Preskoči na glavno vsebino

Matematična fizika I

Predmet se izvaja v programu:
Fizika in astrofizika prve stopnje

Cilji in kompetence

  • osvojitev matematičnega opisa fizikalnih problemov z uporabo navadnih diferencialnih enačb (NDEs);

  • obvladovanje konstrukcije matematičnih modelov fizikalnih sistemov.

Pogoji za vključitev v delo oz. za opravljanje študijskih obveznosti

Analiza I

Vsebina

  1. Bazični koncepti. Opis fizikalnih sistemov z uporabo navadnih diferencialnih enačb (NDE). Začetni problem. Robni problem. Rešitev NDE. Obstoj in edinstvenost rešitev.

  2. Diferencialne enačbe 1. reda. Ločljive enačbe. Natančne NDE. Integracijski faktorji. Linearne enačbe. Bernoullijeva enačba.

  3. Diferencialne enačbe 2. reda. Ustrezni fizikalni problemi. Nihanje. Električna vezja. Sistemi NDE kot modeli.

  4. Načini rešitev navadnih enačb 2. reda. Rešitve z uporabo Laplaceovih transformacij. Rešitve z uporabo vrst. Posebne funkcije. Besselove funkcije. Legendrove funkcije. Ortogonalne funkcije.

  5. Skalarna in vektorska polja. Uporaba diferencialnih operatorjev grad, rotor, divergenca in integralskih izrekov.

Predvideni študijski rezultati

Študenti bodo osvojili pojme in koncepte:

  • formuliranja osnovnih fizikalnih problemov v obliki navadnih diferencialnih enačb (NDEs);

  • konstruiranja in študija matematičnih modelov fizikalnih sistemov z uporabo metod reševanja NDE in sistemov NDE.

Temeljna literatura in viri

Temeljna:

  • E. Kreyszig, Advanced engineering mathematics, Wiley (2006). Katalog E-gradivo

Dodatna:

  • L. Elsgolts, Differential equations and the calculus of variations, U.Press of Pacific (2004). Katalog E-gradivo
  • T. Chow, Mathematical methods for physicists: a concise introduction, Cambridge (2000). Katalog E-gradivo
  • G. Arfken, H. Weber, F. Harris, Mathematical methods for physicists, Elsevier (2012). Katalog E-gradivo
  • I. Kuščer, A. Kodre, Matematika v fiziki in tehniki, DMFA, Ljubljana (2006). Katalog

Načini ocenjevanja

  • opravljene domače naloge
  • pisni izpit
  • ustni izpit

Reference nosilca

Dr. Sergey Vorobyev je izredni profesor za področje fizike na Univerzi v Novi Gorici. Dr. Sergey Vorobyev is associate professor of physics at the University of Nova Gorica.

Njegova raziskovalna dejavnost je povezana z eksperimentalno fiziko kozmičnih žarkov in astronomijo gama žarkov zelo visokih energij.
Izbrane objave / selected publications:
MERTEN, L., VOROBIOV, S., et al., Scrutinizing FR 0 radio galaxies as ultra-high-energy cosmic ray source candidates. Astroparticle Physics, ISSN 0927-6505, 2021, v. 128, 1-22.
[COBISS.SI-ID 50457091].

Pierre Auger Collaboration, AAB, A., VOROBIOV, Serguei, et al., Observation of a large-scale anisotropy in the arrival directions of cosmic rays above 8×1018 eV. Science, ISSN 0036- 8075, sep. 2017, vol. 357, iss. 6357, str. 1266-1270, ilustr., doi: 10.1126/science.aan4338.
[COBISS.SI-ID 4921595].
SCHWANKE, U., VOROBIOV, Serguei, et al., A versatile digital camera trigger for telescopes in the Cherenkov Telescope Array. Nuclear instruments and methods in physics research. Section A, ISSN 0168-9002, 2015, vol. 782, str. 92-103, doi: 10.1016/j.nima.2015.01.096.
[COBISS.SI-ID 3758075].
CTA Consortium, ACTIS, M., VOROBIOV, Serguei, et al. Design concepts for the Cherenkov Telescope Array CTA : an advanced facility for ground-based high-energy gamma-ray astronomy. Experimental astronomy, Astrophysics and space science, ISSN 0922-6435, 2013, vol. 32, no. 3, str. 193, doi: 10.1007/s10686-011-9247-0. [COBISS.SI-ID 3234555].
VOROBIOV, Serguei, et al., NECTAr : new electronics for the Cherenkov Telescope Array. Nuclear instruments and methods in physics research A, ISSN 0168-9002, vol. 639, no. 1, 2011, str. 62, doi: 10.1016/j.nima.2010.08.112. [COBISS.SI-ID 3233787].
H.E.S.S. Collaboration, ABRAMOWSKI, A., VOROBIOV, Serguei, et al. Search for a dark matter annihilation signal from the galactic center halo with H.E.S.S. Physical review letters, ISSN 0031-9007, 2011, vol. 106, 161301-1-161301-5, [COBISS.SI-ID 3232251].
VOROBIOV, Serguei, HUSSAIN, Mustafa, VEBERIČ, Darko. Studies of UHECR propagation in the galactic magnetic field. V: CAPDEVIELLE, Jean-Noël (ur.), ENGEL, Ralph (ur.), PATTISON, Bryan (ur.). ISVHECRI 2008 proceedings, Paris, France, 2008, (Nuclear physics B, Proceedings suppl., ISSN 0920-5632, v. 196, s. 203. [COBISS.SI-ID 1305083].
DJANNATI-ATAI, A., VOROBIOV, Serguei, et al. Detection of the BL Lac Object 1ES 1426+428 in the very high energy gamma-ray band by the CAT telescope from 1998- 2000. Astronomy & astrophysics, ISSN 0004-6361, 2002, let. 391, št. 3, str. L25-L28.
[COBISS.SI-ID 564731].