razni kursevi biofizike, zaštite od zračenja, dozimetrije, radiokologije, nuklearne medicine, medicinske zaštite na radu.

RAČUNARI U NASTAVI FIZIKE
Semestar: VIII 3+0+2

Najvažnije komponente računara. Osnove operativnih sistema. Kreiranje i manipulacija tekstom i grafikom (obrada integrisanih programskih paketa: TeX, MS Word, ORIGIN) Različite mogucnosti primene računara u nastavi i vežbama. Prikupljanje i obrada podataka. Samostalno ucenje uz pomoć računara. Različiti računarski programi za demonstracije u fizici. Izvodjenje fizičkih eksperimenata uz pomoć računara. Simulacije fizičkih demonstracionih eksperimenata. Internet i njegovi alati za pretraživanje i prikupljanje podataka.

Oblici nastave: Predavanja i prakticne vežbe
Način polaganja ispita: Praktično i usmeno.
FIZIKA JONIZOVANIH GASOVA I LASERA
Semestar: VII 3+0+2

1. Uvod.

Definicija osnovnih pojmova i odredjenje prema ostalim kursevima. Jonizovani gasovi u prirodi i laboratoriji. Formiranje i raspad naelektrisanih čestica u gasovima (fotojonizacija, jonizacija elektronskim udarom i sudarima teških čestica, sudari sa površinama, rekombinacija, difuzija). Kratak istorijat istraživanja.

2. Sudarni p rocesi.

Osnovni pojmovi fizike atomskih sudara i kineticke teorije gasova. Elasticni sudari (elektronneutral, neutral-neutral, jon-neutral, rezonantni prenos naelektrisanja, kulonovski sudari naelektrisanih čestica). Neelasticni sudari (ekscitacija i jonizacija elektronskim udarom, zahvat elektrona, fotoekscitacija, fotojonizacija, termalna jonizacija, elektron-jonska, radijativna, trojna, disocijativna rekombinacija). Eksperimentalno odredjivanje preseka i koeficijenata brzina reakcija. Procesi emisije na površinama (termoelektronska emisija, sekundarna emisija izazvana jonima i metastabilnim stanjima, fotoelektronska emisija, emisija pod dejstvom polja).

3. Transportni procesi.

Drift. Pokretljivost elektrona i jona. Elektricna provodnost. Difuzija. Ajnštajnova relacija. Ambipolarna difuzija. Toplotna provodnost. Eksperimentalno odredjivanje transportnih parametara. Funkcija raspodele elektrona, Bolcmanova jednacina. Neravnotežni karakter pražnjenja, definicija roja čestica.

4. Nesamostalno pražnjenje i proboj.

Linearna oblast, jonizacija elektronskim udarom, učešće procesa na katodi. Električni proboj gasa. Pašenov zakon. Taunzendov mehanizam višestrukih lavina. Strimerni mehanizam proboja. Vreme kašnjenja elektricnog proboja.

5. Samostalno pražnjenje.

Strujno-naponska karakteristika pražnjenja.Tinjavo pražnjenje (normalno, subnormalno, abnormalno, opstruirano, sa šupljom katodom). Oblasti tinjavog pražnjenja. Katodni tamni prostor. Pozitivni stub u molekularnom i difuzionom režimu. Električne struje u pozitivnom stubu. Osnovne karakteristike plazme (Debajeva teorija ekraniranja, plazmena frekvencija, granicni slojevi). Korona. Radiofrekventno i mikrotalasno pražnjenje. Varnično (impulsno) pražnjenje. Pinc efekat. Atmosfersko pražnjenje. Lučno pražnjenje. Katodna oblast i pozitivni stub lučnog pražnjenja.

6. Eksperimentalne metode fizike jonizovanih gasova.

Merenje jačine struje i napona. Plazmene sonde. Merenja bazirana na statistici. Šliren ili refrakcione metode. Klasična i laserska interferometrija. Klasična spektroskopska dijagnostika. Emisiona merenja. Linijski, kontinualni i trakasti spektri. Profili linija. Apsorpciona merenja. Laserska apsorpcija i laserski indukovana fluorescencija. Optogalvanski efekat. Rasejanje laserske svetlosti. Mikrotalasna dijagnostika. Elektronska spinska (paramagnetna) rezonancija. Masena spektrometrija.

7. Primene jonizovanih gasova.

Gasni izvori svetlosti (natrijumove, živine visokog i niskog pritiska, neonske i ksenonske lampe). Elektronske cevi (dioda, tiratron, ignitron, stabilitron, displeji, gasna fotocelija, Geiger-Muller-ov brojač, gasni prekidači i dielektrici). Gasni laseri sa električnim pražnjenjem. Obrada materijala (sečenje i zavarivanje, topljenje). Plazmatron. Obrada površina raspršivanjem (čišćenje, nagrizanje, depozicija). Primene u mikroelektronici.

8. Interakcija elektromagnetnog zračenja sa supstancijom.

Spontana emisija. Koeficijenti Ajnštajna. Indukovana apsorpcija i emisija. Koherentnost svetlosti. Stvaranje inverzne naseljenosti. Laserski sistemi sa tri i cetiri nivoa.

9. Optički rezonatori.

Ponašanje elektromagnetnog talasa u šupljini. Fabri-Peroova šupljina. Longitudinalni i transverzalni modovi, osnovna moda, širina mode. Prag laserske akcije. Osobine laserskih rezonatora. Osobine laserskog zracenja. Podela lasera.

10. Gasni laseri.

Aktivna sredina gasnih lasera. Tehnike stvaranja inverzne naseljenosti. Karakteristike cevi gasnih lasera. Atomski laseri. Helijum-neonski laser. Jonski laseri. Argonski jonski laser. Molekulski laseri. Ugljen-dioksidni laser. Hemijski laseri.

11. Modulacija laserskog zračenja.

Fizički principi i klasifikacija modulatora. Komponente laserske optike. Nelinearna optika. Prijemnici laserskog zračenja.

12. Primene lasera.

Laserska tehnologija. Obrada materijala pomoću lasera. Holografija. Optička lokacija. Primene lasera u naučnim istraživanjima. Pravci razvoja lasera.

Način polaganja ispita: Usmeno.
Literatura:

1. V. Lj. Marković , Fizika jonizovanih gasova (PMF, Niš, 2004).

2. N. Konjević , Uvod u kvantnu elektroniku Laseri (Naučna knjiga, Beograd, 1981).

3. S. Lugomer i M. Stipančić, Laser (Svetlost, Sarajevo, 1977).

METODIKA NASTAVE FIZIKE I OPŠTETEHNIČKOG

OBRAZOVANjA

Semestri: VII 2+0+3

VIII 2+0+3

1. Nastava kao vaspitno obrazovni process.

Nastava u prošlosti. Opšti zadaci nastave. Tri osnovna tipa nastave. Didaktički sistemi. Heuristička nastava. Programirana nastava. Problemska nastava. Egzemplarna nastava. Mentorska nastava.

2. Didaktika nastave fizike.

Metode u nastavi fizike. Monološka metoda. Dijaloška metoda. Metoda rada sa udžbenikom. Metoda laboratorijskih radova. Induktivni i deduktivni pristup u nastavi. Ostvarivanje didaktičkih principa u nastavi. Princip naučnosti u nastavi fizike. Princip svesnosti i aktivnosti učenika u nastavi. Princip tačnosti i trajnosti znanja. Princip sistematičnosti i postupnosti. Princip očiglednosti i apstraktnosti.

3. Organizacija nastave i priprema nastavnika.

Razredno časovni sistem. Drugi organizacioni sistemi. Tipovi školskih časova. Posebne napomene u vezi časova izučavanja novog gradiva. Planiranje nastave i priprema nastavnika.

4. Primena znanja - zadaci iz fizike.

Kvalitativni zadaci - zadaci pitanja. Grafički zadaci. Poučavanje učenika u rešavanju kvantitativnih zadataka. Eksperimentalni zadaci.

5. Školski eksperiment iz fizike.

Demonstracioni eksperiment. Tehnika demonstracionog eksperimenta. Laboratorijske vežbe. Laboratorijski eksperimentalni zadaci. Domaći eksperimentalni zadaci. Izrada učila i aparata.

6. Proveravanje i ocenjivanje rada i uspeha učenika.

Društveni, pedagoški i psihološki značaj ocene. Osnovne funkcije proveravanja i ocenjivanja učenika. Osnovni zahtevi korektnog proveravanja i ocenjivanja. Kriterijumi ocenjivanja. Neki nedostaci u ocenjivanju učenika i nove tendencije. Metode ocenjivanja učenika u nastavi fizike. Savremene metode proveravanja i ocenjivanja.

7. Predmet i zadaci metodike opštetehničkog obrazovanja.

Predmet metodike nastave opštetehničkog obrazovanja (OO). Zadaci metodike nastave OO. Odnos metodike nastave OO i drugihnauka. Značaj i zadaci nastave OO u osnovnoj školi.

8. Plan i program nastave OO u osnovnoj školi.

Izbor nastavnih sadržaja. Sadržaj nastave OO od petog do osmog razreda osnovne škole. Praktični zadaci. Dopunska nastava. Dodatna nastava. Praktični zadaci. Značaj i zadaci tehničkih aktivnosti. Tehničke sekcije, klubovi, zadruge. Takmičenja, smotre i izložbe

9. Psihološ ke osnove OO.

Razvijanje pažnje, mašte i tehničkog mišljenja. Razvijanje tehničkog stvaralaštva. Zasnovanost nastavnih sadržaja na psihološkim mogućnostima učenika.

10. Principi nastave OO.

Principi proizvodne aktivnosti. Princip politehnizacije. Princip tipičnosti. Princip ekonomičnosti. Princip usklađenosti nastavnog rada sa uzrastom učenika.

11. Međusobna povezanost nastave oo i ostalih predmeta.

Nastava fizike i OO. Nastava hemije i OO. Nastava biologije i OO. Nastava matematike, geografije, istorije i OO.

12. Organizacija nastave opštetehničkog obrazovanja i vaspitanja.

Sistem i oblici OO u osnovnoj školi. Oblici i metode rada u školskoj radionici. Faze praktičnog vežbanja, organizacija rada. Nastavni oblici (grupni, zajednički, rad u parovima i individualni rad).

Vežbe: Demonstracione (laboratorijske) i praktične.
Uslovi za polaganje ispita: Urađene vežbe.
Način polaganja ispita: Praktično i usmeno.

Literatura:

1. Tomislav Petrović: Didaktika fizike, Fizički fakultet, Beograd, 1994.

2. Tomislav Petrović: Nastavna sredstva fizike - I deo, Fizički fakultet, Beograd, 1994.

3. Tomislav Petrović: Nastavna sredstva fizike - II deo, Fizički fakultet, Beograd, 1996.

4. Vladimir Poljak: Didaktika, Školska knjiga, Zagreb, 1980.

5. Milan Raspopović: Metodika nastave fizike, Zavod za udžbenike i nastavna sredstva, Beograd, 1992.

6. Đorđe Basarić: Metodika nastave fizike, Naučna knjiga, Beograd, 1979.