1. J.R. Taylor. An Introduction to Error Analysis: The Study of Uncertainties in Physical Measurements, University Science Books, 1997.
2. J. Mandel. The Statistical Analysis of Experimental Data, Dover Publications. 1964
3. E.J. Billo. Excel for Chemist, Wiley, 2011
Ústna skúška v rámci ktorej študenti prezentujú teoretické vedomosti z jednotlivých tematických okruhov, ktoré sú uvedené v stručnej osnove predmetu.
slovenský, anglický
1.Jednoduché experimentálne merania, fyzikálne jednotky, chyba merania ako experimentálna miera neistoty, dôležitosť určenia chyby meraní, presnosť merania, určenie rozptylu meraných hodnôt, určenie chýb pri odčítaní z mierky, určenie chyby merania z opakujúcich sa experimentov, repliky merania, odhad hodnoty, zápis odhadu a rozptylu hodnôt, počet platných číslic, definícia diskrepancie, meraná a akceptovaná hodnota, porovnávanie dvoch meraných hodnôt.
2. Grafické preverenie vzťahu medzi hodnotami, relatívne chyby merania, počet platných číslic pri relatívnych chybách, násobenie dvoch nameraných hodnôt a určenie experimentálnej neistoty výslednej hodnoty, chyby u priamych meraní, odmocninové pravidlo pre opakujúce sa merania, chyby nepriamych meraní, sčítanie, odčítanie dvoch experimentálnych hodnôt, produkt a kvocienty, sčítanie nezávislých chýb, chyba u funkcií s jednou premenou, experimentálne príklady.
3. Analýza náhodných chýb, náhodné a systematické chyby, stredná hodnota a štandardná odchýlka, štandardná chyba, normálna distribúcia, histogramy, distribúcia, limitná distribúcia, štandardná odchýlka a 68% interval, akceptácia meranej hodnoty, zamietnutie niektorých dát, Chauvenetové kritérium, vážený priemer, experimentálne príklady.
4. Metóda najmenších štvorcov, určenie smernice a priesečníka, vplyv chýb merania experimentálnych hodnôt, chyby určenia hodnôt smernice a priesečníka, experimentálne príklady, metóda najmenších štvorcov aplikovaná pre iné funkcie napr. polynóm, exponenciálna funkcia, viacnásobná regresia, experimentálne príklady, kalibračné priamky v biofyzike a biochémií.
5. Kovariancia a korelácia. Kovariancia pri výpočte chybovosti, koeficient lineárnej korelácie, kvantitatívny význam korelačného koeficientu r, autokorelácia, sériová korelácia, krížová korelácia, využitie korelačných funkcií pri sledovaní dynamiky individuálnych molekúl.
6. Binomická distribúcia v experimentoch, vrh kockou, definícia binomickej distibúcie, vlastnosti binomickej distribúcie, Gaussova aproximácia binomickej distribúcie, Gaussová distribúcia pre náhodné chyby, testovanie hypotéz, Poissonová distribúcia, vlastnosti, aplikácia Chi-squared testovanie distribúcií, experimentálne merania kontinuálnej a diskrétnej premennej. Stupne voľnosti a redukovaná chi-squared, pravdepodobnosti chi-squared, experimentálne príklady, riešenia, využitie výpočtov v programe Excel.
7. Zdroje šumu v biofyzikálnych experimentoch, mechanický šum, elektronický šum (termálny šum, výstrelový šum, interferencia), zdroje šumu pri optickom zobrazovaní, charakteristiky šumu: farba, výkonové spektrum, pomer signál-šum, metódy potlačenia šumu a spektrálna filtrácia dát.
8. Počítačové spracovanie experimentálnych dát (Origin, Igor), použitie fitovacích algoritmov, štatistické analýzy, zobrazenie výsledkov do grafov, 3D grafy, štatistické grafy, príprava obrázkov pre publikácie.
9. Matlab/Octave: nástroj pre numerické modelovanie, komplexné fitovanie dát so zdieľanými parametrami, ukážka a využitie v publikáciách.
10. Python: jednoduchý, ale komplexný nástroj na spracovanie a úpravu dát, široká škála knižníc, príklady využitia: fitovanie polynómom, Fourierova transformácia, strojové učenie, apod, ukážky využitia v praxi.
11.Príklady analýzy dát z oblasti spektrálnych meraní, vyhladenie spektier (pohyblivý priemer, Savitzky-Golay filter, Fourier filter), odčítanie spektrálneho pozadia (fitovanie polynómom vysokého stupňa, aproximácia pozadia lomenými čiarami, kotúľajúca sa gulička, iteratívne algoritmy), určenie polohy a intenzity píkov, komplexné spektrum ako lineárna kombinácia jednoduchých spektier.
12. Spracovanie obrazu: využitie Pythonu pre spracovanie obrazu, zobrazovanie len relevantných častí obrázka (ROI – „region of interest“) a ich následná analýza, binárny thresholding, rozdelenie častí obrazu podľa farieb, normovanie intenzity obrázkov, hľadanie kontúr v obrázkoch.
Oboznámenie študentov so základnými poznatkami a možnosťami vyhodnocovania biofyzikálnych experimentov, overovania hypotéz a diskriminácie medzi odlišnými modelmi. Študenti získajú prehľad o možnostiach počítačového spracovania experimentálnych údajov.
T. Katriňák a kol.: Algebra a teoretická aritmetika 1, Alfa Bratislava, 1985.
T.S Blyth, E.F. Robertson: Basic linear algebra, Springer Verlag, 2001.
K. Jänich: Linear algebra, Springer Verlag, 1991.
Udeľuje sa na základe priebežného hodnotenia, písomnej a ústnej časti skúšky. Účasť: Účasť na prednáškach a cvičeniach je povinná (tolerované sú najviac 3 neúčasti počas semestra)! Priebežné hodnotenie: Počas semestra sa uskutočnia dve riadne ("povinné") písomky a opravná ("nepovinná") písomka. Všetky trvajú 100-120 min a na každej je možné získať 20 bodov. Ak študent získa a bodov z prvej a b bodov z druhej písomky a (i) nezúčastní sa opravnej písomky, tak jeho priebežné hodnotenie je h = a + b bodov, (ii) zúčastní sa opravnej písomky a získa z nej c bodov, tak jeho priebežné hodnotenie je h = max {( a + b) / 2 + c, a + b - 2} bodov. Skúška: Študent sa môže zúčastniť skúšky len ak h ≥ 16. Skúška pozostáva z písomky, testu a ústnej časti. Na písomke a teste je možné získať po 15 bodov a na ústnej časti 30 bodov. Ak p, t, u sú počty bodov, ktoré študent získa z písomky, testu a ústnej časti skúšky, tak celkový bodový zisk študenta je s = h + p + t + u. Stupnica: 0 ≤ s ≤ 49 FX; 50 ≤ s ≤ 59 E; 60 ≤ s ≤ 69 D; 70 ≤ s ≤ 79 C; 80 ≤ s ≤ 89 B; 90 ≤ s ≤100 A.
slovenský
Sústavy lineárnych rovníc, Gaussova eliminačná metóda. Zobrazenia, permutácie. Maticový počet. Determinanty, Cramerovo pravidlo.
Získaťa osvojiť si základné pojmy z lineárnej algebry týkajúce sa sústav lineárnych rovníc a vedieť ich aplikovať.
G. Birkhoff, S. MacLane: Prehľad modernej algebry, Alfa Bratislava, 1979
T. Katriňák a kol.: Algebra a teoretická aritmetika 1, Alfa Bratislava, 1985
M. Sekanina, L. Boček, M. Kočandrle, J.Šedivý: Geometrie 1, SPN Praha 1986
M. Hejný, V. Zaťko, P. Kršňák: Geometria 1, SPN Bratislava 1985
J. Eliaš, J. Horváth, J. Kajan: Zbierka úloh z vyššej matematiky 1, Alfa Bratislava
A. F. Beardon: Algebra and Geometry, Cambridge University Press, 2005
Písomné previerky počas semestra, plus dva testy, ktoré môžu nahradiť časť ústnej odpovede na
skúške. Záverečné hodnotenie sa udeľuje na základe priebežného hodnotenia, písomnej a ústnej
časti skúšky.
slovenský
Vektorové priestory, báza. Hodnosť matice.
Lineárne zobrazenia. Podobné matice. Vlastné vektory a charakteristické hodnoty lineárnej transformácie.
Afinné priestory. Lineárna sústava súradníc. Podpriestory, ich parametrické a neparametrické
vyjadrenie. Vzájomná poloha dvoch podpriestorov. Zmena lineárnej sústavy súradníc. Euklidovské priestory, skalárny súčin. Vzdialenosti euklidovských podpriestorov.
Kužeľosečky a kvadratické plochy.
Nadobudnúť základné poznatky o vektorových priestoroch, lineárnych zobrazeniach.
Oboznámiť študentov s analytickou geometriou lineárnych a kvadratických útvarov v
euklidovskom priestore.
Získanie vedomostí o význame a funkcii chemických prvkov, biokovov, ultramikrobiokovov v živých organizmoch, vrátane biominerálov a nových biomateriáloch využívaných v praxi.
Ivano Bertini, Harry B. Gray, Edward I. Stiefel, Joan Selverstone Valentine, Biological Inorganic Chemistry, University Science Books, Melville USA, 2007, ISBN 978-1-938787-96-6
Shriver D. F., Atkins P. W., Overton T. L., Rourke J.P., Weller M.T., Amstrong F.A.: Shiver & Atkins. Inorganic Chemistry. Oxford University Press, Oxford 2006.
Kaim W., Schwederski B.: Bioinorganic Chemistry: Inorganic Elements in the Chemistry of Life. Wiley, Chichester 1998.
Wilkins P. C., Wilkins R. G.: Inorganic Chemistry in Biology. OCP, Oxford 1997.
Reháková, M.: Bioanorganická chémia I, UPJŠ, Košice 2007
Prednášky
Test alebo seminárne práce.
Teoretické zvládnutie obsahu prednášok a povinné absolvovanie seminárov v plnom rozsahu v zmysle študijného poriadku. Kreditové ohodnotenie predmetu zohľadňuje nasledovné zaťaženie študenta: priama výučba a samoštúdium odporúčanej doplňujúcej literatúry - 2 kredity, vypracovanie ppt projektov - 2 kredity, príprava na skúšku – 1 kredit. Minimálna hranica na získanie hodnotenia je úspešné absolvovanie ústnej skúšky a vypracovanie ppt prezentácie v zadanom rozsahu. Hodnotiaca škála je určená nasledovne: A (90-100%), B (80-89%), C (70-79%), D (60-69%), E (50-59%), F (0-49%)
slovenský, anglický
Výučba sa realizuje prezenčne alebo dištančne s využitím nástroja MS Teams. Formu výučby upresní vyučujúci v úvode semestra, aktualizuje priebežne. Prednášky sú dostupné aj v LMS UPJŠ.
- Predmet štúdia bioanorganickej chémie.Prvky v biosystémoch - biokovy
prechodné a neprechodné, ultramikrobiokovy, esenciálne prvky.
Základné zlúčeniny živých sústav.
- Charakteristika biokoordinačných zlúčenín, typy bioligandov.
Biokatalyzátory, akumulátory kyslíka, fotochemické systémy.
- Funkcia prechodných biokovov v biosystémoch, ich transport a procesy
súvisiace s ich účasťou.
- Funkcia železa, zásobné formy, transferín, ferritín, hemosiderin,
porfyrínové pigmenty. Hemoglobín, myoglobín. Prenos plynov v krvi.
Cytochromy. Proteíny so železom a sírou. Siderochromy.
- Funkcia kobaltu. Vitamín B12 a jeho deriváty. Enzymatické reakcie.
- Funkcia Cu a Zn v biosystémoch. Modré proteíny. Hemocyanín.
Metaloenzýmy Cu a Zn.
- Funkcia Mn a Mo. Metaloenzýmy Mo, ich účasť na kolobehu dusíka.
- Ultramikrobiokovy Cr, V, Ni.
- Neprechodné biokovy Na, K, Ca, Mg. Biominerály. Ionofory.
- Funkcia nekovových prvkov.
- Toxické účinky kovových prvkov a iných jedov.
- Využitie poznatkov bioanorganickej chémie v praxi, v medicíne
(biomateriály - bioinertné, bioaktívne), vo farmácii (protinádorovo
aktívne chemoterapeutiká, cis-platina), v poľnohospodárstve, ekológii,
minerálnych biotechnológiách - pri získavaní kovov z polymetalických
rúd alebo na kov chudobných rúd, resp. odpadov - i v iných oblastiach
praxe.
Biokovy (makroelementy, mikroelementy) - ich mobilizácia, transport, uskladňovanie. Biomineralizácia a biominerály – základné princípy, funkcie endoskeletov a exoskeletov. Základné anorganické substráty, biokoordinačné zlúčeniny – základné štruktúrne a funkčné korelácie. Metaloenzýmy a v proteíny aktivované kovmi. Biokatalyzátory pre prenos kyslíka a elimináciu reaktívnych foriem kyslíka. Štruktúra a funkcia metaloenzýmov v geochemickom cykle dusíka, vo fotosystémoch I a II počas fotosyntézy, v komplexoch dýchacieho reťazca. Hydrolázy a lyázy na báze metaloenzýmov. Makroelementy a ich homeostáza. Bioanorganická chémia v praxi - v medicíne, farmácii, poľnohospodárstve, životnom prostredí, v minerálnych biotechnológiách a iných oblastiach.
Študent po absolvovaní prednášok a samoštúdia preukáže primerané zvládnutie obsahového štandardu predmetu, ktorý je definovaný stručným obsahom predmetu a odporúčanou literatúrou. Získa a samoštúdiom si prehĺbi vedomostí o štruktúre, význame a funkcii biokovov v živých organizmoch, vrátane biominerálov a nových biomateriáloch využívaných v praxi.
Skúška
Študent má získať ucelený pohľad na jednotlivé časti prednášaného predmetu.
Schneiderka P. a kol.: Stanovení analytů v klinické biochemii, vyd. Karolinum, Praha, 1998
Králová B. a kol.: Bioanalytické metody, VŠCHT, Praha, 1995
D. J. Holme, H. Peck: Analytical Biochemistry, 1998
S. R. Mikkelsen, E. Cortón: Bioanalytical Chemistry, 2004
V. A. Gault, N. H. McClenaghan: Understanding Bioanalytical Chemistry: Principles and applications, 2009
Vynechanie maximálne troch cvičení.
Skúška realizovaná písomnou formou s minimálne 51% bodovým hodnotením.
slovenský, anglický
Výučba sa realizuje prezenčne alebo v prípade potreby dištančne s využitím nástroja MS Teams, BigBlueButton a pod. Formu výučby upresní vyučujúci v úvode semestra, aktualizuje priebežne.
1. Úvod do analytických metód v biochémii
2. Spracovanie a interpretácia výsledkov
3. Účinnosť zvoleného systému metód na zaistenie požadovanej úrovne analytickej spoľahlivosti
4. Spektrálne metódy stanovenia biomakromolekúl
5. Spektroskopia
6. Biosenzory
7. Enzýmy v bioanalytickej chémii
8. Separačné metódy
9. Elektroanalytické metódy
10. Imunochemické metódy
Študent získa ucelené informácie o metódach a prístupoch, ktoré sa uplatňujú pri analýzach v biochemickom laboratóriu.
Písomná skúška
1. E. Schrödinger. Whar is life? Cambridge University Press, 1992.
2. T. Hülswitt a R. Brinzanik. Budeme žít věčne? Kniha Zlín , 2012
3. J. Dowsett, P.A. Kenny a R.E. Johnston. The physics of diagnostic imaging. Hodder Arnold, 2006.
4. M.A. Hamblin a P. Mroz. Advances in photodynamic therapy.Artech House, 2008.
5. Súbor aktuálnych vedeckých publikácií
Vypracovanie písomnej práce k zadanej téme z oblasti využitia biofyziky v biomedicíne a biotechnológiách.
slovenský jazyk
anglický jazyk
1. týždeň
Iónové kanály v personalizovanej medicíne. Základné poznatky o štruktúre a funkcii iónových kanálov v bunkách. Vzťah medzi vznikom rôznych ochorení (srdcovo-cievne, neurodegeneratívne, nádorové) a iónovými kanálmi. Iónové kanály ako nástroje pre vývoj liečív. Iónové kanály ako ciele pre cielenú terapiu.
2. týždeň
Trans-disciplinárny výskum - workflow na identifikáciu antivirotík (vysokopriepustná X-ray kryštalografia komplexov, modelovanie, epitopy, in vitro essays a úloha XBI). MikroCT s ROI na štúdium patológie covid-19 indukovanej neovaskularizácie pľúc. Experimentálne sledovanie nerovnovážnej štrukturálnej dynamiky – fotosyntetické reakčné centrá, opsíny, fotolýza vody pre vodíkovú energetiku.
3. týždeň
Použitie NiR fotobiostimulácie v terapii neurodegeneratívnych ochorení - princíp fotobiostimulácie, bunkové chromofóry, uplatnenie terapeutických aplikácií fotobiostimulácie na základe absorpčných spektier, aplikácie NiR fotobiostimulácie v liečbe Alzheimerovej a Parkinsonovej choroby a tiež pri traumách mozgu a miechy3
4.. týždeň
In vitro evolúcia proteínov. Evolučné techniky pri vývoji proteínov/enzýmov s novými vlastnosťami – prepojenie metód biofyziky, bioinformatiky, biochémie a molekulovej biológie. Návrh a dizajn mutácii metódami bioinformatiky a molekulovej biológie, selekcia a evolúcia metódami molekulovej biológie, analýza vlastnosti – rozpustnosti, stability, aktivity – novo vyvinutých proteínov metódami biochémie a biofyziky. Význam a využitie proteínov/enzýmov s vylepšenými vlastnosťami.
5. týždeň
Karcinogenéza ako evolučný proces. Podľa súčasných poznatkov je rakovina dôsledkom somatických mutácií a epigenetických zmien (epimutácií), ktorými bunky nadobúdajú nové vlastnosti ovplyvňujúce pomer medzi proliferáciou a apoptózou jednotlivých buniek, reprezentovaný tzv. fitness jednotlivých buniek v závislosti od konkrétneho prostredia, ktoré vytvára na bunky selekčný tlak. Keďže vlastnosti buniek sa pri replikácií dedia, všetky prerekvizity evolúcie sú splnené a karcinogenézu je možné študovať a modelovať ako evolučný proces.
6. týždeň
Lab-on-chip technológie. Mikrofluidické systémy. Mikroroboty ovládané svetlom. Dvojfotónová polymerizácia mikroštruktúr. Stavba experimentálnych zariadení. Časovo rozlíšená laserová spektroskopia fotocitlivých liečiv (fosforescencia, fluorescencia, tranzientná absorpcia). Detekcia singletového kyslíka.
7. týždeň
Biofyzikálne metódy pre štúdium monoklonálnych protilátok a iných terapeutických proteínov. Biologická funkcia protilátok, primárna a sekundárna imunitná odpoveď, triedy a podtriedy protilátok, úloha jednotlivých typov protilátok, primárna, sekundárna, terciárna a kvartérna štruktúra protilátok, príklady terapeutických protilátok: trastuzumab a adalimumab. Príprava protilátok, prehľad sledovaných fyzikálno-chemických vlastností protilátok, kritické atribúty kvality.
8. týždeň
Využitie bioinformatiky v biomedicíne. Vývoj nových technológií nám poskytol ohromujúce množstvo informácií o génome človeka vrátane individuálnych odlišností . Okrem prirodzenej potreby databázového uchovania takto získaných informácií vznikla taktiež potreba konceptualizácia postupov, analýz a spracovania dát za účelom porozumenia, modelovania a riešenia komplexných výziev ako napríklad farmakogenetika a personalizovaná medicína.
9. týždeň
Mitochondrie v chorobách a starnutí. Sila protónového pohybu a vznik života. Význam bunkového dýchania pre multicelulárne organizmy. Mitochondrie a vznik komplexnosti života. Mitochondriálna teória starnutia. Mitochondrie a choroby - vznik, priebeh a terapia.
10. týždeň (
Optické zobrazovanie, diagnostika a terapia v medicíne. Moderné trendy v metódach optického zobrazovania (fluorescenčné a Ramanovské zobrazovania). Diagnostika a terapia (interakcia svetla s biologickým tkanivom, vybrané metódy medicínskej optickej diagnostiky a terapie).
11.-12. týždeň
Samostatné štúdium vybraných textov z oblasti využitia biofyziky v biomedicíne a biotechnológiách.
Predmet poskytne študentom možnosť oboznámiť sa s využitím poznatkov biofyziky pri realizácii biomedicínskeho výskumu a aplikáciách týchto poznatkov pri vývoji nových biotechnológií. Po úspešnom absolvovaní predmetu by mali byť študenti schopní oceniť význam biofyziky pre rozvoj biomedicínskeho výskumu a biotechnologického priemyslu.
1. Allewell N. M., Narhi L. O., Rayment I. (eds.): Molecular Biophysics for the Life Sciences, Springer Science+Business Media New York 2013 2. Glaser R.: Biophysics, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2012
3. Jackson M. B., Molecular and cellular biophysics, Cambridge University Press 2006
4. Alberts: Molecular biology of the cell, Garland Science, New York 2002
5. Hardin J., Bertoni G., Kleinsmith L. J.: Becker’s World of the Cell, Pearson Education, Inc., San Francisco 2006
6. Dillon P. F.: Biophysics A Physiological Approach, Cambridge University Press 2012
7. Daune M., Molecular biophysics, Oxford University press, 2004
Na úspešné ukončenie predmetu musí študent preukázať dostatočné porozumenie základným pojmom a vybraným procesom prebiehajúcim na bunkovej úrovni. Študent si musí počas semestra priebežne osvojiť obsah učiva, aby získané poznatky mohol aktívne a tvorivo využiť pri riešení konkrétnych problémov. Podmienkou pre získanie kreditov je absolvovanie písomného testu a ústnej skúšky, ktorá pozostáva z teoretických otázok a problémovej úlohy. Kreditové ohodnotenie predmetu zohľadňuje nasledovné zaťaženie študenta: priama výuka, samoštúdium, individuálne konzultácie a hodnotenie. Minimálna hranica na absolvovanie predmetu je získanie aspoň 50% z celkového bodového hodnotenia.
slovenský, anglický
1. Tok energie v bunke: význam energie pre živé organizmy, základné pojmy termodynamiky, voľná Gibbsova energia a význam jej zmeny, štandardná voľná Gibbsová energia, život a ustálený stav. 2. - 3. Biologické membrány: funkcie bunkových membrán; štruktúra membrán - historický prehľad, membránové lipidy (rozdelenie, polymorfizmus lipidov, fázový prechod, teplota fázového prechodu, regulovanie tekutosti bunkových membrán), membránové proteíny, membránové domény; mechanické vlastnosti; elektrické vlastnosti; modelové membrány.
4. Transport látok cez membrány - termodynamický pohľad: osmotický tlak, Nernstov potenciál, Donnanov potenciál, kľudový potenciál bunkovej membrány, transport nenabitých látok cez membránu, transport nabitých látok cez membránu, elektrický difúzny potenciál. 5. - 6. Transport látok cez membrány - mechanizmy transportu látok: jednoduchá difúzia, osmóza; uľahčená difúzia - proteínové prenášače, ich špecificita, kinetika transportu, inhibícia, rozdelenie proteínových prenášačov, príklady proteínových prenášačov (prenášač glukózy a prenášač chloridových a uhličitanových iónov), proteínové kanály, (poríny, aquaporíny, iónové kanály); aktívny transport - vlastnosti, zdroje energie, priamy aktívny transport využívajúci ATP ako zdroj energie (ATPázy typu P, ATPázy typu F, ATPázy typu V, ABC transportéry), príklad priameho aktívneho transportu (Na+/K+ -ATPáza), nepriamy aktívny transport, príklad nepriameho aktívneho transportu (absorpcia glukózy), príklad priameho aktívneho transportu využívajúceho svetlo ako zdroj energie (bakteriorodopsín); ionofóry; energetika transportu. 7. - 8. Chemotrofný energetický metabolizmus - aeróbne dýchanie: mitochondrie (štruktúra a funkcie), bunkové dýchanie (glykolýza, oxidácia pyruvátu, Krebsov cyklus, elektrónový transport, syntéza ATP), prenášače v elektrónovom transporte, redoxný potenciál, postupnosť elektrónových prenášačov v elektrónovom transporte, respiračné komplexy (NADH-koenzým Q oxidoreduktáza, sukcinát- koenzým Q oxidoreduktáza, koenzým Q-cytochróm c oxidoreduktáza, cyttochróm c oxidáza), oxidačná fosforylácia (respiračná kontrola, hypotézy mechanizmu, hypotéza chemiosmotického spriahnutia, ATP-syntáza a syntéza ATP).
9. Fototrofný energetický metabolizmus - fotosyntéza: chloroplasty (štruktúra a funkcie), absorpcia svetla (pigmenty, fotosystémy, absorpcia svetla pigmentami antény, chlorofylmi), funkcia fotosystému II, funkcia fotosystému, lineárny tok elektrónov, cyklický tok elektrónov, distribúcia fotosyntetického aparátu, tvorba ATP, fixácia uhlíka.
10. Prenos signálov I - elektrická a synaptická signalizácia: nervové bunky (rozdelenie, štruktúra), kľudový membránový potenciál (fyzikálne princípy a tvorba), Nernstova rovnica, vplyv koncentrácie ínov na membránový potenciál, Goldmanova rovnica, potenciálovo-závislý vrátkovací sodíkový kanál (štruktúra, funkcia), akčný potenciál (priebeh, refraktérne doby), prenos nervového impulzu v axóne bez myelínu, myelínová obálka, prenos nervového impulzu v axóne s myelínom, prenos signálu cez elektrickú a chemickú synapsiu.
11. Prenos signálov II - receptory a signálne molekuły: signalizácia, signálne molekuly (steroidné hormóny, plyny, neurotransmitéry, peptidové hormóny, rastové faktory, eikosanoidy), receptory (receptory spriahnuté s G-proteínmi, kanálotvorné receptory, receptory spojené s tyrozín kinázou, receptory s vlastnou enzymatickou aktivitou), druhí poslovia, vnútrobunkové signálne proteíny (GTPáza prepínajúci proteín, proteín kinázy, adaptérové proteíny)
12. Svalová kontrakcia: priečne pruhovaný sval (štruktúra a funkcia), myofibrily, sarkoméra, hrubé vlákna, tenké vlákna, štruktúrne proteíny svalových vlákien (aktinín, krycí proteín CapZ, tropomodulín, myomesín, titín, nebulín), model svalovej kontrakcie s posuvným vláknom, regulácia svalovej kontrakcie, prenos impulzu do vnútra svalu, sarkoplazmatické retikulum (štruktúra a funkcia), hladký sval (struktúra, funkcia), svalová kontrakcia v hladkom svale.
Absolvovaním prednášok bude študent disponovať základnými vedomosťami o mechanizmoch transportu látok cez biologické membrány, o mechanizmoch šírenia signálov v medzibunkovej komunikácii, energetických zmenách prebiehajúcich v bunke a mechanizme svalovej kontrakcie.
Podľa doporučenia vedúcich prác.
Samostatná práca, aktívna účasť na seminároch. Záverečná práca.
slovenský jazyk
anglický jazyk
Odborný seminár na vybranú tému týkajúcu sa aktuálnych biofyzikálnych výskumov, problematika záverečných prác.
Naučiť študentov základy samostatnej vedeckej činnosti pri vypracúvavaní ročníkových a bakalárských prác a viesť ich ku kultivovanému podaniu výsledkov bádania.
Podľa doporučenia vedúcich prác.
Samostatná práca, aktívna účasť na seminároch. Záverečná práca.
slovenský, anglický
Odborný seminár na vybranú tému týkajúcu sa aktuálnych biofyzikálnych výskumov, problematika bakalárskych prác.
Naučiť študentov základy samostatnej vedeckej činnosti pri vypracúvavaní ročníkových a bakalárskych prác a viesť ich ku kultivovanému podaniu výsledkov bádania.
1. C.K. Matthews, K.E. van Holde, K.G. Ahern. Biochemistry (3rd Edition a vyšsie), Addison-Wesley Publishing Company, 2010.
2. J.M. Berg, J.L. Tymoczko, L. Stryer. Biochemistry (5th Edition), W.H. Freeman and company, New York, 2002.
3. D. Voet, J.G. Voet, Biochemistry (4th Edition), Wiley, 2010.
Skúška pozostávajúca z písomnej a ústnej časti.
Študent by mal na skúške preukázať preukázať značné znalosti zo širokého okruhu preberanej látky uvedenej v stručnej osnove predmetu.
slovenský, anglický
1. Úvod do biochémie. Predmet štúdia biochémie.
2. Proteíny: zloženie a štruktúra. Základné vlastnosti aminokyselín, chiralita, D/L formy, chemické vlastnosti, ionizácia, pH závislé rovnováhy.
3. Štruktúra a funkcia proteínov, metódy štúdia proteínov: izolácia, analýza primárnej, sekundárej a terciárnej štruktúry.
4. DNA a RNA: základné vlastnosti a zloženie. DNA a RNA, štúdium a organizácia génov, chemické zloženie nukleotidov, párovanie báz, komplementarita, úloha ATP/GTP.
5. Gény a genóm. Metódy štúdia ribonukleových kyselín.
6. Evolúcia a bioinformatika. Metódy analýzy evolúcie biomakromolekúl.
7. Hemoglobín - vlastnosti. Príklad proteínu s alosterickými a kooperatívnymi vlastnosťami.
8. Enzýmy: základne vlastnosti a kinetika.
9. Katalytické a regulačné stratégie enzýmov.
10. Sacharidy, zdroj a výskyt, monosacharidy, pentózy a hexózy, konformácia cukrov, Haworthová projekcia, anoméry, mutarotácia, endo/exo konformácia, chemické reakcie sacharidov, deriváty sacharidov, disacharidy, sacharóza, laktóza, polysacharidy, amylóza, amylopektín, glykogén, celulóza, chitín.
11. Lipidy a bunkové membrány, zloženie a typy lipidov, saturované, nesaturované, cis/trans izoméry, triacylglyceroly, fosfoglyceridy a sfingolipidy, membrány, transport a difúzia cez membrány.
Oboznámenie študentov so základnými poznatkami z biochémie s dôrazom na základné stavebné molekuly živých systémov a základné mechanizmy bunkového metabolizmu.
1. C.K. Matthews, K.E. van Holde, K.G. Ahern. Biochemistry (3rd Edition a vyšsie), Addison-Wesley Publishing Company, 2010.
2. J.M. Berg, J.L. Tymoczko, L. Stryer. Biochemistry (5th Edition), W.H. Freeman and company, New York, 2002.
3. D. Voet, J.G. Voet, Biochemistry (4th Edition), Wiley, 2010.
Študent by mal na skúške preukázať preukázať značné znalosti zo širokého okruhu preberanej látky uvedenej v stručnej osnove predmetu a taktiež aktívne participovať na cvičeniach.Test
Skúška
slovenský, anglický
1. Signálne a transdukčné cesty. Heterotrimérne G proteíny – prenos a inhibícia signalov. Signalizácia inzulínom: fosforylačné kaskády sú centrom mnohých signálno-transdukčných procesov. EGF signalizácia. Opakujúce sa elementy v rôznych signálnych dráhach.
2. Základné koncepty v metabolizme. Metabolizmus – sieť spojených, vzájomne sa ovplyvňujúcich reakcií. ATP – základný zdroj energie v biologických systémoch. Oxidácia uhlíkových zlúčenín – dôležitý zdroj bunkovej energie. Opakujúce sa motívy v metabolických dráhach.
3. Glykolýza a glukoneogenéza. Metabolizmus sacharidov, krátka história, Glukóza a uvoľňovanie zo zásob cukrov, 2 fazy glykolýzy, prvá fosforylácia, hexokináza, izomerizácia, druhá fosforylácia, fosfofruktokináza, metabolizmus C3 cukrov, fosforylácia na substrátovej úrovni, metabolizmus pyruvátu, vznik etanolu, laktátu, metabolizmus laktózy, regulácia glykolýzy, regulácia vo svaloch, metabolizmus tumorov, glukoneogenéza PEPkáza, pyruvátkináza, lokalizácia intermediátov, recipročná regulácia glykolýzy a glukoneogenézy, Fr-2,6 bisP, cirkulácia medziproduktov.
4. Citrátov cyklus. Prenos pyruvátu do mitochondrií, prepojenie s glykolýzou, nevratná reakcia, pyruvátdehydrogenáza, E1 – pyruvátdehydrogenáza, E2 – dihydrolipoyltransacetyláza, E3 – dihydrolipoyldehydrogenáza, citrátsyntáza, akonitáza, izocitrátdehydrogenáza, alfa-ketoglutarátdehytdrogenáza, Suc-CoA syntáza, sukcinátdehydrogenáza, fumaráza, malátdehydrogenáza, regulácia Citrátového cyklu, glyoxylátový cyklus.
5. Oxidatívna fosforylácia. Základné vlastnosti mitochondrií. Oxidatívna fosforylácia závisí od elektrónového transferu. Zloženie dýchacieho reťazca. Vlastnosti jednotlivých komplexov dýchaciehi reťazca. Protónové pumpovanie. Protónový gradient a tvorba ATP. Regulácia bunkového dýchania v závislosti od potreby ATP.
6. Fotosyntéza. Svetlá fáza fotosyntézy. Základné vlastnosti chloroplastov. Záchyt a prenos energie pigmentami v reakčných centrách. Využitie energie svetelného žiarenia na excitáciu elektrónov. Dva fotosystémy a ich úloha v tvorbe protonóveho gradientu a NADPH. Cyklická fotofosforylácia.
7. Tmavá fáza fotosyntézy – Calvinov cyklus. Calvinov cyklus – syntéza hexóz z oxidu uhličitého a vody. Regulácia Calvinovho cyklu. C3 a C4 dráhy v rastlinách. Pentózofosfátová dráha – syntéza NADPH a 5-uhlíkových cukrov. Transketolázy a transaldolázy. Rôzne módy pentózofosfátovej dráhy. Úloha Glukóza 6-fosfát dehydrogenázy v ochrane proti ROS.
8. Glykogén. Glykogenín, tvorba a odbúravanie glykogénu, glykogén fosforyláza, PLP, transferáza a alfa-1,6 glukozidáza, fosfoglukomutáza, alosterická kontrola, regulácia, a/b forma fosforylázy, R a T forma, regulácia svaly, pečeň, typy svalových vlákien, fosforylácia, fosforylázakináza, PKA, adenylátkináza, GTP, GPCR, syntéza glykogénu, glykogénsyntáza, branching enzyme, reciproká regulácia syntézy a degradácie.
9. Metabolizmus mastných kyselín. Degradácia a syntéza MK sú podobné procesy, adipocyt, triacylglyceroly, efektivita skladovania energie, TAG sú rozkladané pankreatickými lipázami, adipózna triglyceridlipáza ATGL, hormónálne regulovaná lipolýza, glycerol, dodatočné kroky u nenasýtených MK a u s nepárnym počtom C, peroxizómy, ketolátky, biosyntéza MK, kondenzácia, redukcia I., dehydratácia, redukcia II., ketosyntáza, malonoylacyltransferáza, dehydratáza, metyltransferáza, ketotreduktáza, tioesteráza, syntéza kyseliny palmitovej, regulácia syntézy MK.
10. Degradácia proteínov a katabolizmus aminokyselín. Proteíny sú degradované na AMK, ubikvitín, proteazóm, degrón, prvý krok degradácie AMK je odstránenie alfa-NH2- skupiny, aspartátaminotransamináza, glutamínsyntáza, močovinový cyklus, súvislosť s ostanými metabolickými dráhami, glukogénne, ketogénne AMK, fenylketónúria.
11. Cholesterol. Biosyntéza membránových lipidov a steroidov. Osfatidát ako spoločný intermediát v syntéze fosfoilipidov a triacylglycerolov. Syntéza cholesterolu z acetyl koenzýmu A v troch stupňoch. Komplexná regulácia biosyntézy choesterolu na viacerých úrovniach. Dôležité deriváty cholesterolu – žlčové kyseliny, vitamín D a steroidné hormóny.Integrácia metabolizmu. Regulácia hmotnosti ako dôsledok kalorickej homeostázy. Kľúčová úloha mozgu v kalorickej homeostáze. Diabetes – metabolická choroba ako dôsledok obezity. Vplyv cvičenia na biochémiu buniek. Príjem potravy a hladovania indukujú metabolické zmeny. Vplyv etanolu na metabolizmus pečene.
Hlavným cieľom je poskytnúť relevantný prehľad o princípoch a súčasnom stave poznania v oblasti
metabolizmus biomolekúl. Dôraz je kladený na pochopenie kľúčových reakcií, vplyvu a regulácie biochemických reakcií pomocou ligandov a substrátov. Cvičenia umožnia študentom získať
skúsenosti a zručnosti pre hlbšie pochopenie problematiky metabolizmu biomolekúl.
Uvedená v schválenom zadaní záverečnej práce
Bakalárska práca je výsledkom vlastnej práce študenta. Nesmie vykazovať prvky akademického podvodu a musí spĺňať kritériá správnej výskumnej praxe definované v Rozhodnutí rektora č. 21/2021, ktorým sa stanovujú pravidlá posudzovania plagiátorstva na Univerzite Pavla Jozefa Šafárika v Košiciach a jej súčastiach. Plnenie kritérií sa overuje najmä v procese školenia a v procese obhajoby práce. Ich nedodržanie je dôvodom na začatie disciplinárneho konania.
1. slovenský
2. anglický
Ústna prezentácia výsledkov bakalárskej práce pred skúšobnou komisiou.
Zodpovedanie otázok školiteľa a členov skúšobnej komisie týkajúcich sa témy bakalárskej práce.
Bakalárskou prácou študent preukáže zvládnutie základov teórie a odbornej terminológie študijného odboru, nadobudnutie vedomostí, zručností a kompetentností v súlade s deklarovaným profilom absolventa študijného programu, ako aj schopnosť aplikovať ich tvorivým spôsobom pri riešení vybraného problému študijného odboru. Bakalárska práca môže mať prvky kompilácie. Študent preukáže schopnosť samostatnej odbornej práce z obsahového, formálneho a etického hľadiska. Ďalšie podrobnosti o bakalárskej práci určuje Smernica č. 1 /2011 o základných náležitostiach záverečných prác a Študijný poriadok UPJŠ v Košiciach pre 1., 2. a spojený 1. a 2. stupeň.
Uviesť poslucháčov do súčasného stavu problematiky biomolekulárnych simulácií.
Aktuálne doporučená vyučujúcim
vypracovanie a prednes referátu na zadanú aktuálnu tému.
vypracovanie programov podľa zadania na cvičení
Vypracovanie a prednes referátu na zadanú aktuálnu tému. Vypracovanie programov podľa zadania na cvičení.
Skúška. Môže byť v písomnej podobe, vrátane Q/A.
Základné štrukturálne charakteristiky biologických polymérov. Pojem foldamérov. Centrálna dogma molekulovej biológie ako tok biologickej informácie. 3D štruktúra a funkcia foldamérov. Súčasné pohľady na mechanizmus fungovania enzýmov. Experimentálne metódy determinácie priestorovej štruktúry - obmedzenia jednotlivých metód. Empirické silové polia a postupy klasickej molekulárnej mechaniky. Molekulárna dynamika a metódy MC - algoritmy a metódy paralelizácie. Ab initio molekulárna dynamika a hybridné techniky. Výpočtové výzvy biomolekulárnych simulácii - popis reakcií, výpočty voĺných energií, proteín folding. Výpočtová zložitosť, netradičné optimalizačné techniky a heuristiky.
Uviesť poslucháčov do súčasného stavu problematiky biomolekulárnych simulácií.
Skúška
Získanie požadovaného počtu kreditov v predpísanej skladbe študijným plánom.
slovenský
Preverenie znalostí z nasledujúcich predmetov: molekulová biofyzika, biofyzika bunky, biochémia, bunková a molekulová biológia, fyzikálna chémia, experimentálne metódy biofyziky.
Overenie získaných kompetencií študenta v súlade s profilom absolventa.
Cieľom predmetu je naučiť študentov chápaniu podstaty, použiteľnosti a vhodnej voľby štatistických metód pri vyhodnocovaní biologických experimentov, ako aj zásadám pri plánovaní experimentov.
J. Lepš, P. Šmilauer: Biostatistika, Nakladatelství Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích, 2024.
K. Zvara: Biostatistika, Univerzita Karlova v Praze, Karolinum, 2004.
J.H. Zar: Biostatistical analysis. 5th ed. Prentice Hall, 2009.
M. Brabec, S. Pekár: Moderní analýza biologických dat 1, Masarykova univerzita, 2020
C. Dytham: Choosing and Using Statistics: A Biologist's Guide, Wiley-Blackwell, 2011
Aktívna účasť na cvičeniach (riešenie zadaných príkladov).
Aktívna účasť na praktických cvičeniach, vrátane úspešného riešenia zadávaných úloh (príkladov).
Úspešné absolvovanie priebežného testu na praktických cvičeniach.
Absolvovanie záverečného písomného testu s minimálne 50%-nou úspešnosťou.
slovenský, anglický
1. Úvod, história a hlavné princípy bioštatistiky.
2. Návrh experimentu.
3. Základné typy dát, popisné štatistiky a grafická prezentácia dát.
4. Vznik informácii, model normálneho rozdelenia.
5. Bodové a intervalové odhady parametrov normálneho rozdelenia.
6. Úvod do testovania hypotéz.
7. Štatistické testovanie strednej hodnoty.
8. Štatistické testovanie rozptylu, ANOVA.
9. Modelové rozdelenia kvalitatívnych premenných.
10. Štatistické testy pre kontingenčné tabuľky.
11. Kontingenčné tabuľky a hodnotenie rizík.
12. Korelácia a regresia.
Cieľom predmetu je naučiť študentov princípy, limity, použitie vybraných štatistických metód a interpretáciu získaných výsledkov biologických experimentov.
Oboznámenie študentov s mikroskopickou, submikroskopickou a čiastočne molekulovou stavbou eukaryotických buniek a vzťahom medzi stavbou a funkciou jednotlivých bunkových zložiek.
K.Kapeller, H.Strakele: Cytomorfológia. Osveta Martin, 1999
M.Babák, J.Šamaj: Cytológia. Univerzita Komenského Bratislava, 2002
Alberts B., Bray D., Johnson A., Lewis J.: Základy buněčné biologie. Espero Publishing, 2003
Campbell N. a Reece J.: Biologie. Computer Press, 2006
Kleban J., Mikeš J., Jendželovská Z., Jendželovský R., Fedoročko P.: Cytológia pracovný zošit na praktické cvičenia, 2018
Priebežné hodnotenie bude prebiehať na praktických cvičeniach. V rámci praktických cvičení študenti absolvujú dve kontrolné previerky.
100 % absolvovaných cvičení a všetkých praktických úloh;
Zvládnutie dvoch kontrolných previerok z obsahu praktických cvičení (každá minimálne na 70 %);
Písomná skúška
slovenský
Prednášky:
1.) Bunková teória. Bunka. 2.) Organizácia živých systémov. 3.) Biologické membrány. 4.) Prenos látok cez membrány. 5.) Bunková stena rastlinných buniek. 6.) Povrchové štruktúry buniek. Extracelulárna matrix. Pohyb buniek. 7.) Medzibunkové spoje. 8.) Cytoskelet. 9.) Bunkové jadro. 10.) Mitochondrie a bunkový metabolizmus. 11.) Plastidy a vakuola. 12.) Ribozómy. Endoplazmatické retikulum. Golgiho aparát. Lyzozómy. 13.) Diferenciácia, starnutie a smrť buniek, patologické zmeny v bunkách.
Cvičenia:
1.) Bezpečnosť pri práci v cytomorfologickom laboratóriu. Podmienky úspešného absolvovania cvičení. 2.) Základy optiky. Vznik a konštrukcia obrazu lupou a mikroskopom. 3.) Mikroskopická technika. 4.) Tvar a veľkosť buniek. 5.) Princíp fluorescenčnej a konfokálnej mikroskopie. 6.) Kontrolný test. Vakuola. 7.) Pohyb cytoplamy. 8.) Jadro a jadierko. 9.) Cytoplazmatická membrána. 10.) Osmotické procesy. 11.) Bunkové inklúzie. 12.) Bunkové steny rastlinných buniek. 13.) Počítanie buniek. Kontrolný test.
Oboznámenie študentov s mikroskopickou, submikroskopickou a čiastočne molekulovou stavbou eukaryotických buniek a vzťahom medzi stavbou a funkciou jednotlivých bunkových zložiek.
Písomná skúška z učiva obsiahnutého v sylaboch, vrátane učiva preberaného na praktických cvičeniach.
1. Carretero Gomez, S., Vuorikari, R. and Punie, Y., DigComp 2.1: The Digital Competence Framework for Citizens with eight proficiency levels and examples of use, Luxembourg, 2017, ISBN 978-92-79-68006-9; https://www.ecdl.sk/
2. Bruff, D. (2019). Intentional Tech: Principles to Guide the Use of Educational Technology in
College Teaching (1st edition). Morgantown: West Virginia University Press.
3. Baker, Y. (2020). Microsoft Teams for Education. Amazon Digital Services.
4. Miller, H. (2021). Google Classroom + Google Apps: 2021 Edition. Brentford: Orion Edition Limited.
Celkové hodnotenie na základe priebežného hodnotenia:
1. Praktické priebežné zadania a ich záverečná obhajoba (aspoň 50% výkonu).
2. Aktívna účasť na spoločnej prezenčnej výučbe v klasickej alebo virtuálnej učebni (max. 3x
absencie) a na individuálnej online výučbe vo virtuálnej učebni (bez absencií a odovzdanie všetkých
individuálnych priebežných študijných zadaní)
slovenský
01.-02. Základné digitálne zručnosti, rámec DigComp, ECDL
- moderný webový prehliadač a jeho personalizácia
- bezpečnosť, ochrana súkromia, zodpovedné používanie DT
03.-05. Vyhľadávanie, zber a hodnotenie digitálneho obsahu
- skenovanie, zvukový záznam a rozlišovanie reči, optické rozlišovanie (OCR)
- digitálne poznámkové bloky (Google keep, Evernote, Onenote)
- hodnotenie digitálnych zdrojov (Google formuláre a rubriky)
06.-08. Úprava a tvorba digitálneho obsahu
- cloudové a interaktívne dokumenty
(textové a tabuľkové editory - Google, Microsoft, Jupyter)
- práca s pdf dokumentami, eknihami, videozáznamom
(Kami, Google books, ScreenCasting)
09. - 10. Organizácia, ochrana a zdieľanie digitálneho obsahu
- moderné LMS a cloudové úložiská
(Google Classroom, Microsoft team, Google disk, Dropbox)
- časový manažment (Google kalendár)
11.-13. Digitálna komunikácia a spolupráca
- kolaboratívne interaktívne tabuľe (Jamboard, Whiteboard)
- online prezentácie a online stretnutia
(Google presentations, Powerpoint, Google meet, Microsoft teams)
Študent má získať a vedieť aplikovať základné vedomosti a zručnosti pri práci so súčasnými digitálnymi technológiami (mobilný telefón, tablet, notebook, webové technológie):
1. v súlade so súčasným európskym rámcom digitálnych kompetencií DigComp a ECDL
2. pre kvalitnejšie a efektívnejšie učenie sa, prácu a aktívny život vo vysokoškolskom štúdiu,
neskoršom celoživotnom vzdelávaní a v profesionálnom pôsobení.
1. Biophysics, Springer-Verlag, Heidelberg 1983.
2. J. Michael Hollas: Modern Spectroscopy, forth editionJohn Wiley, England 2004
3. P. Miškovský a kol., Praktikum k experimentálnym metódam biofyziky I, skriptum PF UPJŠ Košice 1989.
4. V. Prosser a kol., Experimentální metody biofyziky, Academia, Praha 1989.
5. P. Atkins, J. de Paula, Physical Chemistry, Oxford University Press, New York 2002.
Ústna skúška v rámci ktorej študenti prezentujú teoretické vedomosti z jednotlivých tematických okruhov, ktoré sú uvedené v stručnej osnove predmetu.
slovenský, anglický
Interakcia svetla a hmoty - teoretické prístupy. Molekulové pohyby a typy spektier - Born-Oppenheimerova aproximácia, všeobecná schéma prechodov v zložitej organickej molekule. Pravdepodobnosť spontánnych a vynútených prechodov, základná schéma optickej spektroskopickej aparatúry. Infračervená spektroskopia (vibrácie dvojatómových a viacatómových molekúl, anharmoničnosť vibrácií, charakteristické vibrácie, experimentálne metódy infračervenej spektroskopie, využitie IČ v biofyzike). Ramanov rozptyl (fyzikálny princíp metódy, experimentálne usporiadanie, využitie RS v biofyzike). Elektrónová spektroskopia (elektrónové stavy dvojatómových a viacatómových molekúl - elektrónové spektrá, Franck-Condonov princíp, polarizácia elektrónových spektier, experimentálne usporiadanie, využitie elektrónovej spektroskopie v biofyzike). Emisná spektroskopia (kvantový výťažok luminiscencie, intenzita luminiscencie, doba života excitovaných stavov, experimentálne usporiadanie, využitie luminiscencie v biofyzike).
Absolvovaním predmetu študent získa znalosti o základných metódach optickej spektroskopie využívaných v biofyzike.
1. P. W. Atkins, Physical Chemistry, Oxford University Press, 1982
2. G. Palmer, The electron paramagnetic resonance of metalloproteins Biochemical Society Transactions. 13: 548-560.
3. G. M. Rosen, E. Finkelstein, Use of spin traps in biological systems, Advances in Free Radical Biology & Medicine, Vol. 1, 1985, Pages 345-37.
4. M. Melanson, A. Sood, F. Torok, M. Torok, Introduction to Spin Label Electron Paramagnetic Resonance Spectroscopy of Proteins, https://iubmb.onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/bmb.20677
5. J.E. Landbury and B.Z. Chowdhry, Biocalorimetry: Application of Calorimetry in the Biological Sciences, Wiley, 1998.
Na úspešné ukončenie predmetu musí študent preukázať dostatočné porozumenie základným pojmom a vybraným metódam využívaných v biofyzike. Podmienkou pre získanie kreditov je absolvovanie ústnej skúšky. Kreditové ohodnotenie predmetu zohľadňuje nasledovné zaťaženie študenta: priama výuka, samoštúdium, individuálne konzultácie a hodnotenie. Minimálna hranica na absolvovanie predmetu je získanie aspoň 50% z celkového bodového hodnotenia.
slovenský, anglický
1. Spektroskopia kruhového dichroizmu (CD)
Optická rotačná disperzia, kruhový dichroizmus, elipticita, lineárne a kruhovo polarizované svetlo, optická aktivita látok, kvantifikácia interakcie hmoty s kruhovo polarizovaným svetlom, optická rotácia, elipticita, molárna elipticita, diferenciálna absorpcia, prístrojová realizácia, spektropolarimetre, zdroje žiarenia, polarizačné filtre, rotátory, lambda/2, lambda/4, využitie synchrontróneho zdroja žiarenia na merania pri nízkych vlnových dĺžkach.
2. Spektroskopia kruhového dichroizmu (CD)
Aplikácie pre kruhový dichroizmus, merania sekundárnej a terciárnej štruktúry nukleových kyselín a proteínov. Určenie sekundárnej štruktúry proteínov pomocou kruhového dichroizmu. Metódy a referenčné sety. Zbaľovanie a rozbaľovanie proteínov, sledovanie sekundárnej a terciárnej štruktúry. Sledovanie viazania ligandov. Experimentálne obmedzenia kruhového dichroizmu, výber vhodných tlmivých roztokov, obmedzenia v dôsledku použitia denaturačných činidiel, vplyv rozptylu svetla.
3. Rýchle kinetické metódy
Princípy a aplikácie metód využívaných pri meraní rýchlych kinetík v rozmedzí od nanosekúnd do milisekúnd (metóda kontinuálneho toku, metóda zastaveného toku, teplotný skok, “flow flash” metóda).
4. Elektrón paramagnetická spektroskopia (EPR)
Fyzikálny princíp elektrón paramagnetickej (EPR) spektroskopie, dôležitosť vnútorných magnetických interakcii, spôsoby merania a schéma EPR spektrometra.
5. Elektrón paramagnetická spektroskopia (EPR)
Aplikácie pri skúmaní vlastností prechodových kovov, voľných radikálov, využitie spinových pasci a spinových značiek v biomakromolekúlách.
6. Diferenčná skenujúca kalorimetria (DSC)
Úvod do metód tepelnej analýzy. Základné pojmy: teplota, teplo, entalpia, entropia, Helmholtzova a Gibbsova voľná energia, tepelná kapacita, fázový prechod, teplota topenia, tavenia, kryštalizácie a prechodu skla. Diferenčná skenujúca kalorimetria. Základy DSC: teplotný gradient, tepelné oneskorenie, tepelný odpor, rýchlosť ohrevu a ochladzovania, hmotnosť vzorky, baseline. Typy DSC kalorimetrov. Kalibrácie DSC kalorimetrov. Realizácia DSC merania.
7. Diferenčná skenujúca kalorimetria (DSC)
DSC krivka a analýza dát: parametre ovplyvňujúce DSC krivku, baseline, určenie zmeny entalpie. Aplikácie DSC: meranie tepelnej kapacity, fázové prechody v polyméroch, určenie tepla reakcie, kinetické štúdie, charakterizácia látok. Využitie DSC pri analýze biopolymérov (agregáty lipidov, lipozómy, nukleové kyseliny a proteíny), štúdium interakcie biopolymér-ligand.
8. Analýza komplexných DSC prechodov
Analýza nevratných, kineticky riadených tepelných prechodov proteínov. Lumry- Eyringov model. Analýza za sebou idúcich ne/vratných tepelných prechodov.
9. Izotermálna titračná kalorimetria (ITC)
Izotermálny kalorimeter, história, biologické aplikácie, prístrojové zdokonaľovanie, prístrojová realizácia, experimentálne merania, titrácie, exotermické aendotermické merania, matematické vyhodnotenie, c-hodnota, viazanie viacerých ligandov, určenie stechiometrie viazania, kompetitívna titrácia, metóda single-injection, určenie zmeny Gibbsovej voľnej energie, entalpie a entrópie, príspevky jednotlivých typov základných interakcií (vodíkové väzby, hydrofóbne a elektrostatické interakcie) khodnote termodynamických parametrov, konformačné zmeny, agregácia proteínov.
10. Izotermána titračná kalorimetria (ITC)
Aplikácie ITC a experimentálne faktory meraní. Voľba a príprava tlmivých roztokov, príprava vzorky, riešenie problémov, problematické aditíva vo vzorke, vzduchové bubliny, nedostatočný čas na ustálenie rovnováhy, systematické chyby, príklady merania interakcie proteín-ligand, merania tepla denaturácie proteínov pomocou ITC, merania interakcie Hsp70 s ATP/ADP, merania enzýmovej kinetiky pomocou ITC, meranie viazania CspB a DNA a viazanie ligandov do DNA.
11. Separačné techniky
Využitie rovnovážnych separačných techník pri purifikácii proteínov a analýze oligomérneho stavu proteínov. Dialýza - nešpecifické odstraňovanie molekúl na základe veľkosti. Využitie centrifugácie pri izolácii proteínov. Analytická centrifugácia - určenie oligomérneho stavu proteínov v rovnovážnom stave - metóda rovnovážnej a rýchlostnej sedimentácie.
12. Chromatografické metódy
Chromatografické metódy a metódy gélovej chromatografie - príklady nerovnovážnych techník. Delenie na základe veľkosti, na základe iónovej interakcie a na základe špecifickej interakcie proteín-ligand. Delenie na reverznej fáze - hydrofóbna chromatografia. Tenkostenná chromatografia. Delenie makromolekúl pomocou gélovej chromatografie - natívna chromatografia a SDS PAGE. Agarózová gélová chromatografia - delenie ribonukleových kyselín.
Absolvovaním prednášok bude študent disponovať základnými poznatkami o metódach kruhového dichroizmu (CD), rýchlych kinetických metódach, elektrón paramagnetickej spektroskopie, diferenciálnej skenujúcej kalorimetrii (DSC), izotermálnej titračnej kalorimetrii (ITC), elektroforéze, chromatografii a centrifugácie. Študent bude mať teoretický základ, ktorý bude môcť aplikovať pri realizácii meraní/experimentov prostredníctvom daných metodík.
1. Wolfgang Becker: The bh TCSPC Handbook Seventh Edition, Becker & Hickl GmbH 2017;
2. Guy Cox: Optical Imaging Techniques in Cell Biology, Taylor & Frances;
3. Howard M. Shapiro: Practical Flow Cytometry Fourth edition, 2003;
4. Nikolas Long and Wing-Tak Wong: The chemistry of molecular imaging, Wiley 2014
Ústna skúška v rámci ktorej študenti prezentujú teoretické vedomosti z jednotlivých tematických okruhov, ktoré sú uvedené v stručnej osnove predmetu.
slovenský, anglický
1. Konfokálna fluorescenčná mikroskopia
Princíp konfokálnej fluorescenčnej mikroskopie, príprava vzoriek pre vitálne farbenie a pre imunofluorescenciu, detekcia bunkových organel, lokalizácia a distribúcia proteínov v bunkách, kolokalizácia farbičiek, analýza fluorescenčného obrazu.
2. Časovo-rozlíšená fluorescenčná mikroskopia (FLIM)
Princíp časovo-rozlíšenej fluorescenčnej mikroskopie, časová a frekvenčná doména pre detekciu FLIM, Försterov rezonančný prenos (FRET), vplyv prostredia na detekciu fluorescenčných sond, meranie hladiny oxidačného stresu v bunkách.
3. Časovo-rozlíšená fosforescenčná mikroskopia (PLIM)
Princíp časovo-rozlíšenej fosforescenčnej mikroskopie, vplyv prostredia na detekciu fosforescenčných sond, zhášanie fosforescencie, detekcia zmien teploty a okysličenia v bunkách a tkanivách. Možnosti aplikácie senzorov pre detekciu kyslíka a kyslíkovej nedostatočnosti in vitro a in vivo.
4. Mikroskopia vysokého rozlíšenia
Princíp vybraných mikroskopických prístupov pre detekciu proteínov a molekúl v bunkách vo vysokom rozlíšení: mikroskopia štruktúrovaného osvetlenia (SIM), stimulované spotrebovanie emisie (STED), foto-aktivovaná lokalizačná mikroskopia (PALM), mikroskopia stochastickej optickej rekonštrukcie (STORM).
5. Prietoková cytometria
Princíp prietokovej cytometrie, využitie fluorescencie pri počítaní buniek a následnej analýzy špecifických faktorov, bunkový cyklus, zmeny spôsobené vplyvom oxidačného stresu, separácia buniek na základe vitálneho farbenia a immuno-značenia, detekcia apoptózy a nekrózy v populácii buniek.
6. Optické zobrazovacie techniky používané v klinickej praxi
Príklady biozobrazovania cez: autofluorescenciu, generovanie druhej harmonickej (SHG), fluorescenciu klinicky schválených kontrastných molekúl, optická koherenčná tomografia (OCT).
7. Pokročilé zobrazovacie metódy
Elektrónová mikroskopia, transmisný elektrónový mikroskop, skenujúci elektrónový mikroskop. Mikroskopia atomárnych síl (AFM).
8. Lab on chip technológie
Výhody LOC technológií. Prehľad mikrofluidných systémov a ich aplikácií v molekulovej a bunkovej biológii. Prístrojové vybavenie a príprava mikrofluidných zariadení.
Vývoj experimentálnych zariadení:
9. Elektrické signály
Budenie a detekcia elektrických signálov. Generátor ľubovoľných funkcií, digitálny osciloskop a multimeter, laboratórna karta. Zdroje napätia. Meranie slabých signálov: lock-in zosilňovač. Tienenie a zemnenie prístrojov. Základy PID regulácie.
10 . Zdroje optického žiarenia
Klasické zdroje optického žiarenia: výbojky, žiarivky, žiarovky. LED diody. Pulzné LED žiariče. Lasery. Výber laserov na základe parametrov laserového žiarenia: vlnová dĺžka, výkon, kvalita lúča, polarizácia. Pulzné zdroje laserového žiarenia.
11. Detekcia optického žiarenia
Základné pojmy, žiarivý tok, ožiarenie, hustota žiarenia, svetelný tok, intenzita osvetlenia. Optické detektory, fotodiody, lavinové diody, pin diody, fotonásobiče, termálne detektory. CCD kamery, CMOS kamery.
12. Stavba aparatúr.
Základné princípy plánovania experimentálnej aparatúry. Citlivosť detekcie, zdroje šumu. Mechanická a termálna stabilita. Prehľad optických a optomechanických komponentov.
Študent získava základné poznatky o konfokálnej fluorescenčnej mikroskopii, časovo-rozlíšenej fluorescenčnej mikroskopii (FLIM/PLIM), o mikroskopii vysokého rozlíšenia, prietokovej cytometrii. Študent bude taktiež oboznámený s metódami optického zobrazovania používaného v klinickej praxi, základmi Lab on chip technológie a vývojom experimentálnych zariadení. Študent bude mať teoretický základ, ktorý bude môcť aplikovať pri realizácii meraní/experimentov prostredníctvom daných metodík.
Osvojenie poznatkov o biologických pokusných objektoch, spôsobe ich chovu a možnostiach ich využitia v biologickom a genetickom výskume. Osvojenie si niektorých experimentálnych techník používaných v biologickom a genetickom výskume.
P. Fedoročko a kol., Úvod do experimentálnej techniky v biológii, vysokoškolský učebný text (skriptá), PF UPJŠ Košice, 2007
Z. Vostál : Zoologická technika. Učebné texty, PF UPJŠ Košice, 1983
samostatná práca, písomná previerka
aktívna účasť na cvičeniach/seminároch, písomná previerka
slovenčina
1. Úvod do cvičení. Bezpečnosť a ochrana zdravia pri práci v laboratóriu.
2. Molekulárne analýzy - Polymerázová cyklická reakcia (PCR), RT-PCR a využitie Real-Time PCR.
3. Molekulárna cytológia - Prietoková cytometria – princípy a využitie v bunkovej biológii.
4. Práca v sterilnom prostredí - Práca s bunkovou líniou – pasážovanie buniek, eozínové farbenie, počítanie buniek v komôrke a coulterom, test MTT.
5. Kmene a chovné línie laboratórnych cicavcov; Zásady chovu a manipulácie so zvieratami.
6. Práca so zvieratami; Behaviorálne testy.
7. Patologicko-anatomická pitva laboratórneho zvieraťa (transkardiálna perfúzia a dekapitácia).
8. Operačný zákrok v experimentálnom výskume.
9. Fluorescenčná a konfokálna mikroskopia v experimentálnom výskume.
10. Práca v teréne - Botanické experimenty v teréne a laboratórne vyhodnotenie.
11. Práca s odbornou literatúrou. Prezentácia vlastných výsledkov.
12. Transgénne organizmy v biologickom výskume.
13. Conditional Gene Knockout.
Osvojenie poznatkov o biologických pokusných objektoch, spôsobe ich chovu a možnostiach ich využitia v biologickom a genetickom výskume. Osvojenie si niektorých experimentálnych techník používaných v biologickom a genetickom výskume.
skúška
Oboznámenie študentov s podstatnými poznatkami z vybraných oblastí fyzikálnej chémie s dôrazom na využitie týchto poznatkov pri štúdiu fyzikálno-chemických vlastností biomakromolekúl a biologických organizmov.
1. P. Atkins and J. de Paula. Atkins’s Physical Chemistry (9th Edition), Oxford
University Press, 2010.
2. P. Atkins. Fyzikálna chémia (slovenský preklad 6. vydania), STU Bratislava, 1999.
3. P. Atkins, J. De Paula. Fyzikální chemie ( český preklad 9. vydania), VŠCHT Praha,
2013
4. R.Chang. Physical Chemistry for the Biosciences, University Science Book, 2006.
5. D. Eisenberg and D. Crothers. Physical Chemistry with Applications to the Life
Sciences, Benjamin/Cummings, 1979.
6. K. van Holde, W. Johnson and P. Ho. Principles of Physical Biochemistry, Prentice
Hall, 1988.
7. D.T. Haynie. Biological Thermodynamics (2nd Edition), Cambridge University Press,
2008.
8. A.P.H. Peters. Concise Chemical Thermodynamics (3rd Edition), CRC Press, Taylor &
Francis Group, 2010.
9. I. Tinoco, jr., K. Sauer, J.C. Wang, J.C. Puglisi, G. Harbison and D.Rovnyak.
Physical Chemistry – Principles and Applications in Biological Sciences (5th Edition),
Pearson, 2014.
10. A. Cooksy. Physical Chemistry- Thermodynamics, Statistical Mechanics, and
Kinetics, Pearson, 2014.
Test
Test
Skúška
V rámci skúšky by mal študent preukázať schopnosti samostatne riešiť teoretické príklady z oblastí preberaných v rámci predmetu Fyzikálna chémia pre biologické vedy. Zároveň by mal vedieť prezentovať teoretické vedomosti z jednotlivých tematických okruhov, ktoré sú uvedené v stručnej osnove predmetu.
slovenský jazyk
1. týždeň
Fyzikálna chémia - oblasti výskumu, význam pre vedu, definícia. Termodynamika- definícia, oblasti záujmu. Termodynamický systém. Vlastnosti termodynamického systému. Základné termodynamické veličiny (tlak, objem, teplota, vnútorná energia). Nultý zákon termodynamiky. Ideálny plyn. Boylov zákon, Charlesov zákon a Avogadrov zákon. Stavová rovnica ideálneho plynu. Zmesi plynu - Daltonov zákon. Reálny plyn. Kompresný faktor. Van der Waalsova stavová rovnica.
2. týždeň
1. termodynamický zákon. Vnútorná energia, práca, teplo. Matematická formulácia 1. termodynamického zákona. Entalpia. Tepelná kapacita. Vzťah medzi tepelnými kapacitami pri konštantnom tlaku a objeme. Izotermálna expanzia ideálneho plynu. Práca pri reverzibilnej a ireverzibilnej izotermálnej expanzii. Adiabatická expanzia ideálneho plynu. Práca pri adiabatickej expanzii. Kalorimetria (diferenčná skenujúca kalorimetria). Exotermické a endotermické reakcie a procesy. Štandardný stav látok. Hessov zákon. Štandardná entalpia tvorby chemických zlúčenín. Reakčná entalpia. Teplotná závislosť reakčných entalpií - Kirchhoffov zákon. Biologický význam termodynamických vlastností vody.
3. týždeň
Príklady spontánnych procesov v prírode. Definície 2. termodynamického zákona (Kelvinova, Celsiusova). Entropia - uvedenie pojmu. Termodynamická definícia entropie. Entropia ako stavová funkcia. Carnotov cyklus. Efektívnosť vratne pracujúceho tepelného stroja. Claussiusova nerovnosť. Zmeny entropie pri špecifických procesoch. Entropia izotermálnej expanzie, zmiešavania plynov, procesov topenia a vyparovania. Závislosť entropie od teploty. Nernstov teorém tepla. 3. termodynamický zákon. Štatistická interpretácia entropie. Boltzmanova rovnica.
4.týždeň
Entropia ako veličina určujúca spontánnosť procesov. Kritéria spontánnosti procesov pri konštantnom objeme a konštantnom tlaku. Helmoltzova a Gibbsova voľná energia. Vlastnosti Helmoltzovej energie. Vlastnsoti Gibbsovej energie. Štandardná Gibbsova energia chemickej reakcie. Závislosť Gibbsovej energie od teploty - Gibbs-Helmoltzova rovnica. Závislosť Gibbsovej energie od tlaku pre pevné látky, kvapaliny a plyny. Jednoduché zmesi. Parciálny molárny objem. Parciálna molárna Gibbsova energia, chemický potenciál.
5. týždeň
Chemický potenciál v kvapaline. Raoultov zákon, ideálny roztok. Henryho zákon, ideálne zriedený roztok. Zmiešavanie roztokov, ideálne roztoky. Zvyškové funkcie a regulárne roztoky. Koligatívne vlastnosti. Zvýšenie teploty bodu varu a zníženie teploty topenia kvapaliny, v ktorej sa nachádza rozpustná chemická zlúčenina. Osmóza. Aktivita rozpúšťadla, aktivita rozpustnej látky.
6. týždeň
Chemická rovnováha. Gibbsova energia chemickej reakcie. Chemická rovnováha v ideálnom plyne. Rovnovážna konštanta chemickej reakcie. Vplyv teploty na rovnovážnu konštantu - van‘t Hoffova rovnica. Stabilita štruktúry proteínov. Tepelná denaturácia proteínov. Van’t Hoffova entalpia denaturácie proteínov. Chemická denaturácia proteínov. Fyziologické konzekvencie nesprávne zbalených proteínov.
7. týždeň
Príklady molekulových asociácií a ich význam pre biologické systémy. Disociačné a asociačné väzobné konštanty. Stanovenie disociačnej väzobnej konštanty - Langmuirova izoterma. Grafická analýza rovnovážnych väzobných konštánt. Korekcia väzobných dát vzhľadom na nešpecifické väzobné miesta. Viacnásobné nezávislé väzobné miesta. Kooperativita pri interakciách ligand - makromolekula.. Kooperativita- simultánne viazanie ligandov, Hillova rovnica. Kooperativita - postupné viazanie ligandov. Alosterické interakcie. Alosterický prechod v makromolekulách s jedným väzobným miestom. Kvalitatívny popis modelu, Monod - Wyman - Changeaux, pre kooperatívne viazanie ligandov na makromolekuly. Experimentálne metódy používané pri štúdiu interakcie ligand - makromolekula. Určenie parametrov interakcie ligand - makromolekula prostredníctvom spektroskopických metód.
8. týždeň
Chemická a biochemická kinetika - základné definície. Rýchlosti chemických reakcií. Rýchlostné konštanta a rýchlostný zákon. Poriadok chemickej reakcie. Reakcie prvého poriadku. Reakcie druhého poriadku. Za sebou idúce reakcie. Určenie rýchlostného zákona. Spätné chemické reakcie. Relaxačné procesy. Teplotná závislosť rýchlostných konštánt – Arrheniusova rovnica. Experimentálne techniky využívané na stanovenie rýchlostí chemických reakcií. Teória prechodového stavu - Eyringova teória.
9. týždeň
Enzýmy - význam, charakterizácia a rozdelenie. Rovnovážny model enzýmovej kinetiky. Model ustáleného stavu enzýmovej kinetiky. Experimentálne určenie maximálnej rýchlosti a Michaelis-Mentenovej konštanty v enzymatických reakciách. Odchýlky od Michaelis-Mentenovej kinetiky. Inhibícia enzýmov. Reverzibilná inhibícia. Kompetetívna, nekompetetívna a akompetetívna inhibícia. Čiastočná inhibícia. Enzýmová aktivita z hľadiska odpovede na dávku inhibítora.
10. týždeň
Kinetika fotofyzikálnych a fotochemických procesov. Jablonského diagram. Fluorescencia, fosforescencia. Kvantové výťažky fotofyzikálnych procesov. Zhášanie exitovaných stavov molekúl vonkajšími faktormi. Zhášanie fluorescencie. Stern- Volmerova rovnica. Försterov rezonančný prenos energie (FRET). Biologická aplikácia FRET.
11. týždeň
Elektrochemické reakcie. Elektrochemický článok. Štandardné redukčné potenciály. Vzťah medzi zmenou Gibbsovej energie a elektrochemickým potenciálom. Teplotná závislosť elektrochemického potenciálu. Využitie elektrochemických článkov. Stanovenie redoxného potenciálu. Iónový elektrochemický gradient. Protonmotorická sila. Nernstov potenciál. Úvod k dýchaciemu reťazcu v mitochondriách.
12. týždeň
Kyseliny a zásady. Acidobázické vlastnosti vody. pH - meranie kyslosti prostredia. Disociácia kyselín a zásad - acidobázická rovnováha. Henderson - Hasselbalchova rovnica. Pufre, pufrovacia kapacita. Vplyv teploty a iónovej sily na vlastnosti pufrovacích roztokov. Acidobázická titrácia. Izoelektrický bod v biologicky významných molekulách.
1. týždeň
Fyzikálna chémia - oblasti výskumu, význam pre vedu, definícia. Termodynamika- definícia, oblasti záujmu. Termodynamický systém. Vlastnosti termodynamického systému. Základné termodynamické veličiny (tlak, objem, teplota, vnútorná energia). Nultý zákon termodynamiky. Ideálny plyn. Stavová rovnica ideálneho plynu. Zmesi plynu - Daltonov zákon. Reálny plyn. Van der Waalsova stavová rovnica.
2. týždeň
1. termodynamický zákon. Vnútorná energia, práca, teplo. Matematická formulácia 1. termodynamického zákona. Entalpia. Tepelná kapacita. Vzťah medzi tepelnými kapacitami pri konštantnom tlaku a objeme. Izotermálna expanzia ideálneho plynu. Práca pri reverzibilnej a ireverzibilnej izotermálnej expanzii. Adiabatická expanzia ideálneho plynu. Exotermické a endotermické reakcie a procesy. Štandardný stav látok. Hessov zákon.
3. týždeň
Príklady spontánnych procesov v prírode. Definície 2. termodynamického zákona (Kelvinova, Celsiusova). Entropia - uvedenie pojmu. Termodynamická definícia entropie. Entropia ako stavová funkcia. Carnotov cyklus. Efektívnosť vratne pracujúceho tepelného stroja. Claussiusova nerovnosť. Entropia izotermálnej expanzie, zmiešavania plynov, procesov topenia a vyparovania. Závislosť entropie od teploty. Nernstov teorém tepla. 3. termodynamický zákon.
4.týždeň
Entropia ako veličina určujúca spontánnosť procesov. Kritéria spontánnosti procesov pri konštantnom objeme a konštantnom tlaku. Helmoltzova a Gibbsova voľná energia. Vlastnosti Helmoltzovej energie. Vlastnsoti Gibbsovej energie. Štandardná Gibbsova energia chemickej reakcie. Závislosť Gibbsovej energie od teploty - Gibbs-Helmoltzova rovnica. Závislosť Gibbsovej energie od tlaku pre pevné látky, kvapaliny a plyny. Jednoduché zmesi. Parciálny molárny objem. Parciálna molárna Gibbsova energia, chemický potenciál.
5. týždeň
Chemický potenciál v kvapaline. Raoultov zákon, ideálny roztok. Henryho zákon, ideálne zriedený roztok. Zmiešavanie roztokov, ideálne roztoky. Zvyškové funkcie a regulárne roztoky. Koligatívne vlastnosti. Zvýšenie teploty bodu varu a zníženie teploty topenia kvapaliny, v ktorej sa nachádza rozpustná chemická zlúčenina. Osmóza. Aktivita rozpúšťadla, aktivita rozpustnej látky.
6. týždeň
Chemická rovnováha. Gibbsova energia chemickej reakcie. Chemická rovnováha v ideálnom plyne. Rovnovážna konštanta chemickej reakcie. Vplyv teploty na rovnovážnu konštantu - van‘t Hoffova rovnica. Stabilita štruktúry proteínov. Tepelná denaturácia proteínov. Van’t Hoffova entalpia denaturácie proteínov. Chemická denaturácia proteínov. Fyziologické konzekvencie nesprávne zbalených proteínov.
7. týždeň
Príklady molekulových asociácií a ich význam pre biologické systémy. Disociačné a asociačné väzobné konštanty. Stanovenie disociačnej väzobnej konštanty - Langmuirova izoterma. Kooperativita pri interakciách ligand - makromolekula.. Kooperativita- simultánne viazanie ligandov, Hillova rovnica. Kooperativita - postupné viazanie ligandov. Alosterické interakcie. Kvalitatívny popis modelu Monod - Wyman - Changeaux pre kooperatívne viazanie ligandov na makromolekuly. Experimentálne metódy používané pri štúdiu interakcie ligand - makromolekula.
8. týždeň
Chemická a biochemická kinetika - základné definície. Rýchlosti chemických reakcií. Rýchlostné konštanta a rýchlostný zákon. Poriadok chemickej reakcie. Reakcie prvého poriadku. Reakcie druhého poriadku. Za sebou idúce reakcie. Určenie rýchlostného zákona. Spätné chemické reakcie. Relaxačné procesy. Teplotná závislosť rýchlostných konštánt – Arrheniusova rovnica. Experimentálne techniky využívané na stanovenie rýchlostí chemických reakcií. Teória prechodového stavu - Eyringova teória.
9. týždeň
Enzýmy - význam, charakterizácia a rozdelenie. Rovnovážny model enzýmovej kinetiky. Model ustáleného stavu enzýmovej kinetiky. Experimentálne určenie maximálnej rýchlosti a Michaelis-Mentenovej konštanty v enzymatických reakciách. Odchýlky od Michaelis-Mentenovej kinetiky. Inhibícia enzýmov. Reverzibilná inhibícia. Kompetetívna, nekompetetívna a akompetetívna inhibícia.
10. týždeň
Kinetika fotofyzikálnych a fotochemických procesov. Jablonského diagram. Fluorescencia, fosforescencia. Kvantové výťažky fotofyzikálnych procesov. Zhášanie exitovaných stavov molekúl vonkajšími faktormi. Zhášanie fluorescencie. Stern- Volmerova rovnica. Försterov rezonančný prenos energie (FRET). Biologická aplikácia FRET.
11. týždeň
Elektrochemické reakcie. Elektrochemický článok. Štandardné redukčné potenciály. Vzťah medzi zmenou Gibbsovej energie a elektrochemickým potenciálom. Teplotná závislosť elektrochemického potenciálu. Využitie elektrochemických článkov. Stanovenie redoxného potenciálu. Iónový elektrochemický gradient. Protonmotorická sila. Nernstov potenciál. Úvod k dýchaciemu reťazcu v mitochondriách.
12. týždeň
Kyseliny a zásady. Acidobázické vlastnosti vody. pH - meranie kyslosti prostredia. Disociácia kyselín a zásad - acidobázická rovnováha. Henderson - Hasselbalchova rovnica. Pufre, pufrovacia kapacita. Vplyv teploty a iónovej sily na vlastnosti pufrovacích roztokov. Acidobázická titrácia. Izoelektrický bod v biologicky významných molekulách
Oboznámenie študentov s podstatnými poznatkami z vybraných oblastí fyzikálnej chémie s dôrazom na využitie týchto poznatkov pri štúdiu fyzikálno-chemických vlastností biomakromolekúl a biologických organizmov. Po absolvovaní tohto predmetu by študenti mali byť schopní pochopiť fyzikálno-chemické základy mnohých biologických procesov.
Skúška
1. JUNGER, J. et al. Turistika a športy v prírode. Prešov: Fakulta humanitných a prírodných vied PU v Prešove. 2002. 267s. ISBN 80-8068-097-3.
2. MADARÁSOVÁ, J. 101 rád ako prežiť v prírode. Bratislava: Svojtka & Co, 2016. 128s. ISBN 9788081079436.
3. MCMANNERS, H. S batohem na zádech: jak přežít v přírodě. Bratislava: Slovo. 1996. 160s. ISBN 80-85711.
4. PAVLÍČEK, J. Člověk v drsné přírodě. 3. vyd. Praha: Práh. 2002. ISBN 8072520598.
5. WISEMAN, J. SAS: příručka jak přežít. Praha: Svojtka & Co. 2004. 566s. ISBN
8072372807.
Ukončenie: Absolvoval
Podmienky na úspešné absolvovanie predmetu:
- aktívna účasť na kurze v zmysle študijného poriadku a pokynov vyučujúceho,
- priebežné plnenie všetkých úloh, ktoré sú vymedzené sylabom predmetu.
Slovenský
Cvičenia:
1. Zásady správania a bezpečnosti pri pohybe a pobyte v neznámom prírodnom prostredí
2. Príprava a vedenie túry
3. Objektívne a subjektívne nebezpečenstvo v horskom prostredí
4. Zásady hygieny a prevencie poškodenia zdravia v extrémnych podmienkach
5. Zakladanie ohňa
6. Pohyb v teréne, orientácia a navigácia
7. Improvizované prístrešky
8. Príprava stravy a filtrovanie vody
9. Zlaňovanie, tyrolský traverz
10. Presun raneného, prvá pomoc
Obsahový štandard:
Študent preukáže vedomosti a zručnosti z problematiky, ktorá je obsahovo daná sylabom predmetu a šírkou definovaná v povinnej literatúre.
Výkonový štandard:
Preukáže zvládnutie výkonového štandardu, v rámci ktorého študent:
- nadobudne poznatky v rámci bezpečného pobytu a pohybu v extrémnom prostredí prírody,
- získa teoretické vedomosti a praktické zručnosti spojené s riešením mimoriadnych a náročných situácií spätých so zachovaním ľudského života a minimalizáciou poškodenia zdravia,
- disponuje zručnosťou odolávať a čeliť situáciám spojených s prekonávaním prekážok,
- vie získané zručnosti aplikovať ako inštruktor pri vykonávaní letných telovýchovných kurzov pre deti a mládež v rámci rekreačného športu.
Oboznámiť študentov so základnými princípmi kvantovej mechaniky a na vybraných príkladoch ilustrovať možnosti jej aplikácií.
1. Ľ. Tóth, M. Tóthová, Kvantová a štatistická fyzika I, Rektorát Univerzity P. J. Šafárika, 1982.
2. Ľ. Skála, Úvod do kvantovej mechaniky, Academia, Praha, 2005.
3. J. Pišút, L. Gomolčák, Úvod do kvantovej mechaniky, Bratislava 1983.
4. W. Greiner, Quantum Mechanics, 4th edition, Springer, Berlin, 2000.
5. A. C. Philips, Introduction to Quantum Mechanics, Wiley, Weinheim, 2003.
6. D. J. Griffiths, Introduction to Quantum Mechanics, Prentice Hall, New Jersey, 1995.
7. G. Auletta, M. Fortunato, G. Parisi, Quantum Mechanics, Cambridge University Press, Cambridge, 2009.
Teoretická mechanika, Teória elektromagnetického poľa.
Na úspešné absolvovanie predmetu musí študent preukázať dostatočné porozumenie základným pojmom, konceptom a aplikáciam kvantovej fyziky. Vyžaduje sa znalosť základných pojmov kvantovej fyziky na úrovni ich matematickej definície, ako aj ich fyzikálneho obsahu a konkrétnych aplikácií. Študent si musí počas semestra priebežne osvojiťobsah učiva, aby získané poznatky mohol aktívne a tvorivo využiť pri riešení konkrétnych výpočových úloh počas cvičení a absolvovať priebežné písomné testy zohľadnené v celkovom hodnotení predmetu. Podmienkou na získanie kreditov je absolvovanie 2 priebežných písomných testov na cvičeniach a ústnej skúšky, ktorá pozostáva z jednej náročnejšej výpočtovej úlohy a teoretických otázok. Kreditové ohodnotenie predmetu zohľadňuje nasledovné zaťaženie študenta: priama výuka (3 kredity), samoštúdium (2 kredity), individuálne konzultácie (1 kredit) a hodnotenie (2 kredity). Minimálna hranica na absolvovanie predmetu je získanie aspoň 50% z celkového bodového hodnotenia, pričom je využívaná nasledovná hodnotiaca škála: A (90-100%), B (80-89%), C (70-79%), D (60-69%), E (50-59%), F (0-49%).
1. slovenský
2. anglický
Predmet štúdia kvantovej mechaniky. Súvis klasickej a kvantovej mechaniky (KM), Bohrov princíp korešpondencie. Experimentálne základy KM: rádioaktivita, čiarové spektrá atómov, žiarenie čierneho telesa, fotoelektrický jav, Comptonov rozptyl, Franckov-Hertzov pokus, Sternov-Gerlachov pokus, Youngov a Davissonov-Germerov dvojštrbinový experiment. Teoretické základy KM: Planckova a Einsteinova hypotéza, Bohrov model atómu vodíka, korpuskulárno-vlnový dualizmus, de Broglieho vlnová hypotéza. (1.-2. týždeň)
Základné postuláty KM. Postulát o vlnovej funkcii a Bornova štatistická interpretácia vlnovej funkcie. Princíp superpozície stavov. Postulát o operátoroch. Lineárnosť a hermitovosť operátorov. Vlastné hodnoty a vlastné funkcie operátorov. Meranie pozorovateľných veličín a redukcia (kolaps) vlnovej funkcie. Komutačné vzťahy medzi operátormi a Heisenbergove relácie neurčitosti. Súčasná nemerateľnosť fyzikálnych veličín a výpočet stredných hodnôt pozorovateľných veličín. Vlnová a maticová formulácia KM, ich ekvivalencia. (3.-5. týždeň)
Bezčasová a časová Schrödingerova rovnica, stacionárne a nestacionárne stavy. Operátor časovej zmeny dynamickej veličiny, Ehrenfestove rovnice a integrály pohybu. Rovnica kontinuity a jej fyzikálny význam. Riešenie bezčasovej Schrödingerovej rovnice pre časticu v nekonečne hlbokej potenciálovej jame a časticu v konečnej potenciálnej jame. Riešenie pre viazané a rozptylové stavy. Prechod častice potenciálovou bariérou: tunelový jav a nadbariérový odraz. Riešenie Schrödingerovej rovnice pre lineárny harmonický oscilátor: klasický prístup a prístup založený na Fokovej reprezentácii obsadzovacích čísel. Základy teórie reprezentácií, druhé kvantovanie, rebríkové, kreačné a anihilačné operátory. (6.-9. týždeň)
Pohyb častice v centrálnom potenciálovom poli, radiálna a uhlová časť Schrödingerovej rovnice. Atóm vodíka a jeho elektrónové orbitály. Spin elektrónu a jemu prislúchajúci magnetický moment, Pauliho matice. Princíp nerozlíšiteľnosti identických častíc, fermióny a bozóny. Pauliho vylučovací princíp. (10.-12. týždeň)
Moderné problémy KM. Rôzne interpretácie KM. Paradox Schrödingerovej mačky, Wignerov priateľ a EPR paradox. Kvantové previazanie a nelokálnosť KM. Kvantové počítanie, kvantová kryptografia a kvantová teleportácia informácie. (13. týždeň)
1. Predmet štúdia, experimentálne a teoretické základy kvantovej mechaniky (KM).
2. Vlnová formulácia KM. Postulát o vlnovej funkcii, princíp superpozície stavov a postulát o operátoroch.
3. Vlastné hodnoty a vlastné funkcie operátorov. Meranie veličín a redukcia vlnovej funkcie.
4. Bezčasová a časová Schrödingerova rovnica. Ehrenfestove rovnice a integrály pohybu. Rovnica kontinuity.
5. Maticová formulácia KM, Diracova symbolika, výpočet stredných hodnôt a matica hustoty.
6. Súčasná nemerateľnosť fyzikálnych veličín, Heisenbergove relácie neurčitosti.
7. Riešenie Schrödingerovej rovnice pre časticu v nekonečne hlbokej potenciálovej jame a časticu v konečnej potenciálnej jame. Viazané a rozptylové stavy.
8. Prechod častice potenciálovou bariérou: tunelový jav a nadbariérový odraz.
9. Riešenie Schrödingerovej rovnice pre lineárny harmonický oscilátor.
10. Pohyb častice v centrálnom potenciálovom poli, uhlová časť Schrödingerovej rovnice.
11. Pohyb častice v centrálnom potenciálovom poli, radiálna časť Schrödingerovej rovnice. Atóm vodíka.
12. Spin elektrónu, Pauliho matice. Princíp nerozlíšiteľnosti identických častíc, fermióny a bozóny. Pauliho vylučovací princíp.
13. Paradoxy a moderné problémy KM. Kvantové previazanie, nelokálnosť, počítanie, kryptografia a teleportácia.
Študent po absolvovaní prednášok a cvičení bude disponovať dostatočnými fyzikálnymi
vedomosťami a matematickým aparátom umožňujúcim samostatné riešenie širokej škály
tradičných aj aktuálnych vedeckých problémov z kvantovej fyziky. Zároveň získa prehľad o aplikáciách kvantovej fyziky v rôznych oblastiach fyziky - jadrovej fyziky, fyziky kondenzovaných látok, štatistickej fyziky, kvantovej teórie informácie, atď.
Oboznámiť sa s približnými metódami kvantovej mechaniky a ich aplikáciami pri teoretickom štúdiu mnohočasticových kvantovo-mechanických systémov.
1. V. Ilkovič, Kvantová teória II, Skriptá UPJŠ, Košice, 1989.
2. J. Pišút, L. Gomolčák, Úvod do kvantovej mechaniky, Bratislava 1983.
3. W. Greiner, Quantum Mechanics, 4th edition, Springer, Berlin, 2000.
4. D. J. Griffiths, Introduction to Quantum Mechanics, Prentice Hall, New Jersey, 1995.
5. G. Auletta, M. Fortunato, G. Parisi, Quantum Mechanics, Cambridge University Press,
Cambridge, 2009.
Kvantová mechanika alebo Kvantová mechanika I.
2 písomky
Na úspešné absolvovanie predmetu musí študent preukázať dostatočné porozumenie základným
pojmom, konceptom a aplikáciam kvantovej fyziky. Vyžaduje sa znalosť základných pojmov
kvantovej fyziky na úrovni ich matematickej definície, ako aj ich fyzikálneho obsahu a konkrétnych
aplikácií. Študent si musí počas semestra priebežne osvojiťobsah učiva, aby získané poznatky
mohol aktívne a tvorivo využiť pri riešení konkrétnych úloh počas cvičení a absolvovať priebežný
písomný test zohľadnený v celkovom hodnotení predmetu. Podmienkou na získanie kreditov je
absolvovanie 1 priebežného písomného testu na cvičeniach a ústnej skúšky, ktorá pozostáva z
jednej náročnejšej výpočtovej úlohy a teoretických otázok. Kreditové ohodnotenie predmetu zohľadňuje nasledovné zaťaženie študenta: priama výuka (2 kredity), samoštúdium (2 kredit), individuálne konzultácie (1 kredit) a hodnotenie (1 kredit). Minimálna hranica na absolvovanie
predmetu je získanie aspoň 50% z celkového bodového hodnotenia, pričom je využívaná
nasledovná hodnotiaca škála: A (90-100%), B (80-89%), C (70-79%), D (60-69%), E (50-59%),
F (0-49%).
1. slovenský
2. anglický
Stacionárna teória porúch pre nedegenerované a degenerované kvantovo-mechanické systémy s diskrétnym energetickým spektrom. Anharmonický oscilátor. Atóm vodíka vo vonkajšom elektrickom a magnetickom poli, Starkov jav, normálny a anomálny Zeemanov jav. Stacionárna teória porúch pre dvojhladinové kvantovo-mechanické systémy s dvoma blízkymi energetickými hladinami v diskrétnom spektre. Kríženie energetických hladín a obchádzanie kríženia vplyvom poruchy. Landauov-Zenerov efekt. Stacionárna teória porúch pre kvantovo-mechanické systémy so spojitým energetickým spektrom. (1.-4. týždeň)
Ritzova variačná metóda. Dôkaz viazaného stavu kvantovo-mechanického systému s príťažlivým potenciálom. Základný a prvý excitovaný stav kvantového lineárneho oscilátora. Aplikácie Ritzovej variačnej metódy pri hľadaní základného stavu kvantových spinových modelov. (5.-6. týždeň)
<BR>
<BR>
Dištančná forma štúdia:
Nestacionárna teória porúch pre nedegenerované kvantovo-mechanické systémy s diskrétnym energetickým spektrom. Špeciálny prípad konštantnej poruchy. Nestacionárna teória porúch pre kvantovo-mechanické systémy s diskrétno-spojitým energetickým spektrom. Špeciálny prípad adiabatickej poruchy a krátkej rýchlej poruchy. Špeciálny prípad harmonickej poruchy. Fermiho zlaté pravidlo. (7.-9. týždeň)
Kvantovo-mechanické riešenie bezčasovej Schrődingerovej rovnice pre atóm hélia pomocou stacionárnej teórie porúch. Ortohélium a parahélium. Kvantovo-mechanické riešenie bezčasovej Schrődingerovej rovnice pre molekulu vodíka pomocou stacionárnej teórie porúch. Heitlerova-Londonova teória valenčných väzieb a metóda LCAO. Hartreeho a Hartreeho-Fockova metóda mnohoelektrónové atómy. (10.-13. týždeň)
1. Stacionárna teória porúch pre nedegenerované kvantovo-mechanické systémy s diskrétnym energetickým spektrom.
2. Stacionárna teória porúch pre degenerované kvantovo-mechanické systémy s diskrétnym energetickým spektrom. Zeemanov a Starkov jav.
3. Stacionárna teória porúch pre dvojhladinové kvantovo-mechanické systémy s dvoma blízkymi energetickými hladinami: kríženie a obchádzanie kríženia energetických hladín.
4. Ritzova variačná metóda. Viazaný stav kvantovo-mechanického systému s príťažlivým potenciálom.
5. Aplikácie Ritzovej variačnej metódy pri hľadaní základného stavu kvantových spinových modelov.
6. Nestacionárna teória porúch pre nedegenerované kvantovo-mechanické systémy s diskrétnym energetickým spektrom. Špeciálny prípad konštantnej, adiabatickej a krátkej rýchlej poruchy.
7. Nestacionárna teória porúch pre kvantovo-mechanické systémy s diskrétno-spojitým energetickým spektrom. Harmonická porucha a Fermiho zlaté pravidlo.
8. Kvantovo-mechanické riešenie bezčasovej Schrődingerovej rovnice pre atóm hélia pomocou stacionárnej teórie porúch. Ortohélium a parahélium.
9. Kvantovo-mechanické riešenie bezčasovej Schrődingerovej rovnice pre molekulu vodíka pomocou stacionárnej teórie porúch. Heitlerova-Londonova teória valenčných väzieb.
10. Kvantovo-mechanické riešenie bezčasovej Schrődingerovej rovnice pre molekulu vodíka pomocou Ritzovej variačnej metódy. Metóda LCAO.
11. Hartreeho a Hartreeho-Fockova metóda pre mnohoelektrónové atómy.
Študent po absolvovaní prednášok a cvičení bude disponovať dostatočnými fyzikálnymi
vedomosťami a matematickým aparátom umožňujúcim samostatné riešenie širokej škály
tradičných aj aktuálnych vedeckých problémov z kvantovej fyziky pomocou približných metód. Zároveň získa prehľad o aplikáciách kvantovej fyziky v rôznych oblastiach fyziky ako napríklad atómovej a jadrovej fyziky, fyziky kondenzovaných látok, štatistickej fyziky, kvantovej teórie magnetizmu, atď.
ústna skúška.
1. JUNGER, J. et al. Turistika a športy v prírode. Prešov: FHPV PU v Prešove. 2002. ISBN 8080680973.
Internetové zdroje:
1. STEJSKAL, T. Vodná turistika. Prešov: PU v Prešove. 1999.
Dostupné na: https://ulozto.sk/tamhle/UkyxQ2lYF8qh/name/Nahrane-7-5-2021-v-14-46-39#!ZGDjBGR2AQtkAzVkAzLkLJWuLwWxZ2ukBRLjnGqSomICMmOyZN==
Ukončenie: Absolvoval
Podmienky na úspešné absolvovanie predmetu:
- aktívna účasť na kurze v zmysle študijného poriadku a pokynov vyučujúceho,
- úspešné zvládnutie zadaných praktických ukážok: nosenie kanoe, nastupovanie a vystupovanie do kanoe, vyberanie plavidla z vody, pádlovanie.
Slovenský jazyk
1. Hodnotenie obťažnosti vodných tokov
2. Bezpečnostné zásady pri splavovaní vodných tokov
3. Zostavovanie posádok
4. Praktický výcvik s nenaloženým kanoe
5. Nosenie kanoe
6. Položenie kanoe na vodu bez dotyku s brehom
7. Nastupovanie
8. Vystupovanie
9. Vyberanie plavidla z vody
10. Kormidlovanie technika vypáčenia
- (na rýchlych tokoch)
- technika odťahovania
11. Prevrátenie
12. Povely
Obsahový štandard:
Študent počas preukáže zvládnutie obsahového štandardu predmetu, ktorý je definovaný sylabom predmetu a povinnou literatúrou.
Výkonový štandard:
Preukáže zvládnutie výkonového štandardu, v rámci ktorého je študent po absolvovaní schopný:
- aplikovať nadobudnuté poznatky v rôznorodých situáciách a v praxi,
- aplikovať základné zručnosti z ovládania plavidla na tečúcej vode,
- zvoliť správny výber vhodného miesta na táborenie,
- pripraviť adekvátnu materiálnu výbavu k táboreniu.
1. Všeobecné zásady bezpečnej práce, bezpečného správania sa a ochrany života a zdravia študentov v laboratóriách. UPJŠ (2232/2016).
2. Príkaz rektora č. 5/2017 a Rozhodnutie rektora č. 11/2017 na realizáciu vstupného školenia a oboznamovania študentov UPJŠ v Košiciach s predpismi o bezpečnosti a ochrane zdravia pri práci, ochrane pred požiarmi a civilnej ochrane.
https://www.upjs.sk/studenti/legislativa/rr-poplatky/
3. M. Stupák a kol., Lekárska chémia. Návody a protokoly na praktické cvičenia, UPJŠ LF a LABMED, a.s., ISBN 978-80-7097-973-0, Košice 2012.
4. P. Atkins, J. de Paula, Physical Chemistry, Oxford University Press, New York 2002.
5. Internetové zdroje, napr.:
https://osha.europa.eu/sk/publications/danger-chemicals-hazard-pictograms-explained-leaflet; https://kurz.prvapomoc.sk; https://www.youtube.com/watch?v=E_YbhkwEYmM; https://www.youtube.com/watch?v=mmgiehwrK54; https://www.wikihow.com/Use-a-Centrifuge; https://www.youtube.com/watch?v=IhJNFGfsUus; https://www.youtube.com/watch?v=upDgIP6iONI; https://www.youtube.com/watch?v=BXTLrR6QFRU; https://www.youtube.com/watch?v=DupXDD87oHc; https://www.youtube.com/watch?v=Xeuyc55LqiY&list=TLPQMjEwNDIwMjDmOJK9GmAUEA&index=2; https://www.youtube.com/watch?v=wCDb0gEYCy4; https://www.youtube.com/watch?v=PBTn4gTEbkU; https://www.youtube.com/watch?v=P1wRXTl2L3I https://www.youtube.com/watch?v=vwY-xWMam7o; https://www.youtube.com/watch?v=8Fdt5WnYn1k; https://khanovaskola.cz/video/2/386/3144-vypocet-ph-pufru; https://www.youtube.com/watch?v=dkARLSQWHH8; https://www.youtube.com/watch?v=vt3WO2rf9Qs; https://www.youtube.com/watch?v=xHQM4BbR040; https://www.youtube.com/watch?v=wxrAELeXlek; https://www.youtube.com/watch?v=Il9hlMT0aUQ
(1) Test - písomná previerka v priebehu semestra (cca v 5. týždni semestra - na záver teoretickej-výpočtovej časti cvičení)
(2) Protokol z laboratórnych cvičení
Študent by mal v rámci písomného preskúšania, ako aj prípravy laboratórneho protokolu, preukázať znalosti, schopnosti a zručnosti samostatne riešiť základné výpočty a postupy laboratórnych prác pri príprave roztokov, ich riedení, určovaní ich koncentrácií a ďalších charakteristík, aj na základe v priebehu cvičenia nameraných experimentálnych spektroskopických dát.
slovenský
anglický
Ak je to možné, odporúča sa vyučovanie, ktoré sa realizuje v laboratóriu a navzájom na seba nadväzuje, spojiť do blokov dlhších ako vyučovacia hodina zaradená do týždenného rozvrhu.
1. týždeň
Úvod, oboznámenie sa s pracovným harmonogramom, podmienkami úspešného absolvovania predmetu; popis práce v laboratóriu (základných postupov práce v laboratóriu), úvod do bezpečnosti práce v laboratóriu. Predstavenie laboratórií Katedry biofyziky a Centra interdisciplinárnych biovied.
2. týždeň
Výpočty z chemických vzorcov, látkového množstva a molárnej hmotnosti.. Sumárny vzorec zlúčeniny. Hmotnostný zlomok. Hmotnostné percentá. Látkové množstvo. Molárna hmotnosť. Molárny objem. Molárna koncentrácia. Hmotnosť navážky.
3. týždeň
Výpočet charakteristík zmesí a roztokov. Zmes, roztok, rozpustnosť látky, koncentrácia. Hmotnostná/objemová koncentrácia. Molárna koncentrácia. ppm - jednotka pre vyjadrenie nízkych koncentrácií.
4. týždeň
Výpočet charakteristík zmesí a roztokov. Zmiešavacia rovnica.
5. týždeň
Zápočtová písomka. Bezpečnosť práce v laboratóriu. Laboratórny poriadok.
6. týždeň
Obsluha malých laboratórnych prístrojov: automatické pipety, centrifúga, sušička, Milli-Q systém na prípravu ultračistej vody. Digestor. Používanie, čistenie a uskladnenie laboratórneho skla a iného laboratórneho materiálu.
7. týždeň
Príprava roztokov. Analytické váhy. Váženie. Uskladnenie, práca a likvidácia chemikálií, roztokov, rozpúšťadiel. Parafilm.
8. týždeň
Príprava pufrovacích roztokov. Meranie pH. pH meter. Práca s kyselinami a zásadami.
9. týždeň
Úvod do spektroskopie. Svetlo. Spektroskopický experiment. Spektroskopické techniky. Jablonského diagram. UV-Vis absorpčná spektrofotometria. Chromofór. Lambert-Beerov zákon. Absorpčná krivka. Absorpčný spektrofotometer. Fluorescenčná spektroskopia. Fluorofór. Excitačné a emisné spektrá. Charakteristiky fluorescenčných spektier. Zhášanie fluorescencie.
10. týždeň
Príprava roztokov vybraných molekúl pri rôznom pH. UV-Vis absorpčné spektrá vybraných molekúl pri rôznom pH.
11. týždeň
Fluorescenčné spektrá vybraných molekúl pri rôznom pH.
12./13. týždeň
Spracovanie nameraných dát, príprava protokolu. Ukončenie prác v laboratóriu - likvidácia pripravených/používaných roztokov, čistenie a odloženie použitého laboratórneho sklad, zanechanie čistého a prázdneho pracovného priestoru. Hodnotenie.
Osvojenie si základných znalostí a zručností bezpečnej a efektívnej práce v biofyzikálnom laboratóriu, t.j. v chemickom laboratóriu a v laboratóriu optickej spektroskopie.
1. K. Kapeller, H. Strakele, Cytomorfológia, Osveta, Martin 1999.
2. G. M. Cooper, The cell a molecular approach, ASM Press, Washington 2000.
3. J. D. Watson, molekulární biologie genu, Acadenie, Praha 1982.
4. J. Darnell, H. Lodish, D. Baltimore: Molecular Cell Biology, W. H. Freeman and Co., New York 1990.
5. S. Rosypal, Úvod do molekulární biologie I, II, III, Brno 1997.
Skúška.
študent preukáže vedomosti z okruhu študovanej problematiky, dokáže pohotovo reagovať na položené otázky a navrhnúť jednoduchý experiment zameraný na sledovanie bunkových dejov.
slovenský, anglický
1. týždeň
Chemické zloženie živého a neživého sveta. Chemické zloženie bunky (chemické väzby, voda,molekuly a makromolekuly v bunkách) Bunka – základná štruktúrna a funkčná jednotka živého organizmu. Možnosti pozorovania buniek (svetelná, fluorescenčná a elektrónová mikroskopia, frakcionácia buniek).
2. týždeň
Katalýza a využitie energie bunkami (syntéza a oxidácia organických molekúl bunkami, prenášače elektrónov, ATP). Odbúravanie cukrov a tukov (fermentácia. glykolýza, oxidatívna fosforylácia)
3. týždeň
Informačné makromolekuly (proteíny a nukleové kyseliny). Tvar, štruktúra a funkcie proteínov. Štruktúra a funkcia DNA. Replikácia DNA . Chyby v replikácii (mutácie a ich význam). Opravy DNA.
4. týždeň
Chromozómy (jadro buniek, organizácia DNA v interfáze, nukleozómy ako základné štruktúrne jednotky chromatínu, kondenzácia chromozómov). Delenie buniek (mitóza, meióza).
5. týždeň
Expresia génov. Prenos informácie od DNA k proteínu.. Štruktúra a funkcie RNA (mRNA, tRNA, rRNA, malé RNA molekuly). Transkripcia. Regulácia génovej expresie (DNA-viažúce proteíny, RNA polymeráza a transkripčné faktory).
6. týždeň
Štruktúra membrán. Lipidová dvojvrstva (tekutosť a asymetria lipidových membrán). Membránové proteíny a ich význam. Plazmatická membrána a povrch buniek. Prenos látok cez membrány (pasívny transport, aktívny transport, prenášačové pretíny, iónové kanály, membránový potenciál, prenos signálu v nervových bunkách.
7. týždeň
Získavanie energie v mitochondriách a chloroplastoch. Mitochondriálne membrány a oxidatívna fosforylácia. Transport elektrónov a bunkové dýchanie. Chloroplasty (štruktúra a funkcie). Fotosyntéza. DNA v mitochondriach a chloroplastoch.
8. týždeň
Vnútrobunkové oddiely a transport látok. Membránové organely (štruktúra a funkcie). Triedenie proteínov, vezikulárny transport, sekrečné dráhy a endocytóza.
9. týždeň
Medzibunková komunikácia (všeobecné princípy bunkovej signalizácie, signálne molekuly, druhy posol, receptory na membránach, vnútrobunkové signálne kaskády). Receptory spojené s G-proteínmi. Receptory spojené s enzýmami (tyrozínkinázy).
10. týždeň
Cytoskelet. Stredné filamenty. Mikrotubuly (centrozóm, molekulové motory a vnútrobunkový transport). Aktínové vlákna (pohyb buniek, aktín-myozín).
11. týždeň
Bunkové delenie. Fázy bunkového cyklu. Kontrola bunkového cyklu (cyklíny a cyklín-dependentné kinázy). Regulácia počtu buniek a smrť buniek (typy bunkovej smrti). Poruchy kontroly bunkového cyklu, karcinogenéza.
12. týždeň
Diferenciácia buniek a starnutie.
Oboznámiť sa so základnou štruktúrou a funkciou bunky a s prenosom genetickej informácie.
1. Jackson M. B., Molecular and cellular biophysics, Cambridge University Press 2006
2. Atkins P., de Paula J.: Fyzikální chemie, Vydavateľstvo CVUT Praha, 2013
3. Dillon P. F.: Biophysics A Physiological Approach, Cambridge University Press 2012 4. Daune M., Molecular biophysics, Oxford University press, 2004
5. Hardin J., Bertoni G., Kleinsmith L. J.: Becker’s World of the Cell, Pearson Education, Inc., San Francisco 2006
6. Glaser R.: Biophysics, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2012
7. Allewell N. M., Narhi L. O., Rayment I. (eds.): Molecular Biophysics for the Life Sciences, Springer Science+Business Media New York 2013
Na úspešné ukončenie predmetu musí študent preukázať dostatočné porozumenie základným pojmom a princípom organizácie biopolymérov. Študent si musí počas semestra priebežne osvojiť obsah učiva, aby získané poznatky mohol aktívne a tvorivo využiť pri riešení konkrétnych problémov. Podmienkou pre získanie kreditov je absolvovanie písomného testu a ústnej skúšky, ktorá pozostáva z teoretických otázok a problémovej úlohy. Kreditové ohodnotenie predmetu zohľadňuje nasledovné zaťaženie študenta: priama výuka, samoštúdium, individuálne konzultácie a hodnotenie. Minimálna hranica na absolvovanie predmetu je získanie aspoň 50% z celkového bodového hodnotenia.
slovenský
1. Biofyzika: definícia, história, známi “biofyzici”, štruktúra biofyziky (molekulová, bunková, medicínska, enviromentálna a radiačná biofyzika), biofyzikálne metódy a techniky.
2. Základné charakteristiky biomolekúl: prvky živej hmoty, základné typy molekúl v živých systémoch, chemická väzba (Kosselova teória elektrovalencie, Lewisova teória kovalencie, teória valenčnej väzby, teória molekulových orbitálov), teória hybridizácie, teória molekulových orbitálov, medzimolekulové sily: interakcie medzi nábojmi a dipólmi (ión - ión, ión - permanentný dipól, ión - indukovaný dipól), van der Waalsove interakcie (Keesomova sila, Debyeova sila, Londonova disperzná sila), Lennard – Jonesov potenciál, vodíkové väzby, katión - π interakcie, hydrofóbne interakcie, hydratačné sily, stabilizujúce nekovalentné interakcie v proteínoch a v nukleových kyselinách.
3. Geometria polymérneho reťazca: polyméry (definícia, klasifikácia), konformácia, konfigurácia, model náhodného klbka (model voľne spojeného reťazca, model voľne rotujúceho reťazca, rotačno-izomérny model), efektívna dĺžka, charakteristický pomer, perzistentná dĺžka, „Wormlike“ reťazec, gyračný polomer, vplyv rozpúšťadla a teploty na štatistiku polymérneho reťazca.
4. Hydratácia biopolymérov: štruktúra a fyzikálno-chemické vlastnosti vody, primárna hydratácia, sekundárna hydratácia, vlastná difúzia, Stokesov polomer, chaotropné ióny, kozmotropné ióny, interakcie vody s makromolekulami, hydratácia prvého rádu, hydratácia druhého rádu, vodíkové mostíky, ióny vo vodnom roztoku, Debye–Hueckel teória, Poissonova rovnica, Poisson–Boltzmannova rovnica, iónová sila, Debye–Hueckel polomer.
5. - 6. Štruktúra a vlastnosti nukleových kyselín: stručná história, funkcie, štruktúra nukleotidov, tautoméria dusíkatých báz, formy furanózového kruhu, pseudorotácia, rotačné uhly fosfodiesterového reťazca, primárna štruktúra, sekundárna štruktúra DNA, Chargaffove pravidlo, uhly charakterizujúce štruktúru DNA, základné konformácie DNA, parametre charakterizujúce geometriu bázových párov, Watson-Crickove párovanie báz, Hoogsteenove párovanie báz, sily stabilizujúce dvojzávitnicu, polymorfizmus DNA (ohyb, slučka, vlásenka, krížová štruktúra, dýchanie, DNA triplex, G-quadruplex, interkalácia), lineárna DNA, cirkulárna DNA, terciálna štruktúra DNA - superhelix, parametre charakterizujúce superhelix (celkové číslo vinutia, dvojzávitnicové číslo, superhelikálne číslo), denaturácia a renaturácia DNA, štruktúra RNA, prvky sekundárnej štruktúry (dvojzávitnica, vlásenková štruktúra, výduť, vnútorná slučka, spojovacie uzly), párovanie báz v RNA, pseudouzly, terciálna štruktúra RNA.
7. - 8. Štruktúra a vlastnosti bielkovín: stručná história, funkcie a význam bielkovín, aminokyseliny, ionizované formy aminokyselín, peptidová väzba, štruktúry bielkovín (primárna, sekundárna, terciárna, kvartérna), primárna štruktúra, sekundárna štruktúra (α závitnica, 310 závitnica, β ohyb, β skladaný list, supersekundárne, štruktúry domény), konformačná analýza bielkovín (Ramachandrova metóda, použitie potenciálových funkci), terciárna štruktúra, sily stabilizujúce terciárnu štruktúru bielkovín (vodíkové väzby, iónové väzby, disulfidové mostíky, hydrofóbne interakcie), kvartérna štruktúra, rozpustnosť bielkovín (vplyv pH, iónovej sily), stabilita bielkovín, denaturácia bielkovín (tepelná, chemická), molten-globulárny stav, protein folding (Levinthalov paradox), nesprávne zbalené a agregované bielkoviny.
9. Štruktúra a vlastnosti sacharidov: klasifikácia (jednoduché, zložené), aldózy, ketózy, enantioméry (D- a L-izoméry), diastereoizoméry, lineárna a cyklická forma, anoméry, konfo cyklických foriem, fyzikálne vlastnosti monosacharidov, oligosacharidy (glykozidová väzba, vodíkové väzby), polysacharidy: homoglykány (škrob, glykogén, dextrán, celulóza, xylány, chitín, levány, inulín, agaróza), heteroglykány, hladiny štruktúrnej organizácie sacharidov, konformačná analýza, glykokonjugáty (proteoglykány, lipopolysacharidy, peptidoglykány, glykoproteíny), imunitné rozpoznávanie, medzibunkové rozpoznávanie a adhézia buniek, medzibunkový matrix (glykozamínglykány, proteoglykány, fibropektín, laminín).
10. Štruktúra a vlastnosti lipidov: funkcie, klasifikácia, jednoduché lipidy (acylglyceroly, vosky, acylsteroly), zložené lipidy (fosfolipidy, glykolipidy), izoprenoidné lipidy, kasifikácia podľa LIPID MAPS, agregované formy lipidov (micely, lipozómy, obrovské unilamelárne vezikuly, lipidová dvojvrstva), fyzikálne vlastnosti lipidovej dvojvrstvy, lipidy ako signálne molekuly v bunke.
11. Cytoskelet - dynamická štruktúra bunky: hlavné zložky cytoskeletu, cytoskeletálne systémy baktérií, mikrotubuly (cytoplazmatické, axonemálne, štruktúra), princíp vzniku mikrotubulov, mikrofilamenty (štruktúra, funkcia), proteíny regulujúce polymerizáciu mikrofilamentov, proteíny uzatvárajúce aktínové vlákna, proteíny sieťujúce aktínové vlákna, prerušujúce a spájajúce aktínové vlákna, intermediárne filamenty (chemické zloženie, štruktúra, funkcia).
12. Molekulové motory - úloha v bunkových procesoch: motorové bielkoviny (myosine, kinesin, dynein), rýchly axónový transport, princíp pohybu kinesinu pozdĺž mikrotubulov, axonemálny a cytoplazmatický dynein, cilia a flagella.
Absolvovaním prednášok bude študent disponovať základnými vedomosťami o chemickej väzbe, medzimolekulových interakciách, geometrii polymérneho reťazca, štruktúre a vlastnostiach proteínov, nukleových kyselín, sacharidov a lipidov, hydratácií polymérov, a princípoch molekulových motorov.
ARFKEN, George. WEBER, Hans. Mathematical Methods for Physicists. Elsevier, 2012
ARSENIN, Vasiliy, J. Matematická fyzika. Bratislava, Alfa, 1977.
OLVER, Peter J. Introduction to Partial Differential Equations. Cham, Springer, 2014.
KVASNICA, Jozef. Matematický aparát fyziky, Praha, Academia, 1997.
STRAUSS, Walter A. Partial Differential Equations: An Introduction. John Wiley & Sons. 2nd edition, 2008.
Podmienky záverečného hodnotenia:
Dva písomné testy a ústna skúška
Kreditové ohodnotenie predmetu zohľadňuje nasledovné zaťaženie študenta: priama výuka (2 kredity), samoštúdium (2 kredity) a hodnotenie (2 kredity).
Podmienky úspešného absolvovania predmetu:
Preukázanie vedomostí prostredníctvom dvoch písomných skúšok na vybrané
problémy matematickej fyziky. Jedna písomka je realizovaná v polovici semestra a druhá počas skúškového obdobia. Celková váha oboch písomiek
predstavuje 80 % možného počtu bodov. Zvyšných 20 % môže študent získať na ústnej skúške.
Podmienky úspešného absolvovania predmetu:
1. Aktívna účasť na výučbe prostredníctvom prezentácie riešení domácich úloh.
2. Zvládnutie podmienok priebežného a záverečného hodnotenia v celkovom vyjadrení na úrovni minimálne 50 %.
1. slovenský
2. anglický
1.týždeň:
Uvod do diferenciálnych rovníc vo fyzike. Kmitajúca struna.
Krivočiare súradnicové systémy, metrika. Lamého koeficienty.
2.týždeň:
Operátory vektorovej analýzy v krivočiarych súradniciach. Zavedenie cylindrických
a sférických súradníc. Metóda charakteristík pre diferenciálne rovnice prvého rádu.
3. týždeň:
Klasifikácia diferenciálnych rovníc druhého rádu. Riešenie vlnovej rovnice.
Kanonický tvar.
4. týždeň:
Samo-adjungovaná diferenciálna rovnica. Okrajová Sturmova-Liouvilleova úloha.
5. týždeň:
Legendreove polynómy. Legendreova rovnica a polynómy. Riešenie Legendreovej rovnice.
6. týždeň:
Pridružená Legendreova rovnica. Riešenie Laplaceovej rovnice vo sférických súradniciach.
7. týždeň:
Metóda separácie premenných. Hermiteove polynómy.
8. týždeň:
Eulerova Gamma funkcia. Beta funkcia. Stirlingov vzorec.
9. týždeň:
Laguerreove polynómy.
10. týždeň:
Laplaceova transformácia. Inverzná Laplaceova transformácia.
11. týždeň:
Teória distribúcii. Diracova delta funkcia.
12. týždeň:
Metóda Greenovej funkcie. Rozvoj Greenovej funkcie do vlastných riešení S.-L.úlohy.
Greenova funkcia pre Cauchyho úlohu.
Cieľom predmetu je nadviazať na povinný kurz matematickej analýzy a rozšíriť ho o matematický aparát, ktorý je potrebný pri štúdiu pokročilých oblastí fyziky. Aktívným zvládnutím predmetu je študent pripravený konštruovať fyzikálne modely pomocou parciálnych diferenciálnych rovníc a riešiť ich analytickými metódami. Študent sa tiež oboznámi so špeciálnymi funkciami matematickej fyziky (Legendreove polynómy, Hermiteove polynómy, Gamma funkcia) a ich
aplikáciami vo fyzikálnych problémoch.
1. BETINA, V.: Mikrobiológia 1. Bratislava: STU, 1996.
2. BETINA, V. : Mikrobiológia 2. Bratislava: STU, 1995.
3. HUDECOVÁ, D.: Mikrobiológia 1. Bratislava: STU, 2002.
4. MICHALKOVÁ,E.: Environmentálna mikrobiológia. Zvolen: FEE TU, 2004.
5. MADIGAN, Michael T., et al. Brock Biology of Microorganisms, Global Edition. Harlow. 2018.
Účasť na cvičeniach (minimálne 90%), priebežné písomné hodnotenie, záverečná ústna skúška
slovenský
1. Mikrobiológia ako biologická veda. Dejiny, úlohy a perspektívy mikrobiológie. Vyvrátenie teórie samoplodenia, objav mikroskopu, mikroorganizmy ako pôvodcovia ochorení.
2. Morfológia a fyziológia mikrobiálnej bunky. Základné zložky bunky, cytoplazmatická membrána - stavba a funkcie, bunková stena mikroorganizmov a jej zloženie (G+, G- a atypická bunková stena), prokaryotické vs eukaryotické bunky, tvar buniek a externé štruktúry, bakteriálne spóry.
3. Genetika mikroorganizmov. Atribúty života, centrálna dogma molekulovej biológie a tok genetickej informácie, štruktúra a funkcia informačných makromolekúl (DNA, RNA, proteíny), organizácia DNA, mikrobiálne regulačné systémy, dvoj-zložkové systémy a odpoveď na environmentálne signály, quorum sensing; prenos genetickej informácie - typy prenosu, mobilné génové elementy.
4. Metabolizmus a energetika mikroorganizmov. Terminológia, typy chemických reakcií v živých sústavách, enzýmy a ich funkcia, produkcia a premeny energie v bunke, mechanizmy tvorby ATP, nutričné módy mikroorganizmov, fermentácia a respirácia.
5. Mikrobiálny rast a jeho kontrola. Faktory regulujúce rast mikroorganizmov, rozdelenie míkroorganizmov podľa vzťahu k teplote, kyslíku, pH, osmotickému tlaku; biofilmy; bakteriálny rast - fázy rastu, rastová krivka, generačný čas, metódy merania rastu a jeho kontrola (fyzikálne a chemické metódy).
6. Antibiotiká. História antibiotík a ich pôvod, základné pojmy - antibiotiká, chemoterapeutiká, minimálna inhibičná a baktericídna koncentrácia, rozdelenie antibiotík podľa mechanizmu pôsobenia, spektrum aktivity a testy citlivosti, antifungálne látky, antivirotiká, rezistencia voči antimikrobiálnym látkam.
7. Identifikácia mikroorganizmov. Fázy identifikácie, pozorovanie buniek - prehľad rôznych mikroskopických metód, farbenie mikrobiálnych buniek, kultivačné médiá, príprava čistých kultúr, identifikácia na základe morfologických a metabolických vlastností buniek, molekulové prístupy v identifikácii - ribotyping, DNA hybridizácia, PCR metódy, RFLP, RAPD, FAME, MALDI-TOF.
8. Klasifikácia a taxonómia mikroorganizmov. Mikrobiálna taxonómia. úrovne klasifikácie, nomenklatúra, definícia druhu, metódy klasifikácie, polyfázický prístup, fylogenetická klasifikácia, 16S rRNA gén.
9. Vybrané skupiny prokaryotických organizmov I. Archaebacteria, Proteobacteria (enterobaktérie, pseudomonády), Firmicutes (Lactobacillales, Bacillales, Clostridiales). Actinobacteria, Tenericutes, Cyanobacteria, Spirochaetes.
10. Eukaryotické mikroorganizmy. Pojem protista, endosymbiotická teória, fylogenéza eukaryotickej bunky, rozdelenie protist, súčasná systematika eukaryot, životný štýl protist - výživa, rozmnožovanie, pohyb, osobitosti buniek protist, vybraní zástupcovia eukaryotických mikroorganizmov - Excavata, Amoebozoa, Stramenophiles, Alveolata, Rhizaria, Apicomplexa, Glaucophyta. Huby - mikromycéty.
12. Úvod do virológie - história, stavba viriónov, eukaryotické vs prokaryotické vírusy, genómy vírusov, klasifikácia, životný cyklus vírusov, vybraní predstavitelia vírusov, bakteriofágy, satelity, viroidy, prióny.
13. Úvod do environmentálnej mikrobiológie - mikroorganizmy vo vode, pôde, biogeochemické cykly (C, O, N, S, P). Symbióza medzi mikro a makroorganizmami - normálna mikroflóra ľudského tela.
14. Úvod do aplikovanej mikrobiológie - prehľad mikrobiálnych aplikácií, koncept GRAS, produkcia etanolu, vína, piva, destilátov, produkcia fermentovaných výrobkov (jogurty, syry, chlieb), industriálne využitie mikrobiálnych enzýmov, produkcia antibiotík, vitamínov, aminokyselín atď.
História mikrobiológie; štruktúra, funkcia a metabolizmus mikrobiálnej bunky; genetika, klasifikácia a taxonómia mikroorganizmov; vírusy; úvod do environmentálnej a aplikovanej mikrobiológie. Aktivity mikrorganizmov z hľadiska ich významu pre človeka a pre životné prostredie.
Hodnotenie cvičení: 30%
Priebežné hodnotenie: Písomný test v 7. vyučovacom týždni – 15 %, záverečný písomný test v 14. vyučovacom týždni – 15 %,
Záverečné hodnotenie: Ústna skúška – 40 %
Študenti získajú základné informácie o prokaryotických a eukaryotických mikroorganizmoch, ich cytológii, fyziológii, genetike, ekológii, klasifikácii a význame. Taktiež spoznajú základné metódy pre štúdium mikroorganizmov.
Alon, Uri. *An Introduction to Systems Biology: Design Principles of Biological Circuits*. 1st ed. Chapman and Hall/CRC, 2006.
Campbell, A. Malcolm, and Laurie J. Heyer. *Discovering Genomics, Proteomics and Bioinformatics*. 2nd ed. Benjamin Cummings, 2006.
Gabius, Hans-Joachim. *The Sugar Code: Fundamentals of Glycosciences*. Wiley-VCH, 2009.
Riešenie modelových úloh zadaných počas prednášok.
Skúška.
Molekulárny základ modelovania:
1. Hierarchia molekulárnych štruktúr. Ióny, malé molekuly a reaktívne intermediáty, stredne veľké molekuly, biopolyméry, supramolekulárne štruktúry a molecular assemblies. Atomárna kompozícia biologickej matérie. C,O,H,N,P,S a úloha iných prvkov. Príklad: úloha koordinačných atómov v metaloproteínoch.
2. Fyzikálna štruktúra biopolymérov. Foldaméry, Levinthalov paradox a Anfinsenov princíp. Príklad: single-molecule experimenty na variabilitu katalytickej účinnosti enzýmov, folding-refolding experimenty s lokalizovaným narušením štruktúry. AFM štúdie refoldingu.
3. Základy molekulárneho modelovania a molekulárnych simulácií. Príklady postupov a výsledkov. CHARMM a AMBER, BPTI folding, villin. D.E.Shaw, Karin Sanbonmatsu.
4. Biologické polyméry ako reťazce, porovnávanie reťazcov. Konformačný priestor biopolymérov a efektivita prehľadávania. Biologické databázy sekvencií, prístup a práca s nimi.
5. Porovnávanie reťazcov ako matematický problém. Levenshteinova editačná vzdialenosť, potreba definície metriky. Filozofia návrhu skórovacích matíc BLAS, FASTA. Backtracking algoritmus. Exaktné vs rýchle algoritmy. Príklady: Paulingove molekulárne hodiny, fylogenetické stromy, pôvod vírusov…
6. Cukrový kód ako príklad nelineárneho kódu. Kódovacia kapacita cukorného kódu. Cukrový kód ako forma metaprogramovania. Príklady použitia a výsledky.
7. Molekulárne interakčné siete, modelovanie reakčnej dynamiky. Gillespieho dynamika a jej aplikácie. SBML štandart a databázy SBML modelov. Príklady: reaktóm, stochasticita génovej expresie.
8. Aplikácia grafových prístupov. Stochastické a deterministické modelovanie. Typické postupy a príklady využitia.
Integratívna systémová biológia
9. Metodologické problémy výskumu komplexných systémov. Zložitosť biologických systémov a teória systémov na manažment komplexity. Falzifikovateľnosť ako kritérium vedeckosti. Reprodukovateľnosť u systémov s mnohými parametrami. Vysokopriepustné experimenty a výzva integrácie dát z rôznych modalít do koherentných modelov.
10. Vysokopriepustné experimenty ako zdroje dát pre systémovú biológiu Biomolekulárne štruktúry a ich dynamiky. PDB databáza. Databázy biologických sekvencií (proteíny, nukleové kyseliny, glykomické databázy). NGS, hmotnostná spektroskopia biomolekúl, mikrofluidické experimenty. Superresolution a iné prelomové zobrazovacie techniky. Reaktóm, atlas bunkových typov, ENCODE databáza. Databázy biologických databáz.
11. Systémová biológia a systémová medicína. Nádorové onemocnenia ako systémové onemocnenie. Weinberg a Hannahanove Hallmarks of cancer. Vízia P4 medicíny. Príklad: proteóm krvnej plazmy - okno do funkčného stavu.
12. Výzvy a príležitosti. Personalizovaná genomika, hnutie quantified self, BioBricks. RadVac návrh nasálnej COVID-19 vakcíny Georga Churcha.
Získanie prehľadu o použití počítačových prístupov a ich výsledkoch v emergentnej oblasti systémovej biológie.
1. R. Glaser. Biophysics (2nd Edition), Springer-Verlach Berlin, 2012.
2. M.B. Jackson. Molecular and cellular biophysics, Cambridge University Press, 2006.
3. D.J. Dowsett, P.A. Kenny and R.E. Johnston. The physics of diagnostic imaging,
Hodder Arnold, 2006.
4. M.R. Hamblin and P. Mroz. Advances in photodynamic therapy, Artech House,
2008.
4. D. Nicholls and S. Fergusson. Bioenergetics 4, Academic Press, 2013.
5. A.D.N.J. de Grey. The mitochondrial free radical theory of aging, R.G. Landis
Company, 1999.
6. N. Lane. Síla, sexualita, sebevražda. Mitochondrie a smysl života, Academia, 2012.
Vypracovanie písomnej práce k zadanej téme z Moderných trendov v biofyzike.
slovenský jazyk
Oblasti záujmu biofyziky a jej význam a postavenie vo vede.
Štruktúra biofyziky. Charakterizácia molekulovej, bunkovej, medicínskej, environmentálnej a radiačnej biofyziky. Vedné disciplíny súvisiace s biofyzikou. Budúcnosť biofyziky.
Lasery v biovedách.
História vývoja laserov. Základné vlastnosti a princíp fungovania laserov. Rôzne druhy laserov. Využitie laserov v biofyzikálnych experimentoch. Diagnostika a manipulácia vzoriek pomocou laserov, moderné zobrazovacie metódy, laserová spektroskopia. Laserové aplikácie v klinickej praxi.
Ramanova spektroskopia a jej využitie v biofyzike.
Interakcia hmoty a svetla. Metódy optickej spektroskopie (vibračná spektroskopia, Ramanov efekt, vzájomný vzťah Ramanovej a infračervenej spektroskopie). Povrchovo-zosilnený Ramanov rozptyl. Ramanova makro- a mikro-spektroskopia a zobrazovanie (mapping, imaging). Prehľad využitia Ramanovej spektroskopie s dôrazom na biofyzikálne aplikácie (Ramanove spektrá proteínov a iných bio-makromolekúl, Ramanove zobrazovanie bunky).
Nanotechnológia PickMolTM založená na povrchovo zosilnenej Ramanovej spektroskopii pre účely skríningu čistoty vody a potravín.
Táto technológia zisťuje, či je voda alebo akákoľvek potravinová matrica kontaminovaná perzistentnými organickými polutantmi (POP)/pesticídmi/drogami. Patentovaná technológia PickMolTM bola nedávno overená certifikovaným laboratóriom a môže byť prispôsobená pre akúkoľvek organickú molekulu, čo znamená jej veľký potenciál pre uplatnenie aj v iných oblastiach, napr. farmaceutický a chemický priemysel, bezpečnosť a šport (dopingová kontrola). Technológia PickMolTM je: vysoko citlivá (úroveň koncentrácie ppb), selektívna (detekcia konkrétnych molekúl), efektívna (úspora až 90 % nákladov), rýchla (10 minút na analýzu), prenosná s okomžitou analýzou na mieste.
Metódy štúdia interakcie ligand makromolekula.
Využitie metód optickej spektroskopie pri štúdiu interakcie ligand-makromolekula: UV-vis absorpčná spektroskopia, fluorescenčná spektroskopia, techniky Ramanovej spektroskopie (klasická, povrchovo zosilnená, DCDRS). Ich výhody a limity.Využitie termodynamických metód: diferenčná skenujúca kalorimetria (štúdium stability komplexu ligand-makromolekula) a izotermálna titračná kalorimetria (priame meranie termodynamických parametrov spojených s tvorbou komplexov).
Vedecký superhub European XFEL a biofyzika.
Rentgenovská optika a zobrazovacie techniky v nano a mezoskopickej škále. Sériová proteínová kryštalografia a zobrazovanie biologických častíc (vírusy, supramolekulárne komplexy a prírodou inšpirované nanotechnológie). Štrukturálna dynamika biomolekúl - dynamické mixovanie a pump-probe experimenty od Terraherz do tvrdej rentgenovskej oblasti. Mapovanie elektrónovej štruktúry molekúl a klastrov a ich indukovanej dynamiky. Chemické zobrazovanie. Pomocné technológie - superpočítačové klastre, proteín engineering a in cellulo produkcia proteínových nanokryštálov, digitálna mikro- a nano-fluidika, 3D tlač a aditívne technológie. Komplementárne a podporné technológie - optické superresolution techniky, kryolelektrónová mikroskopia a elektrónová difrakcia. Difrakčne limitované zdroje RTG v budúcnosti a atomistické mapovanie bunky. “State-of-the art” aplikácie - ukážky s komentárom. Ekosystém vedeckých superhubov ako užívateľských zariadení a príležitosti využitia EuXFEL.
Evolúcia proteínov „v skúmavke“.
Princíp evolučných metód pre vývoj proteínov a enzýmov. Príklady evolučných metód - displej technológií: ribozómový displej a kvasinkový displej. Aplikácia displej technológií pri vývoji nových, resp. vylepšených, vlastností proteínov/enzýmov pre farmaceutické a biotechnologické aplikácie.
Fotobiostimulácia
Princíp fotobiostimulácie, bunkové chromofóry, uplatnenie terapeutických aplikácií fotobiostimulácie na základe absorpčných spektier bunkových chromofórov, perspektívne aplikácie fotobiostimulácie.
Metabolické toky v bunkách.
Význam metabolizmu buniek pre terapiu civilizačných chorôb, princípy merania metabolických tokov, možné aplikácie metodiky pre výskum nádorových a neurodegeneračných ochorení.
Moderné techniky štúdia individuálnych molekúl.
Silová spektroskopia proteínov a nukleových kyselín (AFM, využitie optickej pinzety), určenie nanomechanických vlastností biomolekúl, prehľad analýz časových trajektórií individuálnych molekúl, prehľad aplikácií metód pre štúdium vlastností individuálnych (single-molecule) biomolekúl: akustická silová spektroskopia, magnetická pinzeta a hmotnostná fotometria.
Bioenergetika.
Centrálny koncept bioenergetiky - chemiosmotická teória. Hlavné zdroje energie v živých organizmoch. Procesy v biologických systémoch, v ktorých sa spotrebúva energia. Mitochondrie - štruktúra a základné funkcie. Dýchací reťazec v mitochondriách. Komponenty dýchacieho reťazca. Mechanizmus elektrónového transportu v dýchacom reťazci.
Predmet poskytne študentom možnosť oboznámiť sa s aktuálnymi trendami vo svetovom biofyzikálnom výskume ako aj s oblasťami výskumu na Katedre biofyziky PF UPJŠ aCentre interdisciplinárnych biovied TIP-UPJŠ. Po úspešnom absolvovaní predmetu by mali byť študenti schopní orientovať sa v populárno-vedeckej literatúre zameranej na biofyzikálny a bio-vedný výskum.
Huťka, Benko, Ďurikovič: Matematika, Alfa, Bratislava 1991
D. Studenovská, T. Madaras, S. Mockovčiak: Zbierka úloh z matematiky pre nematematické odbory, UPJŠ 2006
D. Studenovská, T. Madaras: Matematika pre nematematické odbory, UPJŠ 2006
S. Lang: A First Course in Calculus, Springer Verlag, 1998
Pre absolvovanie predmetu je potrebné preukázať osvojenie si základných matematických pojmov a schopnosť riešiť úlohy z vybraných tematických celkov. Hodnotenie z predmetu sa udeľuje na základe priebežného hodnotenia a písomnej skúšky. Priebežné hodnotenie pozostáva z písomiek v rámci každého cvičenia (spolu 20 bodov) a z dvoch rozsiahlejších písomných previerok (spolu 50 bodov). Študent sa môže zúčastniť na písomnej skúške iba po dosiahnutí minimálneho počtu 28 bodov v priebežnom hodnotení. K absolvovaniu skúšky je potrebné získať aspoň 12 bodov z celkového počtu 30 bodov. Stupnica pre hodnotenie študenta je nasledovná: 100-80-A, 79-70-B, 69-60-C, 59-50-D, 49-40-E. Pokiaľ študent na skúške, resp. v priebežnom hodnotení nezíska požadovaný minimálny počet bodov, hodnotí sa známkou FX.
slovenský
Týždeň 1-6: Definícia funkcie. Definičný obor a obor hodnôt funkcií. Elementárne funkcie. Inverzné funkcie. Skladanie funkcií.
Týždeň 7-14: Limita funkcie. Spojitosť funkcie. Derivácia funkcie a jej geometrické aplikácie. Neurčitý integrál, základné metódy integrovania. Určitý integrál a jeho aplikácie.
Po absolvovaní predmetu vie študent správne používať vybrané základné matematické pojmy, vie riešiť rovnice a nerovnice rôzneho typu a je oboznámený so základnými matematickými poznatkami z diferenciálneho a integrálneho počtu a získané poznatky vie používať pri riešení úloh.
Huťka, V., Benko, E., Ďurikovič, V.: Matematika, Alfa, Bratislava 1991.
Kluvánek, I., Mišík, L., Švec, M.: Matematika II, Bratislava, 1961.
Osička, J.: Matematika pro chemiky, Brno, 2004.
Došlá, Z.: Matematika pro chemiky, Masarykova univerzita, Brno, 2011.
Hughes-Hallett, D., et al.: Applied Calculus. John Wiley & Sons, Inc., 2010.
Rogers, R., C.: The Calculus of Several Variables. 2011.
Zvládnutie štandardných postupov riešenia sústav lineárnych rovníc. Porozumenie pojmu funkcia viacerých premenných, ovládanie definícií pojmov limita funkcie, parciálna derivácia funkcie, diferenciál funkcie, lokálne a globálne extrémy funkcie a nadobudnutie zručností spojených s ich využívaním pri výpočtoch orientovaných hlavne na funkcie dvoch premenných. Zvládnutie štandardných postupov riešenia základných typov obyčajných diferenciálnych rovníc 1. rádu. Porozumenie pojmu nekonečný rad a získanie zručností využívať základné kritériá konvergencie číselných radov pri rozhodovaní o konvergencii alebo divergencii číselných radov.
Hodnotenie sa udeľuje na základe priebežného hodnotenia a písomnej skúšky, ktorej súčasťou je aj ústna skúška.
Priebežné hodnotenie:
Dve zápočtové písomky v priebehu semestra - 32 b.
Malé písomné práce v priebehu semestra - 10 b.
Riešenie domácich úloh - 4 b.
Aktívna účasť na cvičeniach - 4 b.
Skúška:
Záverečný test a ústna skúška - 30 b.
Klasifikačná stupnica:
A: 91 % - 100 %, B: 81 % - 90 %, C: 71 % - 80 %, D: 61 % - 70 %, E: 51 % - 60 %, FX: 0 % - 50 %.
slovenský
1. - 3. Sústavy lineárnych rovníc, matice, determinanty.
4. - 7. Funkcie viacerých premenných, spojitosť a limita, parciálne derivácie, diferenciál, lokálne a globálne extrémy funkcie dvoch premenných.
8. - 11. Modelovanie vzťahov medzi veličinami pomocou diferenciálnych rovníc. Metódy riešenia obyčajných diferenciálnych rovníc 1. rádu.
12. - 13. Postupnosti, nekonečný číselný rad, kritériá konvergencie nekonečných číselných radov, nekonečné funkcionálne rady, Taylorov rad.
Študent má vedieť vysvetliť základné pojmy a získať zručnosti z využívania štandardných postupov riešenia sústav lineárnych rovníc využitím matíc a determinantov. Študent rozšíri svoje poznatky o funkcii jednej premennej a osvojí si pojem funkcia viacerých premenných, a bude vedieť vysvetliť definície pojmov limita funkcie, parciálna derivácia funkcie, diferenciál funkcie, lokálne a globálne extrémy funkcie a získané vedomosti a zručnosti o týchto pojmoch bude vedieť využiť vo výpočtoch orientovaných hlavne na funkcie dvoch premenných. Študent si osvojí štandardné postupy riešenia základných typov obyčajných diferenciálnych rovníc 1. rádu. Osvojené poznatky o riešení diferenciálnych rovníc bude vedieť využiť pri modelovaní a riešení problémov odvodených z reálnych situácií. Študent získa zručnosti využívať základné kritériá konvergencie číselných radov pri rozhodovaní o konvergencii alebo divergencii číselných radov.
Získané vedomosti a zručnosti bude študent vedieť využívať pri vytváraní matematického modelu a naučí sa efektívne využívať príkazy matematického programu Maple pre rutinné výpočty a vizualizáciu pri riešení vytvoreného modelu.
Dreyer, H. – Schmitt, R.: Lehr- und Übungsbuch der deutschen Grammatik. Hueber Verlag GmbH & Co. Ismaning, 2009.
Krüger, M.: Motive Kursbuch, Lektion 1 – 30. Huebert Verlag GmbH & Co. Ismaning, 2020.
Brill, L.M. – Techmer, M.: Deutsch. Großes Übungsbuch. Wortschatz. Huebert Verlag GmbH & Co. Ismaning, 2011.
Földeak, Hans: Sag's besser!. Grammatik. Arbeitsbuch für Fortgeschrittene. Huebert Verlag GmbH & Co. Ismaning, 2001.
Geiger, S. – Dinsel, S.: Deutsch Übungsbuch Grammatik A2-B2. Huebert Verlag GmbH & Co. Ismaning, 2018.
Dittelová, E. – Zavatčanová, M.: Einführung in das Studium der deutschen Fachsprache. Košice: ES UPJŠ, 2000.
Dvojjazyčné nemecko-slovenské a slovensko-nemecké slovníky.
Dintera,H./Steinmetz, M: Deutsch für Ingenieure. Ilmenau 2018.
Aktívna účasť (max. 2 absencie). 2 kontrolné písomné práce počas semestra. Výsledné hodnotenie je dané priemerom (%) za jednotlivé aktivity. Stupnica hodnotenia v %: A 92%–100%, B 85%–91%, C 78%–84%, D 71%–77%, E 65%–70%, F 64% a menej
nemecký,slovenský
Predmet je zameraný na precvičovanie a upevňovanie vedomostí z morfológie a syntaxe nemeckého jazyka s cieľom ukázať súvislosti v gramatike ako celku. Predmet je určený študentom, ktorí často robia gramatické chyby v ústnom prejave ako aj v písomnom styku. Prostredníctvom rozboru textov, audio nahrávok, testov, gramatických cvičení, monologických a dialogických prejavov študentov zameraných na špecifické gramatické štruktúry sa individuálne aj skupinovo riešia problematické prípady. Dôraz sa kladie na vyvážený rozvoj gramatického myslenia v procese komunikácie, čo v konečnom dôsledku prispieva k rozvoju všetkých štyroch jazykových zručností.
Cieľom predmetu je identifikovať a odstrániť najfrekventovanejšie gramatické chyby v ústnom prejave ako aj v písomnom styku, zozvíjanie jazykových zručností počúvania s porozumením, hovorenia, čítania a písania, zvýšenie jazykovej kompetencie študentov (osvojenie si vybraných fonologických, lexikálnych a syntaktických vedomostí), rozvoj pragmatickej kompetencie študentov (osvojenie si schopnosti vyjadrovať vybrané funkcie jazyka), rozvoj prezentačných zručností a i.
Oboznámiť študentov so základnými numerickými metódami matematickej analýzy a algebry, potrebnými pre následujúci kurz počítačovej fyziky.
Základná študijná literatúra:
BUŠA, J. a kol., Numerické metódy, pravdepodobnosť a matematická štatistika, Košice, 2006.
PETROVIČ, P. a kol.: Programovanie a spracovanie dát I, ES UPJŠ, Košice, 1989.
Ďalšia študijná literatúra:
PŘIKRYL, P.: Numerické metódy matematické analýzy, SNTL, 1988.
MÍKA, S.: Numerické metódy algebry, SNTL, 1985.
POZRIKIDIS, C.: Numerical Computation in Science and Engineering, Oxford University Press, 2008.
Základom priebežného hodnotenia je účasť a aktivita na cvičeniach a práca na zadaniach. Hodnotenie na základe písomného testu a všetkých odovzdaných zadaní elektronicky s priloženým počítačovým programom.
Na úspešné absolvovanie predmetu musí študent preukázať dostatočnú mieru pochopenia a schopnosti aplikácie základných numerických metód matematickej analýzy a algebry, ktoré sú potrebné pre nadväzujúce kurzy počítačovej fyziky. Základom hodnotenia je účasť a aktivita na cvičeniach a práca na zadaniach. Podmienkou na získanie kreditov je absolvovanie 2 priebežných písomných testov na cvičeniach a odovzdaním 4 zadaní (projektov) elektronicky aj s priloženým počítačovým programom. Kreditové ohodnotenie predmetu zohľadňuje nasledovné zaťaženie študenta: priama výuka (2 kredity) a individuálna práca na projektoch (2 kredity). Minimálna hranica na absolvovanie predmetu je získanie aspoň 50% z celkového bodového hodnotenia, pričom je využívaná nasledovná hodnotiaca škála: A (90-100%), B (80-89%), C (70-79%), D (60-69%), E (50-59%), F (0-49%).
1. slovenský
2. anglický
1. Počítačové riešenie úloh. Chyby numerického riešenia. Obrátená úloha teórie chýb.
2. Aproximácia funkcií. Metóda najmenších štvorcov, Čebyševova, interpolačná aproximácia, aproximácia Taylorovým polynómom.
3. Interpolácia funkcií algebraickými polynómami a splajnova interpolácia. Langrangeove, Newtonove a Gaussove vzorce.
4. Aproximácia trigonometrickými polynómami. Rýchla Fourierova analýza.
5. Riešenie nelineárnych rovníc. Grafická metóda, metódy bisekcie a prostej iterácie. Podmienky konvergencie a odhad chyby metódy. Metóda regula falsi a Newtonova metóda. Laguerrova metóda pre polynomiálne rovnice n-tého stupňa.
6. Riešenie systému nelineárnych rovníc (metóda prostých iterácií, Newton-Raphsonova metóda).
7. Riešenie systému lineárnych rovníc (SLR) – priame metódy. Metóda spätnej substitúcie, Gaussova eliminačná metóda, metóda LU-rozkladu. SLR so špeciálnou maticou (diagonálne, pásové), Thomasova metóda.
8. Riešenie systému lineárnych rovníc (SLR) – iteračné metódy. Jacobiho, Gauss-Seidelova, SOR metóda.
9. Numerické integrovanie funkcií. Newton-Cotesove vzorce (lichobežníková, obdĺžniková, Simpsonova metóda). Richardsonova extrapolácia.
10. Numerické derivovanie funkcií. Aproximácia derivácií diferenciami. Aproximačné schémy.
11. Vlastné čísla a vlastné vektory matice. Odhad polohy vlastných čísiel. Čiastočný problém vlastných čísiel (mocninová metóda a metóda Rayleighovho podielu).
12. Úplný problém vlastných čísiel (metóda LU-rozkladu, ortogonálnych transformácií – QU-rozklad, Jacobiho metóda).
1. Počítačové riešenie úloh a chyby numerického riešenia.
2. Aproximácia funkcií.
3. Interpolácia funkcií.
4. Aproximácia trigonometrickými polynómami. Rýchla Fourierova analýza.
5. Riešenie nelineárnych rovníc, podmienky konvergencie a odhad chyby metód.
6. Numerické metódy riešenia nelineárnych rovníc.
7. Riešenie systémov lineárnych rovníc – priame metódy.
8. Riešenie systémov lineárnych rovníc – iteračné metódy.
9. Numerické integrovanie (kvadratúra) funkcií.
10. Numerické derivovanie funkcií.
11. Vlastné čísla a vlastné vektory matice - čiastočný problém.
12. Úplný problém vlastných čísiel.
Oboznámiť študentov so základnými numerickými metódami matematickej analýzy a algebry, potrebnými pre nasledujúci kurz počítačovej fyziky. Študent sa naučí aproximovať a interpolovať funkcie, riešiť sústavy lineárnych aj nelineárnych rovníc, numericky derivovať a integrovať či určovať vlastné čísla a vektory matíc.
Hodnotenie
1. On-line ppt prezentácie v systéme MOODLE na moodle science.upjs.sk
2. Organic chemistry, Clayden, Greeves Warren & Wothers, Oxford university Press, 2010.
3. Organická chémia, John McMurry, Vysoké učení technické v Brne, 2007, VUTIUM, ISBN: 978-80-214-3291-8 (VUT v Brne).
4. Organická chémia, Pavol Zahradník, Mária Mečiarová, Peter Magdolen, Univerzita Komenského v Bratislave, 2019, ISBN: 978-80-223-4589-7.
1. Účasť na seminároch (platí aj pre on-line formu výučby): odôvodnená neúčasť študenta na dvoch seminároch bude ospravedlnená vyučujúcim; dlhodobejšia odôvodnená neúčasť študenta na seminároch musí byť preukázaná zvládnutím učiva zo strany študenta náhradnou formou, ktorú určí vyučujúci (napr. vypracovanie zadaní a iné...).
2. Aktivita na seminároch (platí aj pre on-line formu výučby) - vyžaduje sa teoretická príprava študentov na všetky semináre .
3. Krátke písomné previerky na seminároch (max. 50b). Zápočtové písomky v 7. a 14. týždni s celkovým súčtom 100b. Pre absolvovanie hodnotenia E je potrebné získať z každého testu 25,5b.
4. Skúška je formou testu. Pre úspešnú skúšku je potrebné získať minimálne 51 bodov. Výsledné hodnotenie sa vypočíta ako priemer hodnotenia písomiek na seminároch, zápočtových písomiek a samotnej skúšky. Záverečné hodnotenie: A: 91-100b, B: 81-90b, C: 71-80b, D: 61-70b, E: 51-60b, FX: 0-50b.
slovenský
Výučba sa realizuje prezenčne alebo dištančne, s využitím nástroja MS Teams. Formu výučby upresní vyučujúci na začiatku semestra a priebežne ju aktualizuje.
Väzby v organických zlúčeninách. Reakcie organických zlúčenín, mechanizny organických reakcií, homolytické a heterolytické štiepenie väzieb, medziprodukty, typy reakcií. Alkány, halogenácia, sulfochlorácia, nitrácia, chlorkarbonylácia, nitrozácia. Cykloalkány. Alkény, adícia halogénov, halogénovodíkových kyselín, adícia kyseliny sírovej, adícia organických kyselín, adícia nitrozylchloridu, hydroborácia, adícia oxidu uhoľnatého, radikálové adičné reakcie, hydratácia, adícia alkoholov, adícia organokovových zlúčenín, oxidácia, epoxidácia, adícia ozónu, hydroxylácia, diény až polyény, cykloalkény, polyény. Alkíny, Aromatické uhľovodíky, benzenoidné a nenenzenoidné uhľovodíky. SE reakcie, nitrácia, sulfonácia, halogenácia, alkylácia, acylácia, orientujúci vplyv substituentov, AdR a SN reakcie, oxidácia. Halogénderiváty, mechanizmus SN1 a SN2, SN substitúcie halogénalkánov aniónmi, hydrolýza a alkoholýza, substitúcia aniónmi C, N, O, S, E1 a E2 reakcie, SN reakcie halogénarénov, reakcie halogénarénov s kovmi. Hydroxyderiváty. Reakcie hydroxyderivátov ako kyselín a zásad. Eliminačné a oxidačné reakcie; dioly ich vlastnosti a reakcie. Dehydratácia diolov. Príprava, vlastnosti a reaktivita hydroxyderivátov, substituovaných alkoholov a fenolov. Karbonylové zlúčeníny, aldehydy a ketóny. Dusíkové zlúčeniny. Karboxylové kyseliny, funkčné deriváty karboxylových kyselín, substituované karboxylové kyseliny. Heterocyklické zlúčeniny. Aminokyseliny, Sacharidy, Terpény, Alkaloidy. Biologicky významné organické látky a liečivá.
Väzby v organických zlúčeninách. Reakcie organických zlúčenín, mechanizny organických
reakcií, homolytické a heterolytické štiepenie väzieb, medziprodukty, typy reakcií. Alkány,
halogenácia, sulfochlorácia, nitrácia, chlorkarbonylácia, nitrozácia. Cykloalkány. Alkény, adícia
halogénov, halogénovodíkových kyselín, adícia kyseliny sírovej, adícia organických kyselín,
adícia nitrozylchloridu, hydroborácia, adícia oxidu uhoľnatého, radikálové adičné reakcie,
hydratácia, adícia alkoholov, adícia organokovových zlúčenín, oxidácia, epoxidácia, adícia
ozónu, hydroxylácia, diény až polyény, cykloalkény, polyény. Alkíny, Aromatické uhľovodíky,
benzenoidné a nenenzenoidné uhľovodíky. SE reakcie, nitrácia, sulfonácia, halogenácia,
alkylácia, acylácia, orientujúci vplyv substituentov, AdR a SN reakcie, oxidácia. Halogénderiváty,
mechanizmus SN1 a SN2, SN substitúcie halogénalkánov aniónmi, hydrolýza a alkoholýza,
substitúcia aniónmi C, N, O, S, E1 a E2 reakcie, SN reakcie halogénarénov, reakcie halogénarénov
s kovmi. Hydroxyderiváty. Reakcie hydroxyderivátov ako kyselín a zásad. Eliminačné a oxidačné
reakcie; dioly ich vlastnosti a reakcie. Dehydratácia diolov. Príprava, vlastnosti a reaktivita
hydroxyderivátov, substituovaných alkoholov a fenolov. Karbonylové zlúčeníny, aldehydy a
ketóny. Dusíkové zlúčeniny. Karboxylové kyseliny, funkčné deriváty karboxylových kyselín,
substituované karboxylové kyseliny. Heterocyklické zlúčeniny. Aminokyseliny, Sacharidy,
Terpény, Alkaloidy. Biologicky významné organické látky a liečivá.
Po absolvovaní predmetu, študent na základe štúdia spoločných a rozdielných znakov zlúčenín by mal vedieť zo štruktúry posúdiť vlastnosti daného typu zlúčeniny a na základe názvoslovných princípov pomenovať príslušný typ zlúčeniny. Zo získaných vedomostí o štruktúre a vlastnostiach príslušných typov uhľovodíkových zlúčenín študent by mal byť schopný samostatne odvodiť mechanizmy jednotlivých reakcií.
Sedlák, Varhač, Danko, Paulíková, Podhradský: Praktické cvičenia z biochémie, 2020, https://unibook.upjs.sk/sk/chemia/1411-prakticke-cvicenia-z-biochemie
Aktívna účasť s maximálne jednou ospravedlnenou absenciou bez nutnosti náhrady. V prípade ospravedlnenej absencie na dvoch a viac praktických cvičeniach (napr. kvôli chorobe), sa študent dohodne s vyučujúcim na náhradných termínoch pre docvičenie.
Správne vypracované protokoly zo všetkých absolvovaných úloh.
Minimálne 51% bodov z každej z priebežných písomných prác.
slovenský
Výučba sa realizuje prezenčne.
1. Pracovný poriadok a zásady bezpečnosti práce v biochemickom laboratóriu.
2. Reakcie na identifikáciu aminokyselín a bielkovín.
3. Izolácia kazeínu z mlieka. Stanovenie koncentrácie bielkoviny Lowryho metódou.
4. Stanovenie jódového čísla tukov Yasudovou metódou. Výroba mydla. Reakcie s mydlom. Oxidácia nenasýtených mastných kyselín.
5. Stanovenie čísla zmydelnenia tukov. Dôkaz cholesterolu: Salkowského reakcia.
6. Reakcie na identifikáciu sacharidov. Stanovenie redukujúcich sacharidov Schoorlovou metódou.
7. Stanovenie redukujúcich a neredukujúcich cukrov v klíčiacich rastlinách.
8. Časový priebeh enzýmovo katalyzovanej reakcie: štiepenie želatíny trypsínom.
9. Stanovenie aktivity katalázy. Určenie rýchlostnej konštanty prvého poriadku. Vplyv pH na aktivitu a-amylázy.
10. Vplyv koncentrácie substrátu na počiatočnú rýchlosť reakcie: určenie Km a Vmax pre štiepenie močoviny ureázou.
11. Izolácia DNA zo sleziny. Izolácia RNA z droždia. Dôkaz zložiek DNA a RNA.
12. Stanovenie koncentrácie vitamínu C 2,4-dinitrofenylhydrazínom. Dôkaz vitamínov A, B1, a C.
13. Zápočtové cvičenie.
Získanie a osvojenie si zručností pri používaní základných biochemických laboratórnych metód a techník, akými sú pipetovanie, titrovanie, UV VIS absorpčná spektrofotometria, tenkovrstvová chromatografia, gélová elektroforéza, izolácie látok z biologických materiálov a ich kvalitatívne a kvantitatívne stanovenia.
1. V. Prosser a kol., Experimentální metody biofyziky, Academia, Praha 1989.
2. S. Miertus a kol., Atómová a molekulová spektroskopia, Alfa, Bratislava 1991.
3. V. Milata, P. Seľga, Vybrané metódy molekulovej spektroskopie, STU Bratislava 2007.
4. I.N. Serdyuk, N.R. Zaccai and J. Zaccai, Methods in molecular biophysics, Cambridge University Press, 2007
Na úspešné absolvovanie predmetu musí študent preukázať dostatočné pochopenie princípov vybraných techník optickej spektroskopie. Tieto vedomosti budú preskúšané počas rozpravy so študentmi v priebehu praktík. Pre samotné vykonanie experimentu je potrebné vhodne spracovať teoretickú prípravu danej problematiky. Následne analyzovať a interpretovať experimentálne výsledky. Podmienkou na získanie kreditov je vykonanie všetkých úloh, odovzdanie protokolov z meraní a následne realizácia a spracovanie samostatného projektu, ktorý bude na záver praktika obhajený. Kreditové ohodnotenie predmetu zohľadňuje nasledovné zaťaženie študenta: vykonanie experimentálnych meraní a vypracovanie protokolov z troch úloh (1 kredit), realizácia, spracovanie a obhájenie samostatného projektu (1 kredit). Minimálna hranica na absolvovanie predmetu je získanie aspoň 50% z celkového bodového hodnotenia. Podmienkou pre realizáciu ďalšej experimentálnej úlohy je odovzdanie protokolu z predchádzajúcej úlohy.
slovenský, anglický
Predmet sa realizuje prezenčnou alebo v prípade potreby kombinovanou formou (dištančnou a prezenčnou) s využitím nástroja MS Teams. Formu výučby upresní vyučujúci v úvode semestra a aktualizuje priebežne.
1. Úvod, oboznámenie sa s pracovným harmonogramom praktika, podmienkami úspešného absolvovania predmetu; popis práce v laboratóriu (základné postupy práce v laboratóriu), úvod do bezpečnosti práce v laboratóriu.
2. Príprava vzoriek, popis prístroja a spôsob merania vzoriek na UV-vis absorpčnom spektrofotometri, meranie pripravených vzoriek, spracovanie experimentálnych dát.
3. Príprava vzoriek, popis prístroja a spôsob merania vzoriek na fluorescenčnom spektrofotometri, meranie pripravených vzoriek, spracovanie experimentálnych dát.
4. Príprava vzoriek, popis prístroja a spôsob merania vzoriek na Ramanovom spektrofotometri, meranie pripravených vzoriek, spracovanie experimentálnych dát.
5. - 12. Práca na samostatnom projekte: priprava vzoriek, realizácia meraní na jednotlivých prístrojoch, spracovanie experimentálnych dát.
Študent sa absolvovaním predmetu oboznámi s vybranými technikami optickej spektroskopie (UV-vis absorpčná spektroskopia, fluorescenčná spektroskopia, Ramanova spektroskopia) a doplní si teoretické vedomosti získané v predmete Experimentálne metódy biofyziky I. Získa experimentálne zručnosti s prístrojmi používanými na meranie absorpčných, fluorescenčných a Ramanovych spektier. Okrem toho získa praktické skúsenosti so záznamom, analýzou a interpretáciou experimentálnych dát z praktických meraní a skúseností s prezentáciou experimentálnych výsledkov vo forme protokolu z merania a obhajoby projektu.
1. P. W. Atkins, Physical Chemistry, Oxford University Press, 1982
2. J.E. Landbury and B.Z. Chowdhry, Biocalorimetry: Application of Calorimetry in the Biological Sciences, Wiley, 1998.
Na úspešné absolvovanie predmetu musí študent preukázať dostatočné pochopenie princípov vybraných experimentálnych techník. Tieto vedomosti budú preskúšané počas rozpravy so študentmi v priebehu praktík. Pre samotné vykonanie experimentu je potrebné vhodne spracovať teoretickú prípravu danej problematiky. Následne analyzovať a interpretovať experimentálne výsledky. Podmienkou na získanie kreditov je vykonanie všetkých úloh, odovzdanie protokolov z meraní a následne realizácia a spracovanie samostatného projektu, ktorý bude na záver praktika obhajený. Kreditové ohodnotenie predmetu zohľadňuje nasledovné zaťaženie študenta: vykonanie experimentálnych meraní a vypracovanie protokolov z troch úloh (1 kredit), realizácia, spracovanie a obhájenie samostatného projektu (1 kredit).
slovenský, anglický
Predmet sa realizuje prezenčnou alebo v prípade potreby kombinovanou formou (dištančnou a prezenčnou) s využitím nástroja MS Teams. Formu výučby upresní vyučujúci v úvode semestra a aktualizuje priebežne.
1. Úvod, oboznámenie sa s pracovným harmonogramom praktika, podmienkami úspešného absolvovania predmetu; popis práce v laboratóriu (základné postupy práce v laboratóriu), úvod do bezpečnosti práce v laboratóriu.
2. Príprava vzoriek, popis prístroja a spôsob merania vzoriek CD spektrofotometri, meranie pripravených vzoriek, spracovanie experimentálnych dát.
3. - 4. Príprava vzoriek, popis prístroja a spôsob merania vzoriek DSC kalorimetri, meranie pripravených vzoriek, spracovanie experimentálnych dát.
5. - 6. Príprava vzoriek, popis prístroja a spôsob merania vzoriek ITC kalorimetrimetri, meranie pripravených vzoriek, spracovanie experimentálnych dát.
7. Príprava vzoriek, popis prístroja a spôsob merania vzoriek pomocou elektroforézy, meranie pripravených vzoriek, spracovanie experimentálnych dát.
8. Príprava vzoriek, popis prístroja a spôsob úpravy vzoriek pomocou chromatografie a centrifugácie, meranie pripravených vzoriek, spracovanie experimentálnych dát.
9. - 13. Práca na samostatnom projekte: priprava vzoriek, realizácia meraní na jednotlivých prístrojoch, spracovanie experimentálnych dát.
Študent sa absolvovaním predmetu získava experimentálne zdatnosti v metódach kruhového dichroizmu, diferenciálnej skenujúcej kalorimetrii (DSC), izotermálnej titračnej kalorimetrii (ITC), elektroforéze, chromatografii a centrifugácie a doplní si teoretické vedomosti získané v predmete Experimentálne metódy biofyziky II. Okrem toho získa praktické skúsenosti so záznamom, analýzou a interpretáciou experimentálnych dát z praktických meraní a skúseností s prezentácio experimentálnych výsledkov vo forme protokolu z merania a obhajoby projektu.
1. Wolfgang Becker: The bh TCSPC Handbook Seventh Edition, Becker & Hickl GmbH 2017;
2. Guy Cox: Optical Imaging Techniques in Cell Biology, Taylor & Frances;
3. Howard M. Shapiro: Practical Flow Cytometry Fourth edition, 2003;
4. Nikolas Long and Wing-Tak Wong: The chemistry of molecular imaging, Wiley 2014
Vypracovanie protokolov z cvičení.
slovenský, anglický
1-2. Príprava vzorky pre konfokálnu fluorescenčnú mikroskopiu a vitálne zobrazovanie fluorescencie v bunkách.
3-4. Časovo-rozlíšená fluorescenčná mikroskopia (FLIM) - príprava vzorky a vitálne zobrazovanie dôb života fluorescencie v bunkách.
5. Immuno-fluorescenčné zobrazovanie - príprava vzorky pre konfokálnu fluorescenčnú mikroskopiu a zobrazovanie vybraných proteínov v bunkách.
6. Prietoková cytometria – detekcia fluorescenčných značiek v živých bunkách.
7. Zapojenie generátora funkcií, nastavenie digitálneho osciloskopu (vplyv vstupného odporu, spúšťanie a priemerovanie časových priebehov). Sledovanie šumu, optimalizácia tienenia a uzemnenia prístrojov. Meranie pomocou laboratórnej karty, vyhodnotenie spektrálnej hustoty šumu.
8. Školenie BOZP pre prácu s optickým žiarením v praktiku. Bezpečná práca s lasermi, nastavenie dráhy lúča na prechod cez kyvetu. Meranie fluorescenčných spektier pomocou spektrografu.
9. Meranie slabých optických signálov. Porovnanie rôznych druhov fotodiód. Zapojenie a nastavenie lock-in zosilňovača pri meraní s prerušovaným laserovým lúčom.
10. Regulácia a meranie teploty. Zapojenie a nastavenie PID regulácie teploty v kyvete pomocou Peltierovho článku v kombinácii s termočlánkom.
11. Príprava jednoduchého mikrofuidného systému. Návrh dizajnu kanálikov. Príprava formy. Výroba mikrofluidného systému pomocou PDMS.
12. Nastavenie zobrazovacieho systému pomocou CMOS kamery. Meranie rýchlosti prúdenia kvapaliny v mikrofluidnom systéme na základe videozáznamu.
Študent získava experimentálne zdatnosti v metódach konfokálnej fluorescenčnej mikroskopie, časovo-rozlíšenej fluorescenčnej mikroskopie (FLIM/PLIM), prietokovej cytometrie, mikrofluidiky a vývojom experimentálnych zariadení v oblasti biofotoniky.
Cieľom predmetu je osvojenie si užitočných techník akademického písomného ako aj ústneho prejavu so zameraním na rozvoj jazykových kompetencií študenta, na upevňovanie a rozvíjanie všetkách jazykových zručností na stredne pokročilej až pokročilej úrovni ovládania jazyka (B2/C1 podľa Spoločného európskeho referenčného rámca pre jazyky). Predmet kladie dôraz na používanie akademickej angličtiny v akademickom prostredí.
Seal B.: Academic Encounters, CUP, 2002
T. Armer :Cambridge English for Scientists, CUP 2011
M. McCarthy M., O´Dell F. - Academic Vocabulary in Use, CUP 2008
Zemach, D.E, Rumisek, L.A: Academic Writing, Macmillan 2005
Olsen, A. : Active Vocabulary, Pearson, 2013
www.bbclearningenglish.com
Cambridge Academic Content Dictionary, CUP, 2009
žiadne
kontrolná písomná práca, test, aktivita na hodine
Aktivita na seminári, odovzdané zadania, max. 2 absencie.
1 test (13.týždeň) bez možnosti opravy.
Prezentácia na vybranú tému.
Záverečné hodnotenie = priemer získaných hodnotení za test (50%), a prezentáciu (50%).
Stupnica hodnotenia: A 93-100%, B 86-92%, C 79-85%, D 72-78%, E 65-71%, FX 64% a menej.
Anglický jazyk na úrovni B2 podľa SERR.
Akademická angličtina a jej charakteristiky
Čítanie odborných článkov, analýza, parafrázovanie
Spájacie slová v akademickom písaní
Formálna a neformálna angličtina
Vyjadrovanie príčiny, následku v akademickom jazyku
Čítanie odbornej publikácie, analýza, parafrázovanie
Slovotvorba v anglickom jazyku- predpony a prípony
Ako prezentovať v angličtine
Parafrázovanie a definovanie
Ako písať abstrakt
Slovosled v akademickom diškurze
Formálna a neformálna angličtina
Akademická angličtina a jej špecifiká
Kľúčové slová (slovesá a podstatné mená)
Spájacie slová v akademickom písaní, stavba odseku v odbornom texte, slovosled a topic sentence
Slovotvorba v anglickom jazyku - predpony a prípony
Abstrakt
Vybrané otázky anglickej výslovnosti, špecifiká slovnej zásoby akademickej angličtiny.
Vybrané funkcie jazyka potrebné pre odbornú komunikáciu (definovanie, klasifikovanie, vyjadrenie názoru, vyjadrovanie príčiny/následku, parafrázovanie).
Upevnenie jazykových zručností študentov - hovorenie, písanie, čítanie a počúvanie s porozumením, zvýšenie jazykovej kompetencie študentov - študenti si osvoja vybrané fonologické, lexikálne a syntaktické vedomosti, rozvoj pragmatickej kompetencie študentov - študenti dokážu efektívne využívať jazyk na dosiahnutie konkrétneho účelu, na úrovni B2 podľa SERR so zameraním na akademickú angličtinu.
Záverečné hodnotenie = priemer získaných hodnotení za testy a prezentáciu
stupnica hodnotenia v %: A 93-100, B 86-92, C 79-85, D 72-78, E 65-71, FX 64 a menej
Identifikovanie a odstránenie najfrekventovanejších gramatických chýb v ústnom prejave, ako aj v písomnom styku. Rozvoj jazykových kompetencií študenta so zameraním na funkcie gramatiky anglického jazyka v každodennej interakcii, v komunikačnom akte na stredne pokročilej úrovni ovládania jazyka (B2 podľa Spoločného európskeho referenčného rámca pre jazyky).
Vince M.: Macmillan Grammar in Context, Macmillan, 2008
McCarthy, O'Dell: English Vocabulary in Use, CUP, 1994
www.linguahouse.com
esllibrary.com
bbclearningenglish.com
ted.com/talks
Záverečný test
Aktívna účasť na seminári (max 2 absencie - prezenčná výuka), plnenie zadaní v stanovených termínoch.
Test na konci semestra bez možnosti opravy, ústna prezentácia týkajúca sa študijného odboru.
Hodnotenie = priemer výsledku testu a prezentácie.
Stupnica hodnotenia: A 93-100%, B 86-92%, C 79-85%, D 72-78%, E 65-71%, FX 64% a menej
Anglický jazyk na úrovni B2 podľa SERR.
English language, level B2 according to CEFR.
Sylabus
Vybrané javy anglickej gramatiky, výslovnosti:
Slovotvorba
Kontrast gramatických časov
Trpný rod
Podmienkové vety
Frázové slovesá, Idiómy
Slovosled, výnimky z ustáleného anglického slovosledu
Predložkové spojenia, slovná zásoba, a i. v kontexte vybraných tematických okruhov (veda, vzdelanie na vysokých školách, pôvod anglických slov, životné prostredie, média, a i.).
Rozvoj jazykových zručností študentov (hovorenie, počúvanie a písanie) a zvýšenie ich komunikatívnej jazykovej kompetencie. Študenti získajú vedomosti o vybraných gramatických a syntaktických štruktúrach, identifikujú a precvičovaním odstránia časté gramatické chyby v ústnom a písomnom prejave, na úrovni B2.
Hodnotenie = priemer výsledku testu a prezentácie.
Stupnica hodnotenia: A 93-100%, B 86-92%, C 79-85%, D 72-78%, E 65-71%, FX 64% a menej
Aktívne používanie anglického jazyka v praktických komunikačných situáciách. Zdokonalenie jazykových vedomostí a zručností študenta, rečovej, pragmatickej a vecnej kompetencie, zlepšenie komunikácie, schopnosti prijímať a formulovať výpovede, efektívne vyjadrovať svoje myšlienky. Výsledkom budovania praktickej jazykovej kompetencie majú byť vedomosti a zručnosti zodpovedajúce požiadavkám a kritériám dokumentu Spoločný európsky referenčný rámec pre vyučovanie jazykov.
www.bbclearningenglish.com
Štěpánek, Libor a kol. Academic English-Akademická angličtina. Praha: Grada Publishing, a.s., 2011.
McCarthy M., O'Dell F.: English Vocabulary in Use, Upper-Intermediate. CUP, 1994.
Fictumova J., Ceccarelli J., Long T.: Angličtina, konverzace pro pokročilé. Barrister and Principal, 2008.
Peters S., Gráf T.: Time to practise. Polyglot, 2007.
Jones L.: Communicative Grammar Practice. CUP, 1985.
Ďalšie študijné materiály.
Písomný test 2x, aktivita na hodine, ústna prezentácia, vypracované domáce zadania.
Aktívna účasť na seminári a vypracované domáce zadania, max. 2 absencie (2x90 min.)
2 testy (6./7. a 12./13. týždeň semestra) bez možnosti opravy a ústna prezentácia.
Záverečné hodnotenie: priemer získaných hodnotení za testy (50% záverečného hodnotenia).
Stupnica hodnotenia: A 93-100%, B 86-92%, C 79-85%, D 72-78%, E 65-71%, FX 64% a menej.
Anglický jazyk na úrovni B2-C1 podľa SERR.
Rodina, jej formy a problémy
Vyjadrovanie pocitov a dojmov
Dom, bývanie a budúcnosť
Formy a dialekty v anglickom jazyku
Život v meste a na vidieku
Kolokácie a idiomy, zaužívané slovné spojenia
Prázdniny a sviatky vo svete
Životné prostredie a ekológia
Výnimky zo slovosledu
Frázové slovesá a ich použitie
Charakteristiky neformálneho diškurzu
Nácvik rečových intencií kontaktných (napr. pozdravy, oslovenia, pozvanie, oslovenie), informatívnych (napr. získavanie a podávanie informácií, vyjadrenie priestorových a časových vzťahov), regulačných (napr. prosba, poďakovanie, zákaz, pochvala, súhlas, nesúhlas) a hodnotiacich (napr. vyjadrenie vlastného názoru, stanoviska, želania, emócií).
Vyjadrovanie názorov, pocitov a dojmov.
Formy a dialekty v anglickom jazyku.
Vyjadrovanie podobností a odlišností, príčiny a dôsledku.
Kolokácie a idiómy, zaužívané slovné spojenia.
Výnimky zo slovosledu.
Frázové slovesá a ich použitie.
Charakteristiky formálneho a neformálneho diškurzu.
Skupinová diskusia a debata na vybrané témy.
Študenti získajú vedomosti a zlepšia si komunikatívne jazykové kompetencie pre používanie jazyka v praktických komunikačných situáciách. Nadobudnú poznatky pragmatickej a vecnej kompetencie zlepšujúcej komunikáciu, zlepšia si schopnosť prijímať a formulovať výpovede, efektívne vyjadrovať svoje myšlienky v akademickom kontexte na jazykovej úrovni B2-C1 podľa SERR.
Písomný test 2x, aktivita na hodine, ústna prezentácia, vypracované domáce zadania.
Rozvoj jazykových kompetencií študentov príslušného študijného odboru, upevňovanie a rozvíjanie všetkých jazykových zručností (hovorenie, písanie, čítanie, počúvanie) predovšetkým v odbornej angličtine, na stredne pokročilej úrovni ovládania jazyka (B2). Dôraz sa kladie na aktívne správne používanie odbornej/profesnej angličtiny.
lms.upjs.sk - e-kurz Odborný anglický jazyk pre prírodné vedy.
Armer, T.: Cambridge English for Scientists. CUP, 2011.
Wharton J.: Academic Encounters. The Natural World, CUP, 2009.
Redman, S.: English Vocabulary in Use, Pre-intermediate, Intermediate. CUP, 2003.
P. Fitzgerald : English for ICT studies. Garnet Publishing, 2011.
https://worldservice/learningenglish, https://spectator.sme.sk
www.isllibrary.com
linguahouse.com
žiadna
Priebežné hodnotenie - 2 zápočtové testy, zamerané na slovnú zásobu (výsledok, potrebný na pripustenie ku skúške - min. 65 percent) a odborná prezentácia v AJ.
Skúškový test - v priebehu skúškového obdobia.
Stupnica hodnotenia: A 93-100, B 86-92, C 79-85, D 72-78, E 65-71, FX 64 a menej
Aktívna účasť na seminári, max. 2 absencie.
1 test (6./7. týždeň) (50% priebežného hodnotenia)
1 projekt (kvíz k vybranej téme podľa odboru študenta) (25% priebežného hodnotenia)
5 kvízov v LMS podľa odboru študenta (25% priebežného hodnotenia)
Záverečné hodnotenie semestra = získané hodnotene za priebežné hodnotenie vyššie ako 65% oprávňuje študenta prihlásiť sa na skúšku. V prípade nesplnenia tohto limitu konanie skúšky nie je umožnené a študent je hodnotený známkou FX.
Skúška - písomný test
Záverečné hodnotenie predmetu = priebežné hodnotenie - 50%, skúška - 50%
Stupnica hodnotenia: A 93-100%, B 86-92%, C 79-85%, D 72-78%, E 65-71%, FX 64% a menej.
Anglický jazyk, úroveň B2 podľa SERR.
Špecifiká odborného jazyka.
Vybrané problémy anglickej výslovnosti.
Slovná zásoba odbornej/profesnej angličtiny.
Vybrané gramatické javy.
Vybrané funkcie anglického jazyka, potrebné pre prácu s odborným textom a pre odbornú komunikáciu-definovanie, klasifikovanie, príčina/následok, porovnávanie, prezentovanie a i.
1. Introduction to studying language
2. Selected aspects of scientific language
3. Talking about academic study
4. Discussing science
5. Defining scientific terminology and concepts
6. Expressing cause and effect
7. Describing structures
8. Explaining processes
9. Comparing objects, structures and concepts
10. Talking about problem and solution
11. Referencing authors
12. Giving examples
13. Visual aids and numbers
14. Referencing time and place
Presentation topics related to students´study fields.
Rozvoj jazykových kompetencií študentov príslušného študijného odboru, upevňovanie a rozvíjanie všetkých jazykových zručností (hovorenie, písanie, čítanie, počúvanie) v odbornej/profesijnej a akademickej angličtine, zvýšenie jazykovej kompetencie - študenti získajú vedomosti o vybraných fonologických, lexikálnych a syntaktických aspektoch odborného jazyka, rozvoj pragmatickej kompetencie študentov - študenti sa naučia efektívne a účelne sa vyjadrovať, nadobudnú prezentačné zručnosti na úrovni ovládania jazyka (B2) podľa SERR so zameraním na odborný jazyk a terminológiu prírodovedných študijných odborov.
Skúšku môže študent absolvovať a hodnotenie mu bude udelené, len ak sa aktívne zúčastní seminárov a NEMÁ viac ako 2 absencie za jeden semester (ak absencie prevýšia počet 2, musia byť všetky náležite písomne odôvodnené).
Záverečné hodnotenie predmetu Odborný AJ pre biológov je hodnotený nasledovne:
Záverečný písomný test - minimálne 65% - podiel na výslednom hodnotení - 50%
Priebežne testy na slovnú zásobu - minimálne 65% - podiel na výslednom hodnotení - 25%
Ústna prezentácia hodnotená vyučujúcou - podiel na výslednom hodnotení - 25%
Stupnica hodnotenia: A 93-100, B 86-92, C 79-85, D 72-78, E 65-71, FX 64 a menej
Naučiť poslucháčov využívať počítač ako nástroj modelovania fyzikálnej reality. Predstaviť základné deterministické a stochastické prístupy k riešeniu matematických modelov.
Základná študijná literatúra:
ŽUKOVIČ M.: Počítačová fyzika I, UPJŠ Košice, 2015.
POZRIKIDIS, C.: Num. Comp. in Science and Engineering, Oxford Univ. Press, 2008.
LANDAU D.P., BINDER K.: A Guide to Monte Carlo Simulations in Statistical Physics, Cambridge Univ. Press, 5-th edition, 2021.
Ďalšia študijná literatúra:
BUŠA J. a kol.: Numerické metódy, pravdepodobnosťa matematická štatistika, TUKE, Košice, 2006. (http://web.tuke.sk/fei-km/sites/default/files/prilohy/10/NMPaMS-Busa-Pirc-Schrotter.pdf)
PETROVIČ, P. a kol.: Programovanie a spracovanie dát I, ES UPJŠ, Košice,1989.
PŘIKRYL, P.: Numerické metódy matematické analýzy, SNTL, 1988.
JANKE, W.: Monte Carlo Simulations of Spin Systems (http://www.physik.uni-leipzig.de/~janke/Paper/spinmc.pdf)
Numerické metódy
Základom priebežného hodnotenia je aktivita na cvičeniach a práca na zadaniach.
Na úspešné absolvovanie predmetu musí študent preukázať dostatočnú mieru pochopenia princípov počítačového riešenia niektorých typických fyzikálnych úloh. Základom priebežného hodnotenia je účasť a aktivita na cvičeniach a práca na zadaniach. Predmet končí záverečnou ústnou skúškou, ktorej absolvovanie je podmienené odovzdaním všetkých štyroch zadaní (projektov) elektronicky aj s priloženým počítačovým programom. Kreditové ohodnotenie predmetu zohľadňuje nasledovné zaťaženie študenta: priama výuka (2 kredity) a individuálna práca na projektoch (2 kredity). Minimálna hranica na absolvovanie predmetu je získanie aspoň 50% z celkového bodového hodnotenia, pričom je využívaná nasledovná hodnotiaca škála: A (90-100%), B (80-89%), C (70-79%), D (60-69%), E (50-59%), F (0-49%).
1. slovenský
2. anglický
Aktualizácia kvôli Covid - online výuka až do odvolania.
1. Úvod do dynamických systémov. Klasifikácia dynamických systémov, príklady dynamických systémov z rôznych oblastí.
2. Numerické riešenie systémov obyčajných diferenciálnych rovníc s počiatočnou podmienkou. Počiatočná úloha, jej podmienenosť, stabilita a výber metódy riešenia. Eulerova metóda, konvergencia, odhad chyby a rád metódy. Jednokrokové metódy, metóda Tylorovho typu, Runge-Kuta (RK2,RK4).
3. Viackrokové metódy, obecná lineárna metóda (explicitná, implicitná). Metódy založené na
numerickej kvadratúre. Adamsove-Bashforthove metódy, Adamsove-Moultonove metódy, metóda
predictor-korektor.
4. Okrajové úlohy pre obyčajné diferenciálne rovnice.
5. Numerické riešenie parciálnych diferenciálnych rovníc. Diferenčné metódy, konzistencia,
konvergencia, stabilita (von Neumannova, pomocou projekčnej matice).
6. Numerické riešenie parciálnych diferenciálnych rovníc. Eliptické PDE, Poissonova rovnica v 1D a 2D. Gaussova-Seidelova a SOR metóda. Parabolické PDE, rovnica difúzie.
7.Explicitné metódy, konzistentnosť, presnosť, stabilita, hraničné podmienky. Implicitné metódy, Laasonenova a Crankova-Nicolsonova metóda. Rovnica difúzie v 2D. Metóda striedavých smerov.
8. Úvod do metódy Monte Carlo. Generátory náhodných čísel. Monte Carlo integrovanie. Aplikácia v štatistickej fyzike.
9. Základy teórie pravdepodobnosti. Monte Carlo odhad strednej hodnoty a štandardnej odchýlky. Centrálna teoréma Monte Carlo vzorkovania.
10. Jednoduché a dôležité vzorkovanie. Markovovský reťazec.
11. Perronova-Frobeniova teoréma. Metropolisov algoritmus, podmienka detailnej rovnováhy.
12. Monte Carlo simulácie mriežkových spinových systémov - aplikácia na Isingov model. Výpočet základných termodynamických charakteristík.
1. Úvod do dynamických systémov.
2. Numerické riešenie systémov obyčajných diferenciálnych rovníc s počiatočnou podmienkou.
3. Eulerova metóda, konvergencia, odhad chyby a rád metódy. Jednokrokové metódy, metóda Tylorovho typu, Runge-Kuta (RK2,RK4).
4. Viackrokové metódy, obecná lineárna metóda (explicitná, implicitná). Metódy založené na numerickej kvadratúre.
5. Okrajové úlohy pre obyčajné diferenciálne rovnice.
6. Numerické riešenie parciálnych diferenciálnych rovníc (PDE). Diferenčné metódy, ich kozistencia, konvergencia a stabilita. Eliptické PDE.
7. Parabolické PDE, rovnica difúzie. Explicitné a implicitné metódy.
8. Úvod do metódy Monte Carlo. Monte Carlo integrovanie a aplikácia v štatistickej fyzike.
9. Základy teórie pravdepodobnosti. Monte Carlo odhad strednej hodnoty a štandardnej odchýlky. Centrálna teoréma Monte Carlo vzorkovania.
10. Jednoduché a dôležité vzorkovanie. Markovovský reťazec. Perron-Frobeniova teoréma. Metropolisov algoritmus, podmienka detailnej rovnováhy.
11. Monte Carlo simulácie mriežkových spinových systémov - aplikácia na Isingov model.
12. Štatistická analýza Monte Carlo dát.
Naučiť základné princípy počítačového riešenia niektorých typických fyzikálnych úloh. Kurz pokrýva jednak oblasť deterministických metód riešenia problémov obyčajnými a parciálnymi diferenciálnymi rovnicami ako aj oblasť stochastických Monte Carlo simulácii a vytvára tak základ pre ďalšie štúdium pokročilejších počítačových metód obsiahnutých v nadväzujúcom kurze Počítačová fyzika II.
Záverečná skúška prevedená dištančnou formou a zadania odovzdané elektronicky s priloženým počítačovým programom.
Aktuálna knižná a časopisecká literatúra.
Pre úspešné absolvovanie predmetu musí študent preukázať zvládnutie zadaných úloh stanovených vedúcim projektu na začiatku semestra v požadovanom rozsahu a na požadovanej úrovni. Úlohy sú formulované vyučujúcim na začiatku semestra, vedúcim projektu je obvykle vedúci záverečnej práce. Úlohy zahŕňajú napr. štúdium literatúry z danej oblasti, zvládnutie obsluhy experimenálnych zariadení, technológia prípravy vzoriek, príprava a realizácia experimentu, spracovanie získaných dát, príp. spolupráca pri príprave vedeckej publikácie. Kreditové ohodnotenie zohľadňuje časové nároky študenta pri práci na semestrálnom projekte v rozsahu 50 hodín za semester. Jednotlivé činnosti študenta sú hodnotené vedúcim projektu, celková práca študenta je hodnotená bodmi na bodovej škále 0 – 100 bodov. Minimálna hranica na získanie hodnotenia je 50% z hodnotiacej škály, ktorá je určená nasledovne: A 100-91% B 90-81% C 80-71% D 70-61% E 60-50% Fx 49-0%.
slovenský, anglický
Predmet Semestrálna práca I sa realizuje prezenčnou formou. V prípade potreby (napr. pandémia Covid) sa vyučuje online formou pomocou MS Teams, čo umožňuje aj v nepriaznivých podmienkach udržať kontakt so študentmi a zároveň umožňuje naplnenie požiadaviek daného predmetu.
Program pre semestrálny projekt sa pripravuje pre každého študenta individuálne vedúcim projektu na začiatku každého semestra a môže byť zameraný na rešerš literatúry pre danú oblasť, prípravu experimentu a jeho realizáciu, vytvorenie programového vybavenia pre zber a spracovanie experimentálnych údajov, vyhodnotenie dát, spoluprácu pri interpretácii a príprave publikácie, prezentáciu výsledkov na katedrovom fóre. Konkrétnu náplň projektu pre každý semester stanoví vedúci projektu.
Študent po absolvovaní kurzu získa návyky a zručnosti spojené s vedeckou prácou v oblasti biofyziky. Aktívnym zapojením do jednotlivých výskumných tímov študenti rozšíria svoje vedomosti z príslušnej časti biofyziky, získajú experimentálne zručnosti pri obsluhe súdobých vedeckých aparatúr, štúdiom zahraničnej literatúry zlepšia svoje jazykové znalosti. Spracovanie dát resp. tvorba originálneho programového vybavenia zlepší ich kompetencie v oblasti počítačových zručností.
Aktuálna knižná a časopisecká literatúra.
Pre úspešné absolvovanie predmetu musí študent preukázať zvládnutie zadaných úloh stanovených vedúcim projektu na začiatku semestra v požadovanom rozsahu a na požadovanej úrovni. Úlohy sú formulované vyučujúcim na začiatku semestra, vedúcim projektu je obvykle vedúci záverečnej práce. Úlohy zahŕňajú napr. štúdium literatúry z danej oblasti, zvládnutie obsluhy experimenálnych zariadení, technológia prípravy vzoriek, príprava a realizácia experimentu, spracovanie získaných dát, príp. spolupráca pri príprave vedeckej publikácie. Kreditové ohodnotenie zohľadňuje časové nároky študenta pri práci na semestrálnom projekte v rozsahu 50 hodín za semester. Jednotlivé činnosti študenta sú hodnotené vedúcim projektu, celková práca študenta je hodnotená bodmi na bodovej škále 0 – 100 bodov. Minimálna hranica na získanie hodnotenia je 50% z hodnotiacej škály, ktorá je určená nasledovne: A 100-91% B 90-81% C 80-71% D 70-61% E 60-50% Fx 49-0%.
slovenský, anglický
Predmet Semestrálna práca I sa realizuje prezenčnou formou. V prípade potreby (napr. pandémia Covid) sa vyučuje online formou pomocou MS Teams, čo umožňuje aj v nepriaznivých podmienkach udržať kontakt so študentmi a zároveň umožňuje naplnenie požiadaviek daného predmetu.
Program pre semestrálny projekt sa pripravuje pre každého študenta individuálne vedúcim projektu na začiatku každého semestra a môže byť zameraný na rešerš literatúry pre danú oblasť, prípravu experimentu a jeho realizáciu, vytvorenie programového vybavenia pre zber a spracovanie experimentálnych údajov, vyhodnotenie dát, spoluprácu pri interpretácii a príprave publikácie, prezentáciu výsledkov na katedrovom fóre. Konkrétnu náplň projektu pre každý semester stanoví vedúci projektu.
Študent po absolvovaní kurzu získa návyky a zručnosti spojené s vedeckou prácou v oblasti biofyziky. Aktívnym zapojením do jednotlivých výskumných tímov študenti rozšíria svoje vedomosti z príslušnej časti biofyziky, získajú experimentálne zručnosti pri obsluhe súdobých vedeckých aparatúr, štúdiom zahraničnej literatúry zlepšia svoje jazykové znalosti. Spracovanie dát resp. tvorba originálneho programového vybavenia zlepší ich kompetencie v oblasti počítačových zručností.
Odporúčaná literatúra je špecifikovaná individuálne riešiteľom, resp. riešiteľským kolektívom po dohode s konzultantom alebo vedúcim práce.
Študentskú vedeckú konferenciu (ďalej len ŠVK) ako fakultné kolo súťaže o najlepšiu študentskú vedeckú a odbornú prácu vyhlasuje dekan fakulty. Na zapojenie do ŠVK je potrebná online registrácia a prihlásenie, odovzdanie elektronickej verzie abstraktu práce, odovzdanie elektronickej verzie práce, príprava prezentácie práce, vystúpenie na ŠVK s prezentáciou a diskusia študenta s odbornou porotou k téme práce.
Na ŠVK môže prihlásiť študent, alebo riešiteľský kolektív svoju prácu študentskej vedeckej a odbornej činnosti (ŠVOČ) iba do jednej z vyhlásených sekcií. Na ŠVK možno prihlásiť aj prácu, ktorá je ucelenou časťou bakalárskej alebo diplomovej práce alebo prácou v rámci študentských pomocných síl.
Práca ŠVOČ je výsledkom vlastnej práce študenta alebo riešiteľského kolektívu. Nesmie vykazovať prvky akademického podvodu a musí spĺňať kritériá správnej výskumnej praxe definované v Rozhodnutí rektora č. 21/2021, ktorým sa stanovujú pravidlá posudzovania plagiátorstva na Univerzite Pavla Jozefa Šafárika v Košiciach a jej súčastiach. Plnenie kritérií sa overuje najmä v procese riešenia a v procese prezentácie práce. Ich nedodržanie je dôvodom na začatie disciplinárneho konania.
Podmienkou na udelenie hodnotenia je úspešná prezentácia a obhajoba práce v príslušnej sekcii riadenej komisiou vymenovanou dekanom fakulty. O pridelení kreditov za ŠVK rozhoduje komisia a svoje rozhodnutie uvádza v zápisnici z priebehu ŠVK.
1. Analýza stavu skúmanej problematiky.
2. Návrh a implementácia riešenia skúmaného problému.
3. Vyhodnotenie dosiahnutých výsledkov.
4. Príprava anotácie práce.
5. Spracovanie práce ŠVOČ.
6. Príprava prezentácie výsledkov.
7. Prezentácia a obhajoba získaných výsledkov
Študent preukáže zvládnutie základov teórie a odbornej terminológie študijného odboru, nadobudnutie odborných vedomostí, zručností a spôsobilostí vedeckej práce, schopnosť aplikovať ich tvorivým spôsobom pri riešení vybraného problému študijného odboru, schopnosť prezentovať získané výsledky s využitím vhodných prezentačných metód a nástrojov a schopnosť aktívne participovať na odbornej diskusii.
Oboznámiť sa so základnými rovnicami elektrodynamiky a jednotlivými typmi elektromagnetických polí.
Kvasnica J.: Teorie elektromagnetického pole. Academia Praha, 1985.
Bobák A.: Teória elektromagnetického polľa, UPJŠ Košice, 2002.
Bobák A., Vargová E.: Zbierka riešených úloh z elektromagnetického poľa, UPJŠ Košice, 2001.
Greiner W.: Classical Electrodynamics, Springer-Verlag, New York, 1998.
Dva testy zamerané na riešenie typických úloh teórie elektromagnetického poľa.
Na úspešné absolvovanie predmetu musí študent preukázať dostatočné porozumenie základným
pojmom, konceptom a aplikáciam teórie elektromagnetického poľa. Vyžaduje sa znalosť základných pojmov na úrovni ich matematickej definície, ako aj ich fyzikálneho obsahu a konkrétnych aplikácií. Študent si musí počas semestra priebežne osvojiťobsah učiva, aby získané poznatky mohol aktívne a tvorivo využiť pri riešení konkrétnych úloh počas cvičení a absolvovať priebežné písomné testy zohľadnené v celkovom hodnotení predmetu. Podmienkou na získanie kreditov je absolvovanie 2 priebežných písomných testov na cvičeniach a ústnej skúšky, ktorá pozostáva z teoretických otázok pokrývajúcich celý rozsah prebratého učiva. Kreditové ohodnotenie predmetu zohľadňuje nasledovné zaťaženie študenta: priama výuka (2 kredity), samoštúdium (1 kredit), individuálne konzultácie (1 kredit) a hodnotenie (1 kredit). Minimálna hranica na absolvovanie predmetu je získanie aspoň 50% z celkového bodového hodnotenia, pričom je využívaná nasledovná hodnotiaca škála: A (90-100%), B (80-89%), C (70-79%), D (60-69%), E (50-59%), F (0-49%).
1. Slovenský jazyk,
2. Anglický jazyk
1. Hustota náboja a hustota prúdu. Rovnica spojitosti. Definícia elektromagnetického poľa.
2. Sústava Maxwellových rovníc vo vákuu: diferenciálna formulácia Gaussovej vety elektrostatiky, zákona celkového prúdu. neexistencie magnetických monopólov a zákona elektromagnetickej indukcie.
3. Skalárny a vektorový potenciál, kalibračná transformácia. Vlnové rovnice pre potenciály. Zákon zachovania energie v teórii elektromagnetického poľa: Poyntingov vektor.
4. Zákon zachovania hybnosti elektromagnetického poľa: Maxwellov tenzor napätia.
5. Elektrostatické pole vo vákuu a jeho potenciál. Potenciál nábojov rozložených v priestore a na plochách. Hraničné podmienky na nabitej ploche.
6. Multipólový rozvoj potenciálu sústavy nábojov. Energia elektrostatického poľa. Elektrostatická potenciálna energia sústavy nábojov a jej multipólový rozvoj vo vonkajšom elektrickom poli.
7. Polarizácia dielektrík. Vektor elektrickej indukcie, dielektrická susceptibilita a permitivita. Elektrostatické pole vzbudené sústavou voľných nábojov v dielektriku, hraničné podmienky na rozhraní dvoch dielektrík.
8. Magnetické polia stacionárnych prúdov vo vákuu; Biotov-Savartov zákon.
9. Stacionárne magnetické pole uzavretej elementárnej prúdovej sústavy, magnetický moment. Magnetizovanie magnetík, magnetiká v magnetickom poli stacionárnych prúdov.
10. Intenzita magnetického poľa, magnetická susceptibilita a permeabilita. Magnetické pole sústavy vodivostných prúdov v magnetiku, hraničné podmienky na rozhraní dvoch magnetík.
11. Sústava Maxwellových rovníc v látkovom prostredí a zákon zachovania energie elektromagnetického poľa. Kvázistacionárne elektromagnetické pole.
12. Elektromagnetické vlny v homogénnom nevodivom prostredí, rovinná elektromagnetická vlna. Monochromatická rovinná vlna a jej polarizácia.
13. Lom a odraz rovinnej monochromatickej vlny na rozhraní dvoch prostredí.
Študent po absolvovaní prednášok a cvičení bude disponovať dostatočnými fyzikálnymi
vedomosťami a matematickým aparátom umožňujúcim samostatné riešenie širokej škály
vedeckých problémov z teórie elektromagnetického poľa. Zároveň získa prehľad o
aplikáciách teórie elektromagnetického poľa v rôznych oblastiach fyziky ako napríklad v oblasti elektriny, magnetizmu, optiky, atď.
Skúška
Oboznámiť sa so základnými princípmi a rovnicami teoretickej mechaniky ako východzím bodom teoretickej fyziky.
Obetková V., Mamrilová A., Košinárová A.: Teoretická mechanika. Alfa Bratislava, 1990.
Brdička M., Hladík A.: Teoretická mechanika. Academia Praha, 1987.
Tóth Ľ., Tóthová M.: Teoretická mechanika I,II. UPJŠ Košice, 1985.
Kvasnica J.: Mechanika, Academia Praha, 1988.
Leech J.V.: Klasická mechanika, SNTL Praha, 1970.
Landau L.D.,Lifšic E.M.: Úvod do teoretickej fyziky 1, Alfa Bratislava, 1980.
Brdička M.:, Mechanika kontinua, NČSAV Praha, 1959.
Landau L.D., Lifšic E.M., Mechanika splošnych sred, Moskva, 1953.
Dva testy zamerané na riešenie konkrétnych úloh mechaniky.
Na úspešné absolvovanie predmetu musí študent preukázať dostatočné porozumenie všetkým základným pojmom a aplikáciám teoretickej mechaniky. Vyžaduje sa znalosť zásadných pojmov na úrovni ich matematickej definície, ako aj ich fyzikálneho obsahu a principiálnych aplikácií. Študent musí byť schopný aktívneho si osvojenia obsahu učiva už priebežne počas semestra, aby získané poznatky mohol aktívne a tvorivo využívať pri riešení konkrétnych problémov na cvičeniach a na samostatnú domácu prácu. Okrem priamej účasti na výuke je študent povinný samostatne naštudovať odborné témy zadané vyučujúcim a tiež vypracovať a na cvičení odprezentovať dve domáce zadania. Podmienkou na získanie kreditov je okrem účasti na výuke aj úspešné absolvovanie 3. písomných testov z cvičení a prednášok a vypracovanie domácich zadaní. Minimálna hranica na absolvovanie skúšky je získanie 51% z celkového bodového hodnotenia, ktoré berie do úvahy všetky požadované činnosti s relevantnou váhou.
Hodnotiaca škála: A - 91%-100% bodov, B - 81%-90% bodov, C - 71%-80% bodov , D - 61%-70% bodov, E - 51%-60% bodov.
1. Slovenský jazyk,
2. Anglický jazyk
1. Dynamika voľnej sústavy hmotných bodov.
2. Viazaný pohyb sústavy hmotných bodov. Väzby a ich klasifikácia. Princíp virtuálnych prác; hľadanie rovnovážnych polôh.
3. D'Alembertov princíp. Lagrangeove rovnice prvého druhu. Zovšeobecnené súradnice a zovšeobecnené sily.
4. Lagrangeove rovnice druhého druhu; zovšeobecnený potenciál.
5. Základné vlastnosti Lagrangeových rovníc. Prvé integrály pohybových rovníc: integrál energie a zovšobecnené hybnosti.
6. Integrálne princípy. Variácia funkcie a integrálu. Hamiltonov princíp.
7. Hamiltonova funkcia. Hamiltonove kanonické rovnice.
8. Mechanika dokonale tuhého telesa. Poloha tuhého telesa v priestore, nezávislé súradnice. Rýchlosť bodov tuhého telesa.
9. Ťažisko, hybnosť a moment hybnosti tuhého telesa. Tenzor zotrvačnosti.
10. Kinetická energia tuhého telesa. Eulerove uhly a Eulerove kinematické rovnice. Eulerove pohybové rovnice dokonale tuhého telesa.
11. Základné pojmy mechaniky kontinua. Vektor a tenzor deformácie. Vektor a tenzor napätia. Podmienky rovnováhy a pohybové rovnice kontinua. Zovšeobecnený Hookov zákon. Vlny v pružnom prostredí.
12. Mechanika tekutín. Podmienky hydrostatickej rovnováhy. Rovnica spojitosti. Eulerove pohybové rovnice ideálnej tekutiny.
Prednáška z Teoretickej mechaniky je prvou prednáškou obsiahleho univerzitného kurzu teoretickej fyziky, na ktorej sa študent oboznámi s fundamentálnymi teoretickými konceptami (napr. zovšeobecnené súradnice, rýchlosti a hybnosti, fázový priestor, lagrangián hamiltonián ...), ktoré sú základom pre pochopenie teoretických metód pokročilých kurzov ako je kvantová mechanika, štatistická fyzika a kvantová teória poľa. Z tohto dôvodu je absolvovanie tejto prednášky nevyhnutné pre všetkých študentov fyziky. Okrem hlbokých fyzikálnych vedomostí študenti nadobudnú aj praktické skúsenosti s riešením zložitých problémov mechaniky sústav hmotných bodov, mechaniky kontinua, hydrostatiky a hydrodynamiky.
Skúška
1) J. Kvasnica, Termodynamika, SNTL, Praha (1965).
2) J. Kvasnica, Statistická fyzika, ACADEMIA, Praha (1983).
3) M. Varady, Statisticka fyzika, UJEP Ústi nad Labem, 2007.
4) M. Jaščur, M. Hnatič, Úvod do termodynamiky, Univerzita P.J. Šafárika, Košice (2013).
5) W. Greiner, L. Neise, H. Stocker, Thermodynamics and Statistical Physics, Springer, Berlin (994).
Na úspešné absolvovanie predmetu musí študent preukázať dostatočné porozumenie všetkým základným pojmom a aplikáciám termodynamiky a štatistickej fyziky v rámci sylabu kurzu. Vyžaduje sa znalosť zásadných pojmov termodynamiky a štatistickej fyziky na úrovni ich matematickej definície, ako aj ich fyzikálneho obsahu a principiálnych aplikácií. Študent musí byť schopný aktívneho osvojenia obsahu učiva priebežne už počas semestra, aby získané poznatky mohol aktívne a tvorivo využívať pri riešení konkrétnych problémov počas cvičení a na samostatnú domácu prácu. Okrem priamej účasti na výuke je študent povinný naštudovať v rámci samoštúdia odborné témy zadané vyučujúcim a tiež vypracovať a na cvičení odprezentovať dve domáce zadania. Podmienkou na získanie kreditov je okrem účasti na výuke aj úspešné absolvovanie písomných testov z cvičení a prednášok a vypracovanie domácich zadaní. Minimálna hranica na absolvovanie skúšky je získanie 51% z celkového bodového hodnotenia, ktoré berie do úvahy všetky požadované činnosti s relevantnou váhou.
Hodnotiaca škála: A - 91%-100% bodov, B - 81%-90% bodov, C - 71%-80% bodov, D - 61%-70% bodov, E - 51%-60% bodov.
slovenský
anglický
1. Základné pojmy termodynamiky. Makroskopický systém a makroskopické parametre. Vnútorné, vonkajšie, extenzívne a intenzívne makroskopické parametre. Stav systému, stavové parametre a stavové funkcie. Základné rozdelenie termodynamických systémov – izolované, uzavreté a otvorené systémy. Homogénne a heterogénne systémy, termický homogénny systém. Stav termodynamickej rovnováhy. Prvý postulát termodynamiky, tranzitívnosť princíp spontánnej nenarušiteľnosti rovnovážneho stavu. Druhý postulát termodynamiky a termodynamická teplota. Prirodzené, vratné, nevratné a kvazistatické procesy v termodynamike. Vnútorná energia, práca a teplo v termodynamike. Termická a kalorická stavová rovnica.
2. Prvý zákon termodynamiky. Tepelná kapacita, špecifické a latentné teplo. Izotermické, izochorické, izobarické, adiabatické a polytropické procesy v termodynamike a ich popis. Pfaffova diferenciálna forma, integrujúci faktor, úplný diferenciál a ich využitie v termodynamike. Základné formulácie druhého zákona termodynamiky. Caratheodoryho princíp a matematická formulácia druhého zákona termodynamiky pre kvazistatické ptocesy. Zavedenie absolútnej teploty a entropie v termodynamike. Entropia a Claussiusova rovnica pre vratné procesy. Termodynamické potenciály pre kvazistatické procesy. Maxwellove vzťahy. Tretí zákon termodynamiky. Nedosiahnuteľnosť absolútnej nulovej teploty.
3. Závislosť termodynamických veličín na počte častíc. Eulerova teoréma pre homogénne funkcie a jej aplikácie. Termodynamické potenciály pre systémy s premenným počtom častíc. Nestatické procesy a nerovnovážne stavy. Pomalé a rýchle nestatické procesy. Matematická formulácia druhého zákona termodynamiky pre nestatické procesy. Clausiussova nerovnosť.
Termodynamické potenciály nerovnovážnych systémov a podmienky rovnováhy. Maximálna práca vykonaná telesom vo vonkajšom prostredí. Heterogénne systémy. Gibbsovo pravidlo fáz.
4. Fázový, konfiguračný a impulzový priestor. Štatistický súbor a rozdeľovacia funkcia. Stacionárny súbor. Kanonická invariantnosť fázového objemu. Výpočet stredných hodnôt fyzikálnych veličín v klasickej štatistickej fyzike. Základné pojmy kvantovej mechaniky, čisté a zmiešané stavy, matica hustoty a výpočet stredných hodnôt v kvantovej mechanike. Štatistický súbor a matica hustoty v kvantovej štatistickej fyzike. Liouvilleova teoréma pre štatistickú maticu hustoty. Počítanie stredných hodnôt fyzikálnych veličín v kvantovej štatistickej fyzike.
5. Mikrokanonicky, kanonický a grandkanonický súbor v klasickej a kvantovej štatistickej fyzike. Kanonická a grandkanonická partičná funkcia, vnútorná energia, entropia, voľná energia a grandkanonický potenciál.
6. Ekvipartičná a viriálová teoréma. Výpočet entropie ideálneho plynu v klasickom a kvantovom mikrokanonickom súbore, Gibbsov paradox.
7. Ideálny plyn v klasickom a kvantovom kanonickom súbore.
8. Klasická a kvantová teória paramagnetizmu. Klasická a kvantová teória tepelnej kapacity.
9. Aplikácia kvantového grandkanonického rozdelenia na ideálne plyny. Fermiho-Diracova a Boseho-Einsteinova štatistika. Kvaziklasické priblíženie pre ideálne kvantové plyny.
10. Úplne degenerovaný fermiónový plyn. Žiarenie absolútne čierneho telesa.
Po absolvovaní prednášok a cvičení získa študent fundamentálne vedomosti a zručnosti z termodynamiky a štatistickej fyziky, ktoré sú nevyhnutným predpokladom na absolvovanie pokročilých kurzov z kvantovej štatistickej fyziky, počítačovej fyziky a teórie kondenzovaných látok na magisterskom stupni štúdia. Absolvent tohto kurzu disponuje dostatočnými fyzikálnymi znalosťami a matematickým aparátom na samostatné riešenie širokého spektra aktuálnych vedeckých problémov v rôznych oblastiach klasickej a kvantovej fyziky. Ide predovšetkým o praktické aplikácie na systémy pozostávajúce z obrovského počtu interagujúcich častíc opísateľných rovnicami klasickej fyziky. Nadobudnuté vedomosti je absolvent schopný aplikovať v oblasti vied o živote (napr. šírenie nebezpečných infekčných chorôb), ale aj v oblasti spracovania veľkých dát a v sociálnych a politických vedách (napr. predikcie výsledkov volieb).
BENCE, M. et al. 2005. Plávanie. Banská Bystrica: FHV UMB. 198s. ISBN 80-8083-140-8.
[online] Dostupné na: https://www.ff.umb.sk/app/cmsFile.php?disposition=a&ID=571
BUZKOVÁ, K. 2006. Fitness jóga, harmonické cvičení těla I duše. Praha: Grada. ISBN 8024715252.
JARKOVSKÁ, H, JARKOVSKÁ, M. 2005. Posilování s vlastním tělem 417 krát jinak. Praha: Grada. ISBN 9788024757308.
KAČÁNI, L. 2002. Futbal:Tréning hrou. Bratislava: Peter Mačura – PEEM. 278s. ISBN
8089197027.
KRESTA, J. 2009. Futsal.Praha: Grada Publishing, a.s. 112s. ISBN 9788024725345.
LAWRENCE, G. 2019. Power jóga nejen pro sportovce. Brno: CPress. ISBN 9788026427902.
SNER, Wolfgang. 2004. Posilování ve fitness. České Budějovice: Kopp. ISBN 8072322141.
STACKEOVÁ, D. 2014. Fitness programy z pohledu kinantropologie. Praha: Galén. ISBN 9788074921155.
VOMÁČKO, S. BOŠTÍKOVÁ, S. 2003. Lezení na umělých stěnách. Praha: Grada. 129s. ISBN
8024721743.
Podmienky záverečného hodnotenia:
· aktívna účasť na výučbe v zmysle študijného poriadku a pokynov vyučujúceho
· zvládnutie podmienok v celkovom hodnotení na úrovni 80%
Slovenský jazyk
Ústav TV a športu UPJŠ ponúka pre študentov UPJŠ v rámci výberového predmetu 21 športových aktivít: aerobik; aikido, basketbal, bedminton, body-balance, body form, bouldering, florbal, joga, power joga, pilates, plávanie, posilňovanie, sálový futbal, SM systém, step aerobik, stolný tenis, šach, volejbal, tabata, cykloturistika, dobrovoľníctvo na MMM.
Pre záujemcov Ústav TV a športu UPJŠ ponúka zimné (lyžiarsky kurz, survival) a letné (cvičenie pri mori, splavovanie rieky Tisza) telovýchovné sústredenia s atraktívnym programom, športové súťaže s celoslovenskou i medzinárodnou účasťou.
Výsledky vzdelávania:
Športové aktivity vo všetkých svojich formách pripravujú vysokoškolákov na ich ďalší profesionálny a osobný život. Na základe osobnej skúsenosti si uvedomujú dôležitosť postavenia pohybovej aktivity v živote. Aktívne pôsobia na telesnú zdatnosť a výkonnosť. Pomáhajú udržať duševné zdravie a zlepšiť zdravotný stav aj zdravie cvičencov. Osvojením a zdokonalením zručností a schopností v športových aktivitách posilňujú u študenta vzťah k PA a zároveň rozširujú možnosti vplývať na blízke aj široké okolie vo vybranej športovej činnosti.
Obsahový štandard:
Študent počas záverečného hodnotenia preukáže rozšírenie vedomostí a poznatkov z problematiky, ktorá je obsahovo daná informačným listom predmetu a šírkou definovaná v povinnej literatúre.
Výkonový štandard:
Študent preukáže zvládnutie výkonového štandardu, v rámci ktorého je schopný:
- osvojiť si pohybové zručnosti v konkrétnom športe, herné činnosti, odstrániť plaveckú negramotnosť,
- zvyšovať úroveň kondičných a koordinačných schopností, telesnú zdatnosť a pohybovú výkonnosť,
- pohybové cvičenia uplatňovať v praxi,
- prostredníctvom osvojenia špeciálneho programu zdravotnej TV vplývať na zmiernenie zdravotných oslabení,
- aplikovať nadobudnuté vedomosti a osvojené zručnosti v telovýchovnom procese, vo voľnom čase.
BENCE, M. et al. 2005. Plávanie. Banská Bystrica: FHV UMB. 198s. ISBN 80-8083-140-8.
[online] Dostupné na: https://www.ff.umb.sk/app/cmsFile.php?disposition=a&ID=571
BUZKOVÁ, K. 2006. Fitness jóga, harmonické cvičení těla I duše. Praha: Grada. ISBN 8024715252.
JARKOVSKÁ, H, JARKOVSKÁ, M. 2005. Posilování s vlastním tělem 417 krát jinak. Praha: Grada. ISBN 9788024757308.
KAČÁNI, L. 2002. Futbal:Tréning hrou. Bratislava: Peter Mačura – PEEM. 278s. ISBN
8089197027.
KRESTA, J. 2009. Futsal.Praha: Grada Publishing, a.s. 112s. ISBN 9788024725345.
LAWRENCE, G. 2019. Power jóga nejen pro sportovce. Brno: CPress. ISBN 9788026427902.
SNER, Wolfgang. 2004. Posilování ve fitness. České Budějovice: Kopp. ISBN 8072322141.
STACKEOVÁ, D. 2014. Fitness programy z pohledu kinantropologie. Praha: Galén. ISBN 9788074921155.
VOMÁČKO, S. BOŠTÍKOVÁ, S. 2003. Lezení na umělých stěnách. Praha: Grada. 129s. ISBN
8024721743.
Podmienky záverečného hodnotenia:
· aktívna účasť na výučbe v zmysle študijného poriadku a pokynov vyučujúceho
· zvládnutie podmienok v celkovom hodnotení na úrovni 80%
Slovenský jazyk
Ústav TV a športu UPJŠ ponúka pre študentov UPJŠ v rámci výberového predmetu 21 športových aktivít: aerobik; aikido, basketbal, bedminton, body-balance, body form, bouldering, florbal, joga, power joga, pilates, plávanie, posilňovanie, sálový futbal, SM systém, step aerobik, stolný tenis, šach, volejbal, tabata, cykloturistika, dobrovoľníctvo na MMM.
Pre záujemcov Ústav TV a športu UPJŠ ponúka zimné (lyžiarsky kurz, survival) a letné (cvičenie pri mori, splavovanie rieky Tisza) telovýchovné sústredenia s atraktívnym programom, športové súťaže s celoslovenskou i medzinárodnou účasťou.
Športové aktivity vo všetkých svojich formách pripravujú vysokoškolákov na ich ďalší profesionálny a osobný život. Na základe osobnej skúsenosti si uvedomujú dôležitosť postavenia pohybovej aktivity v živote. Aktívne pôsobia na telesnú zdatnosť a výkonnosť. Pomáhajú udržať duševné zdravie a zlepšiť zdravotný stav aj zdravie cvičencov. Osvojením a zdokonalením zručností a schopností v športových aktivitách posilňujú u študenta vzťah k PA a zároveň rozširujú možnosti vplývať na blízke aj široké okolie vo vybranej športovej činnosti.
Obsahový štandard:
Študent počas záverečného hodnotenia preukáže rozšírenie vedomostí a poznatkov z problematiky, ktorá je obsahovo daná informačným listom predmetu a šírkou definovaná v povinnej literatúre.
Výkonový štandard:
Študent preukáže zvládnutie výkonového štandardu, v rámci ktorého je schopný:
- osvojiť si pohybové zručnosti v konkrétnom športe, herné činnosti, odstrániť plaveckú negramotnosť,
- zvyšovať úroveň kondičných a koordinačných schopností, telesnú zdatnosť a pohybovú výkonnosť,
- pohybové cvičenia uplatňovať v praxi,
- prostredníctvom osvojenia špeciálneho programu zdravotnej TV vplývať na zmiernenie zdravotných oslabení,
- aplikovať nadobudnuté vedomosti a osvojené zručnosti v telovýchovnom procese, vo voľnom čase.
BENCE, M. et al. 2005. Plávanie. Banská Bystrica: FHV UMB. 198s. ISBN 80-8083-140-8.
[online] Dostupné na: https://www.ff.umb.sk/app/cmsFile.php?disposition=a&ID=571
BUZKOVÁ, K. 2006. Fitness jóga, harmonické cvičení těla I duše. Praha: Grada. ISBN 8024715252.
JARKOVSKÁ, H, JARKOVSKÁ, M. 2005. Posilování s vlastním tělem 417 krát jinak. Praha: Grada. ISBN 9788024757308.
KAČÁNI, L. 2002. Futbal:Tréning hrou. Bratislava: Peter Mačura – PEEM. 278s. ISBN
8089197027.
KRESTA, J. 2009. Futsal.Praha: Grada Publishing, a.s. 112s. ISBN 9788024725345.
LAWRENCE, G. 2019. Power jóga nejen pro sportovce. Brno: CPress. ISBN 9788026427902.
SNER, Wolfgang. 2004. Posilování ve fitness. České Budějovice: Kopp. ISBN 8072322141.
STACKEOVÁ, D. 2014. Fitness programy z pohledu kinantropologie. Praha: Galén. ISBN 9788074921155.
VOMÁČKO, S. BOŠTÍKOVÁ, S. 2003. Lezení na umělých stěnách. Praha: Grada. 129s. ISBN
8024721743.
Podmienky záverečného hodnotenia:
· aktívna účasť na výučbe v zmysle študijného poriadku a pokynov vyučujúceho
· zvládnutie podmienok v celkovom hodnotení na úrovni 80%
Slovenský jazyk
Ústav TV a športu UPJŠ ponúka pre študentov UPJŠ v rámci výberového predmetu 21 športových aktivít: aerobik; aikido, basketbal, bedminton, body-balance, body form, bouldering, florbal, joga, power joga, pilates, plávanie, posilňovanie, sálový futbal, SM systém, step aerobik, stolný tenis, šach, volejbal, tabata, cykloturistika, dobrovoľníctvo na MMM.
Pre záujemcov Ústav TV a športu UPJŠ ponúka zimné (lyžiarsky kurz, survival) a letné (cvičenie pri mori, splavovanie rieky Tisza) telovýchovné sústredenia s atraktívnym programom, športové súťaže s celoslovenskou i medzinárodnou účasťou.
Športové aktivity vo všetkých svojich formách pripravujú vysokoškolákov na ich ďalší profesionálny a osobný život. Na základe osobnej skúsenosti si uvedomujú dôležitosť postavenia pohybovej aktivity v živote. Aktívne pôsobia na telesnú zdatnosť a výkonnosť. Pomáhajú udržať duševné zdravie a zlepšiť zdravotný stav aj zdravie cvičencov. Osvojením a zdokonalením zručností a schopností v športových aktivitách posilňujú u študenta vzťah k PA a zároveň rozširujú možnosti vplývať na blízke aj široké okolie vo vybranej športovej činnosti.
Obsahový štandard:
Študent počas záverečného hodnotenia preukáže rozšírenie vedomostí a poznatkov z problematiky, ktorá je obsahovo daná informačným listom predmetu a šírkou definovaná v povinnej literatúre.
Výkonový štandard:
Študent preukáže zvládnutie výkonového štandardu, v rámci ktorého je schopný:
- osvojiť si pohybové zručnosti v konkrétnom športe, herné činnosti, odstrániť plaveckú negramotnosť,
- zvyšovať úroveň kondičných a koordinačných schopností, telesnú zdatnosť a pohybovú výkonnosť,
- pohybové cvičenia uplatňovať v praxi,
- prostredníctvom osvojenia špeciálneho programu zdravotnej TV vplývať na zmiernenie zdravotných oslabení,
- aplikovať nadobudnuté vedomosti a osvojené zručnosti v telovýchovnom procese, vo voľnom čase.
BENCE, M. et al. 2005. Plávanie. Banská Bystrica: FHV UMB. 198s. ISBN 80-8083-140-8.
[online] Dostupné na: https://www.ff.umb.sk/app/cmsFile.php?disposition=a&ID=571
BUZKOVÁ, K. 2006. Fitness jóga, harmonické cvičení těla I duše. Praha: Grada. ISBN 8024715252.
JARKOVSKÁ, H, JARKOVSKÁ, M. 2005. Posilování s vlastním tělem 417 krát jinak. Praha: Grada. ISBN 9788024757308.
KAČÁNI, L. 2002. Futbal:Tréning hrou. Bratislava: Peter Mačura – PEEM. 278s. ISBN
8089197027.
KRESTA, J. 2009. Futsal.Praha: Grada Publishing, a.s. 112s. ISBN 9788024725345.
LAWRENCE, G. 2019. Power jóga nejen pro sportovce. Brno: CPress. ISBN 9788026427902.
SNER, Wolfgang. 2004. Posilování ve fitness. České Budějovice: Kopp. ISBN 8072322141.
STACKEOVÁ, D. 2014. Fitness programy z pohledu kinantropologie. Praha: Galén. ISBN 9788074921155.
VOMÁČKO, S. BOŠTÍKOVÁ, S. 2003. Lezení na umělých stěnách. Praha: Grada. 129s. ISBN
8024721743.
Podmienky záverečného hodnotenia:
· aktívna účasť na výučbe v zmysle študijného poriadku a pokynov vyučujúceho
· zvládnutie podmienok v celkovom hodnotení na úrovni 80%
Slovenský jazyk
Ústav TV a športu UPJŠ ponúka pre študentov UPJŠ v rámci výberového predmetu 21 športových aktivít: aerobik; aikido, basketbal, bedminton, body-balance, body form, bouldering, florbal, joga, power joga, pilates, plávanie, posilňovanie, sálový futbal, SM systém, step aerobik, stolný tenis, šach, volejbal, tabata, cykloturistika, dobrovoľníctvo na MMM.
Pre záujemcov Ústav TV a športu UPJŠ ponúka zimné (lyžiarsky kurz, survival) a letné (cvičenie pri mori, splavovanie rieky Tisza) telovýchovné sústredenia s atraktívnym programom, športové súťaže s celoslovenskou i medzinárodnou účasťou.
Športové aktivity vo všetkých svojich formách pripravujú vysokoškolákov na ich ďalší profesionálny a osobný život. Na základe osobnej skúsenosti si uvedomujú dôležitosť postavenia pohybovej aktivity v živote. Aktívne pôsobia na telesnú zdatnosť a výkonnosť. Pomáhajú udržať duševné zdravie a zlepšiť zdravotný stav aj zdravie cvičencov. Osvojením a zdokonalením zručností a schopností v športových aktivitách posilňujú u študenta vzťah k PA a zároveň rozširujú možnosti vplývať na blízke aj široké okolie vo vybranej športovej činnosti.
Obsahový štandard:
Študent počas záverečného hodnotenia preukáže rozšírenie vedomostí a poznatkov z problematiky, ktorá je obsahovo daná informačným listom predmetu a šírkou definovaná v povinnej literatúre.
Výkonový štandard:
Študent preukáže zvládnutie výkonového štandardu, v rámci ktorého je schopný:
- osvojiť si pohybové zručnosti v konkrétnom športe, herné činnosti, odstrániť plaveckú negramotnosť,
- zvyšovať úroveň kondičných a koordinačných schopností, telesnú zdatnosť a pohybovú výkonnosť,
- pohybové cvičenia uplatňovať v praxi,
- prostredníctvom osvojenia špeciálneho programu zdravotnej TV vplývať na zmiernenie zdravotných oslabení,
- aplikovať nadobudnuté vedomosti a osvojené zručnosti v telovýchovnom procese, vo voľnom čase.
1. Rossman, A.J. et al.: Workshop Statistics: Discovery with Data, 4th ed. Wiley, 2011
2. Utts, J.M.: Seeing Through Statistics, 5th ed., Cengage Learning, 2024
3. Utts, J.M., Heckard R.F.: Mind on Statistics, 6th ed.. Cengage Learning, 2021
4. Anděl, J.: Statistické metody, Matfyzpress, 5. vydanie, Praha, 2019
Test (40b) a samostatná práca na zadanom projekte s praktickou aplikáciou získaných poznatkov (20b). Prezentácia projektu (5b).
Z každej časti je potrebné získať aspoň 50%.
Výsledné hodnotenie: ≥90% A; ≥80% B; ≥70% C; ≥60% D; ≥50% E; <50% FX.
slovenský
1. Úvod (základná filozofia a zmysel štatistickej analýzy dát, čo je to popisná a induktívna štatistika, zmysel a význam štatistiky)
2. Zbieranie štatistických dát a súvisiace pojmy (typy dát, náhodný výber, znáhodnený experiment a jeho dizajn)
3. Spracovanie dát (vizualizácia dát – tabuľková a grafická reprezentácia dát, súhrnná reprezentácia dát pomocou popisnej štatistiky – miery polohy, rozptýlenosti, šikmosti a špicatosti, empirické pravidlo) - 5 týždňov
4. Vzťahy medzi nameranými dátami (úvod k regresii a korelácii) - 4 týždne
5. Štatistická inferencia (pojem pravdepodobnosti cez štatistickú interpretáciu, elementárny pohľad na intervalové a bodové odhady, testovanie hypotéz, tvorba predikcie) - 2 týždne.
Študent má
1. poznať primárny zmysel štatistickej analýzy dát, jej metód a štatistického myslenia a chápať ich význam pre prax;
2. získať prvotný, elementárny vhľad do kľúčových pojmov a ich vlastností v matematickej štatistike a teórii pravdepodobnosti, ktoré budú rigorózne definované, resp. odvodené v nadväzujúcich predmetoch;
3. získať východiskovú intuíciu a skúsenosti s reálnymi štatistickými dátami a prácou s nimi s využitím tabuľkového procesora (Excel) a štatistického softvéru (R).
1. Repetitórium. Algoritmy a dátové štruktúry ako základ programovania. Základné skalárne dátové typy, ich veľkosť a spôsob reprezentácie v počítačoch. Bitová hĺbka a numerická presnosť. Zaokruhľovanie. Programy vo vyšších programovacích jazykoch - abstrakcia od hardvérových detailov. Virtuálny hardvér a virtuálny počítač. Procedurálne programovanie - základ fyzikálneho programovania. Programovací jazyk Python a ekosystém knižníc. Numerické programovanie v pythone, python notebooky. Alternatívy (Matlab, R)
2. Deterministický vs stochastický proces. Náhodné procesy, náhodné čísla. Generátory (pseudo) náhodných čísel a ich kvalita. Náhodné kráčanie v N-dimenzionálnom priestore. 1D kráčanie opitého námorníka, central limit teorém, Gaussova distribúcia. Numerický model experimentu fluorescenčnej korelačnej spektroskopie.
3. Simulácia Monte Carlo a numerická integrácia v mnohorozmerných priestoroch. Práca s príkazovým riadkom, užitočné UNIX príkazy, elementárne zobrazovanie a analýza výsledkov.
4. Charakterizácia distribúcie pravdepodobnosti, Shanonova entropia. Matematické požiadavky na definíciu entropie. Jednotka bit ako dôsledok voľby bázy logaritmu v definícii entropie. Fyzikálna entropia ako špeciálny prípad Shannonovej entropie. Entropia a kompresia informácie. Entropia sekvencie RNG.
5. Analýza stochastických experimentov - entropia distribúcie, korelačné a distribučné funkcie. Entropia textu. Fourierova transformácia autokorelačnej funkcie rýchlosti - analýza difúzie viackomponentného systému
6. Fyzikálne deje využívané v súčasných počítačoch.
7. Výpočtové procesy z hľadiska termodynamiky.
8. Fyzikálne limity súčasných počítačových technológií (Moorove zákony, Amdahlov zákon).
9. Vzťah počítačového modelovania a reality.
10. Výpočtová zložitosť a paralelizmus.
11. Distribuované výpočty. MPI paradigma
12. Alternatívne metódy (Analógové počítanie, Optické procesory, DNA procesory, quantum computing).
Súbor aktuálne doporučených materiálov.
Vypracovanie mikroreferátu na zadanú tému.
Ústna skúška a diskusia k predloženému samostatne vypracovanému projektu.
Kreditové ohodnotenie pozostáva z 2 kreditov za priamu výuku a 2 kreditov za skupinovú prácu a prakticé programovanie.
1. slovenský
2. anglický
1. Repetitórium. Algoritmy a dátové štruktúry ako základ programovania. Základné skalárne dátové typy, ich veľkosť a spôsob reprezentácie v počítačoch. Bitová hĺbka a numerická presnosť. Zaokruhľovanie. Programy vo vyšších programovacích jazykoch - abstrakcia od hardvérových detailov. Virtuálny hardvér a virtuálny počítač. Procedurálne programovanie - základ fyzikálneho programovania. Programovací jazyk Python a ekosystém knižníc. Numerické programovanie v pythone, python notebooky. Alternatívy (Matlab, R)
2. Deterministický vs stochastický proces. Náhodné procesy, náhodné čísla. Generátory (pseudo) náhodných čísel a ich kvalita. Náhodné kráčanie v N-dimenzionálnom priestore. 1D kráčanie opitého námorníka, central limit teorém, Gaussova distribúcia. Numerický model experimentu fluorescenčnej korelačnej spektroskopie.
3. Simulácia Monte Carlo a numerická integrácia v mnohorozmerných priestoroch. Práca s príkazovým riadkom, užitočné UNIX príkazy, elementárne zobrazovanie a analýza výsledkov.
4. Charakterizácia distribúcie pravdepodobnosti, Shanonova entropia. Matematické požiadavky na definíciu entropie. Jednotka bit ako dôsledok voľby bázy logaritmu v definícii entropie. Fyzikálna entropia ako špeciálny prípad Shannonovej entropie. Entropia a kompresia informácie. Entropia sekvencie RNG.
5. Analýza stochastických experimentov - entropia distribúcie, korelačné a distribučné funkcie. Entropia textu. Fourierova transformácia autokorelačnej funkcie rýchlosti - analýza difúzie viackomponentného systému
6. Fyzikálne deje využívané v súčasných počítačoch.
7. Výpočtové procesy z hľadiska termodynamiky.
8. Fyzikálne limity súčasných počítačových technológií (Moorove zákony, Amdahlov zákon).
9. Vzťah počítačového modelovania a reality.
10. Výpočtová zložitosť a paralelizmus.
11. Distribuované výpočty. MPI paradigma
12. Alternatívne metódy (Analógové počítanie, Optické procesory, DNA procesory, quantum computing).
študent po absolvovaní prednášok, cvičení a vypracovaní vlastného projektu a prezentácii mikroreferátu nadobudne fyzikálny pohľad na počítače a procesy výpočtov ako fyzikálnych dejov v konvenčných (nekvantových) počítačoch. Zároveň sa oboznámi s netradičnými možnosťami implementácie výpočtov na základe hlbších znalostí fyzikálnych procesov.
Prechod študentov zo strednej školy na vysokú školu je sprevádzaný zmenami v spôsobe, organizácii ako aj systéme štúdia. Cieľom predmetu je uľahčiť nastupujúcim študentom PF UPJŠ adaptáciu na vysokoškolské prostredie, priblížiť im jednotlivé odbory štúdia na PF UPJŠ a medziodborové vzťahy vo forme populárnovedeckých prednášok, ktoré majú študentom sprostredkovať zaujímavosti daného odboru, ako aj aplikácie daného odboru v iných vedných odboroch. Súčasťou predmetu je trojdňové sústredenie študentov a ich učiteľov v prostredí mimo školy, kde učitelia oboznámia študentov so spôsobom a špecifikami štúdia na VŠ, kreditným systémom, stratégiou zostavovania študijného plánu a tiež s výskumnými projektmi ústavov a možnosťami zapojenia sa do nich. Súčasťou sústredenia sú prednášky, názorné experimenty, práce v teréne a.i.
podľa aktuálnych referencií prednášateľov k zvoleným témam
Študent sa musí zúčastniť úvodného sústredenia a výučby aspoň v desiatich týždňoch semestra.
Súčasťou predmetu je aj online kurz Moja kariéra, pripravený UNIPOC. Svoju aktívnu účasť na výučbe preukazuje študent vyplnením spätnej väzby v systéme Moodle na stránke lms.upjs.sk
V každom akademickom roku sa plán aktivít počas semestra uspôsobuje, ale príkladom sú prezentované ústavy a témy:
doc. RNDr. Marián Kireš, PhD.: Čo chcem získať štúdiom na PF UPJŠ?
prof. Mgr. Jaroslav Hofierka, PhD. : Výskumné aktivity Ústavu geografie
Exkurzie do laboratórií 1
doc. RNDr. Martina Hančová: Matematika okolo nás alebo kde v praxi používame matematiku
Exkurzie do laboratórií 2
prof. RNDr. Beňadik Šmajda, CSc.: Mozog, myslenie, vedomie (Môžu stroje myslieť?)
Exkurzie do laboratórií 3
RNDr. Veronika Huntošová, PhD.: Biofyzika - keď o výsledku liečby rozhodujú nanometre
Exkurzie do laboratórií 4
doc. RNDr. Viktor Víglaský, PhD.: DNA - zázračná molekula
doc. RNDr. Rudolf Gális, PhD: Dvojhviezdy pod röntgenom
RNDr. Peter Gurský, PhD.: Ako uložiť veľa údajov tak, aby sa s nimi dalo rýchlo pracovať.
doc. RNDr. Ondrej Hutník, PhD.: Hudobné hodiny
Prírodovedecká čajovňa
Nobelovské prednášky
lms.upjs.sk
Prechod študentov zo strednej školy na vysokú školu je sprevádzaný zmenami v spôsobe, organizácii ako aj systéme štúdia. Cieľom predmetu je uľahčiť nastupujúcim študentom PF UPJŠ adaptáciu na vysokoškolské prostredie, priblížiť im jednotlivé odbory štúdia a výskumu na PF UPJŠ a medziodborové vzťahy vo forme populárnovedeckých prednášok a miniexkurzií na rôzne pracoviská fakulty, ktoré majú študentom sprostredkovať zaujímavosti jednotlivých odborov a ich aplikácie v iných vedných disciplínach a vpraxi.
Súčasťou predmetu je trojdňové sústredenie študentov a ich učiteľov v prostredí mimo sídla školy, kde učitelia oboznámia študentov so spôsobom a špecifikami štúdia na VŠ, kreditovým systémom, stratégiou zostavovania študijného plánu a tiež s výskumnými projektmi ústavov a možnosťami zapojenia sa do nich. Súčasťou sústredenia sú prednášky, názorné experimenty, kvízy, práca v teréne, spoločenské akcie a.i.
Výsledkom vzdelávania je poznanie študenta o vedeckej orientácií ústavov fakulty, spoznanie hlavných smerov a možností zapojenia sa do výskumu v rámci štúdia na fakulte.
Cieľom predmetu je konceptuálne pochopenie kľúčových pojmov, upevnenie a prehĺbenie učiva z Mechaniky a molekulovej fyziky, nevyhnutných pre ďalšie štúdiu fyziky na vysokej škole. Aktívnym prístupom študentov k vzdelávaciemu obsahu predmetu cez experimenty, multimédiá a riešenie úloh bude študent pripravený na riešenie nadväzujúcich problémov kurzu Všeobecná fyzika 1.
HAJKO, Vladimír, DANIEL-SZABÓ, Juraj.: Základy fyziky, VEDA, Bratislava, 1983.
HLAVIČKA, Alois a kol.: Fyzika pre pedagogické fakulty, SPN, Praha 1971.
HAJKO, Vladimír a kol.: Fyzika v príkladoch, ALFA Bratislava 1983.
HALLIDAY, David, RESNICK, Robert, WALKER, Jearl: Fyzika, časť 1 Mechanika, VUT Brno, 2000
HALLIDAY, David, RESNICK, Robert, WALKER, Jearl: Fyzika, časť 2 Mechanika - Termodynamika, VUT Brno, 2000
Nie je.
Aktívne vystúpenia na cvičeniach 2x za semester.
Odovzdané riešenia série zadaných problémov.
Podmienky priebežného hodnotenia:
-účasť na výučbe v zmysle študijného poriadku a pokynov vyučujúceho
-aktívna účasť na cvičeniach
-odovzdávanie zadaní podľa pokynov vyučujúceho
-priebežné písomné previerky
Podmienky záverečného hodnotenia:
-na základe priebežného hodnotenia počas semestra
Podmienky úspešného absolvovania predmetu:
-účasť na výučbe v zmysle študijného poriadku a podľa pokynov vyučujúceho
-zvládnutie podmienok priebežného a záverečného hodnotenia na úrovni vyššej ako 50%
slovenský
1. Úvod. Požiadavky k hodnoteniu.
2. Fyzikálne veličiny a ich meranie.
Fyzikálny pojem. Fyzikálna veličina a jej jednotka. Medzinárodná sústava jednotiek. Vzťahy medzi fyzikálnymi veličinami. Skalárne a vektorové veličiny.
3. Kinematika.
Teleso. Hmotný bod. Vzťažná sústava. Trajektória, dráha. Rýchlosť, zrýchlenie. Rovnomerný a nerovnomerný priamočiary pohyb hmotného bodu. Rovnomerný pohyb po kružnici, dostredivé zrýchlenie.
4. Dynamika.
Vzájomné pôsobenie telies. Sila. Trenie, trecia sila. Newtonove pohybové zákony. Inerciálna a neinerciálna vzťažná sústava. Hybnosť, zákon zachovania hybnosti. Dostredivá sila.
5. Gravitačné pole.
Newtonov gravitačný zákon. Gravitačné pole. Pohyby telies v gravitačnom poli. Keplerove zákony.
6. Mechanická práca, výkon energia.
Mechanická práca. Výkon. Účinnosť. Kinetická a potenciálna energia. Zákon zachovania mechanickej energie.
7. Mechanika tuhého telesa.
Tuhé teleso. Pohyby tuhého telesa. Moment sily. Momentová veta. Rovnovážne polohy tuhého telesa. Energia otáčavého pohybu tuhého telesa. Moment zotrvačnosti.
8. Zápočtová previerka 1
9. Mechanika kvapalín a plynov.
Ideálna kvapalina, ideálny plyn. Pascalov zákon. Archimedov zákon. Rovnica spojitosti. Bernoulliho rovnica. Prúdenie skutočnej kvapaliny a plynu.
10. Molekulová fyzika a termodynamika – základné poznatky termiky a termodynamiky.
Kinetická teória látok. Modely štruktúry látok v rôznych skupenstvách. Vnútorná energia telesa a spôsoby jej zmeny. Tepelná kapacita telesa. Hmotnostná tepelná kapacita. Termodynamická sústava, rovnovážny stav a dej, izolovaná sústava, termodynamická teplota. Prvý termodynamický zákon.
11. Stavba a vlastnosti látok 1
Jednoduché deje s ideálnym plynom. Stavová rovnica ideálneho plynu. Práca plynu. Kruhový dej. Účinnosť. Druhý termodynamický zákon. Kryštalické a amorfné látky. Deformácia pevného telesa, Hookov zákon. Teplotná dĺžková a objemová rozťažnosť pevných látok a kvapalných látok. Povrchové napätie kvapalín, kapilarita. Skupenské premeny látok. Nasýtená a prehriata para. Fázový diagram.
12. Stavba a vlastnosti látok 2
Jednoduché deje s ideálnym plynom. Stavová rovnica ideálneho plynu. Práca plynu. Kruhový dej. Účinnosť. Druhý termodynamický zákon. Kryštalické a amorfné látky. Deformácia pevného telesa, Hookov zákon. Teplotná dĺžková a objemová rozťažnosť pevných látok a kvapalných látok. Povrchové napätie kvapalín, kapilarita. Skupenské premeny látok. Nasýtená a prehriata para. Fázový diagram.
13. Zápočtová previerka 2
Predmet je podporným kurzom k predmetu Všeobecná fyzika 1 - Mechanika, molekulová fyzika a termodynamika so zameraním na konceptuálne pochopenie a riešenie úloh a problémov z nasledujúcich oblastí:
1. Kinematika a dynamika priamočiareho a krivočiareho pohybu hmotného bodu. Pohybová rovnica.
2. Gravitačné pole, pohyby v gravitačnom poli Zeme.
3. Práca, výkon, energia, zákon zachovania energie.
4. Mechanika otáčavého pohybu. Pohybová rovnica telesa otáčavého okolo pevnej osi.
5. Zákon zachovania hybnosti a momentu hybnosti.
6. Deformácia telesa. Hookov zákon.
7.Mechanika kvapalín a plynov.
8.Štruktúra a vlastnosti plynov. Tepelné deje v plynoch. Stavová rovnica.
9.Základy termodynamiky. Prvá veta termodynamická.
10.Teplo a tepelná výmena.
11. Štruktúra a vlastnosti kvapalín. Povrchové napätie.
12. Skupenské premeny.
Študent po absolvovaní predmetu dokáže riešiť úlohy súvisiace s mechanikou hmotného bodu, sústavy hmotných bodov a telesa, mechaniky pružných telies a molekulovej fyziky a termodynamiky. Vybrané problémy je schopný riešiť aj s využitím digitálnych technológií umožňujúcich meranie pomocou senzorov, videomeranie a modelovanie na počítači a spracovanie a analýzu dát.
Sumárne hodnotenie za aktivity počas semestra. Odovzdané riešenia všetky sérií zadaných úloh. Úspešne zvládnuté obe zápočtové písomky.
Cieľom predmetu je konceptuálne pochopenie kľúčových pojmov, upevnenie a prehĺbenie učiva z Elektriny a magnetizmu, nevyhnutných pre ďalšie štúdiu fyziky na vysokej škole. Aktívnym prístupom študentov k vzdelávaciemu obsahu predmetu cez experimenty, multimédiá a riešenie úloh bude študent pripravený na riešenie nadväzujúcich problémov kurzu Všeobecná fyzika 2.
TIRPÁK, Andrej: Elektromagnetizmus, Iris, Bratislava, 2011.
HAJKO, Vladimír, DANIEL-SZABÓ, Juraj.: Základy fyziky, VEDA, Bratislava, 1983.
HAJKO, Vladimír a kol.: Fyzika v príkladoch, ALFA Bratislava 1983.
HALLIDAY, David, RESNICK, Robert, WALKER, Jearl: Fyzika, časť 3 Elektrina a magnetizmus, VUT Brno, 2000.
Nie je.
Aktívne vystúpenia na cvičeniach 2x za semester.
Odovzdané riešenia série zadaných problémov.
Podmienky priebežného hodnotenia:
-účasť na výučbe v zmysle študijného poriadku a pokynov vyučujúceho
-aktívna účasť na cvičeniach
-odovzdávanie zadaní podľa pokynov vyučujúceho
-priebežné písomné previerky
Podmienky záverečného hodnotenia:
-na základe priebežného hodnotenia počas semestra
Podmienky úspešného absolvovania predmetu:
-účasť na výučbe v zmysle študijného poriadku a podľa pokynov vyučujúceho
-zvládnutie podmienok priebežného a záverečného hodnotenia na úrovni vyššej ako 50%
slovenský
1. Úvod do predmetu, testovanie porozumenia základných pojmov elektriny a magnetizmu zo strednej školy
2. Elektrické pole, pojem intenzity elektrického poľa
3. Pojem elektrického potenciálu
4. Magnetické pole, pojem indukcie magnetického poľa, Lorentzova sila
5. Precvičovacie úlohy na základné pojmy popisu elektrického a magnetického poľa
6. Zápočtová previerka 1
7. Testovanie základných pojmov z elektriny a magnetizmu, vyhodnotenie
pomocou hlasovacích zariadení, závery hodnotenia
8. Pojem symetrie, symetria v elektrine, tok elektrického poľa
9.. Konceptuálne porozumenie Gaussovej vety, jej aplikácia v úlohách
10. Divergencia vektorového poľa, počítačové simulácie a úlohy pre prípad elektrického poľa
11. Cirkulácia magnetického poľa a ampérov zákon, počítačové simulácie a úlohy pre prípad magnetického poľa.
12. Fyzikálna interpretácia Maxwellových rovníc v úlohách.
13. Zápočtová previerka 2.
14. Záverečné hodnotenie predmetu.
Predmet je podporným kurzom k predmetu Všeobecná fyzika 2 - Elektrina a magnetizmus so zameraním na konceptuálne pochopenie a riešenie úloh a problémov z nasledujúcich oblastí:
1. Elektrické pole, Coulombov zákon, intenzita elektrického poľa
2. Práca v elektrickom poli. Elektrická potenciálna energia. Elektrický potenciál.
3. Kapacita vodiča a sústavy vodičov.
4. Elektrický prúd. Ohmov zákon. Kirchhoffove zákony.
5. Práca a výkon elektrického prúdu. Energia a účinnosť zdroja elektromotorického napätia.
6. Magnetické pole. Indukcia magnetického poľa.
7. Silové interakcie magnetického poľa s elektricky nabitými časticami.
8. Prechodové javy v RC obvode.
9. Jav elektromagnetickej indukcie.
10. Prechodové javy v RL obvode.
11. Obvody so striedavým prúdom.
12. Sériová a paralelná rezonancia.
Študent po absolvovaní predmetu dokáže riešiť úlohy a vysvetliť a zdôvodniť javy a experimenty súvisiace s vybranými témami Elektriny a magnetizmu.
Sumárne hodnotenie za aktivity počas semestra. Odovzdané riešenia všetky sérií zadaných úloh.
Cieľom predmetu Všeobecná fyzika I je poskytnúť základné poznatky z mechaniky hmotného bodu, sústavy hmotných bodov, telesa a pružných telies a molekulovej fyziky a termodynamiky.
HAJKO, Vladimír, DANIEL-SZABÓ, Juraj.: Základy fyziky, VEDA, Bratislava, 1983.
VEIS, Štefan a kol.: Všeobecná fyzika I., Mechanika a molekulová fyzika, ALFA Bratislava, 1987.
HLAVIČKA, Alois a kol.: Fyzika pre pedagogické fakulty, SPN, Praha 1971.
HAJKO, Vladimír a kol.: Fyzika v príkladoch, ALFA Bratislava 1983.
HALLIDAY, David, RESNICK, Robert, WALKER, Jearl: Fyzika, časť 1 Mechanika, VUT Brno, 2000
HALLIDAY, David, RESNICK, Robert, WALKER, Jearl: Fyzika, časť 2 Mechanika - Termodynamika, VUT Brno, 2000
KREMPASKÝ, Július.: Fyzika, ALFA Bratislava 1982.
Kontrolné písomné previerky v rámci numerických cvičení
1.v 6-om týždni
2.v 12-om týždni
Podmienky priebežného hodnotenia:
-účasť na výučbe v zmysle študijného poriadku a pokynov vyučujúceho
-aktívna účasť na cvičeniach
-odovzdávanie zadaní podľa pokynov vyučujúceho
-priebežné písomné previerky
-realizovanie, prezentovanie a obhájenie skupinového projektu
Podmienky záverečného hodnotenia:
-záverečná ústna skúška
Podmienky úspešného absolvovania predmetu:
-účasť na výučbe v zmysle študijného poriadku a podľa pokynov vyučujúceho
-zvládnutie podmienok priebežného a záverečného hodnotenia na úrovni vyššej ako 50%
slovenský
1.týždeň:
Požiadavky ku skúške, fyzika –úvod, obsah a metódy fyziky, sústava veličín a jednotiek SI, základy vektorového počtu, operácie s vektormi
Mechanika hmotného bodu, kinematika, poloha, dráha, rýchlosť, zrýchlenie, pohyb po priamke
2.týždeň:
Kinematika krivočiarych pohybov, pohyb po kružnici rovnomerný, rovnomerne zrýchlený, pohyb v rovine, pohyb v priestore, experimenty s UZ sondou
Dynamika hmotného bodu, Newtonove zákony
3.týždeň:
Newtonove zákony, typové úlohy – sila a pohyb (pohyb po naklonenej rovine, pohyb spojených telies, Atwoodov padostroj), Impulz sily a zmena hybnosti, experimenty
Princíp relativity klasickej fyziky, Galileiho transformácie, Lorentzove transformácie
4.týždeň:
Inerciálne a neinerciálne sústavy, zotrvačné sily v neinerciálnych sústavách
Gravitačné pole – Keplerove zákony, Newtonov všebecný gravitačný zákon, intenzita GP, gravitačná, tiažová sila, tiaž telesa, gravitačné zrýchlenie, homogénne, radiálne GP
5.týždeň:
Pohyby v homogénnom GP, pohyby v radiálnom GP Zeme, I. a II. kozmická rýchlosť
Práca a energia, výkon, veta o kinetickej energii, potenciálna energia, potenciálna energia gravitačná, zákon zachovania mechanickej energie, aplikácie ZZME
Potenciál, súvis medzi intenzitou a potenciálom, ekvipotenciálne hladiny, príklady
6.týždeň:
Mechanika sústavy hmotných bodov, ťažisko, I. veta impulzová, veta o pohybe ťažiska, zákon zachovania hybnosti, príklady
Aplikácia zákona zachovania hybnosti na prípad sústavy s premennou hmotnosťou (pohyb rakety), II. veta impulzová, zákon zachovania momentu hybnosti, pohybové rovnice sústavy hmotných bodov (telesa), podmienky rovnováhy, otáčavý pohyb tuhého telesa, otáčavý pohyb tuhého telesa okolo pevnej osi, kinetická energia otáčavého pohybu tuhého telesa, moment zotrvačnosti, experimenty
7.týždeň:
Moment zotrvačnosti, vety na výpočet momentu zotrvačnosti, Steinerova veta, príklady výpočtu momentov zotrvačnosti vybraných telies, veta o kinetickej energii, moment sily, pohybová rovnica telesa otáčavého okolo pevnej osi, zákon zachovania momentu hybnosti, experimenty a príklady, analógia postupného a otáčavého pohybu, voľná os, otáčanie okolo pevného bodu
8.týždeň:
Mechanika pružných telies, Deformácia v ťahu a tlaku, Hookov zákon, zmena pozdĺžneho a priečneho rozmeru, krivka deformácie, objemová deforomácia, deformácia v šmyku, deformácia krútením
Mechanika kvapalín a plynov, tekutiny, ideálna (dokonalá) tekutina, tlak v kvapaline vyvolaný vonkajšou silou, Pascalov zákon,
9.týždeň:
Mechanika kvapalín a plynov, tlak v kvapaline vyvolaný tiažovou silou, hydrostatický tlak, hydrostatický paradox, spojené nádoby, Archimedov zákon, správanie telesa v kvapaline
Plyn v tiažovom poli Zeme, zmena tlaku s nadmorskou výškou
Ustálené prúdenie ideálnej kvapaliny, rovnica spojitosti, Bernoulliho rovnica, podtlak, Toricelliho vzorec
10. týždeň:
Ustálené prúdenie skutočnej kvapaliny, viskozita, dynamická, kinematická, pohyb tuhého telesa v kvapaline, Stokesov vzorec, laminárne, turbulentné prúdenie, Reynoldsovo číslo
Odpor prostredia, Stokesov vzorec, Newtonov vzorec, odporový súčiniteľ. Fyzikálny princíp lietania.
Základy molekulovej fyziky a termodynamiky, stavové veličiny, zákony ideálneho plynu, stavová rovnica ideálneho plynu
11. týždeň:
Základy molekulovej fyziky a termodynamiky, základy kinetickej teórie plynov, tlak, teplota – molekulovo-kinetický výklad, vnútorná energia, princíp rovnomerného rozdelenia energie, Maxwellove rozdelenie molekúl podľa rýchlosti, stredná voľná dráha, van der Waalsova rovnica.
Termodynamika, vnútorná energia, teplo, tepelná kapacita, práca plynu, prvá veta termodynamická, mólové tepelné kapacity plynu, aplikácia 1.vety termodynamickej na jednotlivé tepelné deje
12.týždeň:
Kruhový dej, vratné a nevratné deje, Carnotov kruhový dej, druhá veta termodynamická
entropia, tretia veta termodynamická, entropia pri vratných a nevratných dejoch,
Šírenie tepla vedením, prúdením, sálaním, teplotná rozťažnosť pevných látok, kvapalín, plynov, anomália vody,
Štruktúra a vlastnosti kvapalín, povrchová vrstva, kohézny tlak, povrchové napätie, tlak pod zakriveným povrchom, kapilárny tlak, kapilárny tlak v bubline, javy na rozhraní pevného telesa a kvapaliny, kapilárne javy
13.týždeň:
Fázové premeny, topenie, tuhnutie, vyparovanie, nasýtená para, var, kondenzácia
Kritický bod, izotermy okolo kritického bodu, van der Waalsova rovnica pre kritický bod, skvapalňovanie plynov, sublimácia, fázový diagram, trojný bod, Clausius Clapeyronova rovnica
zhrnutie a informácie ku skúške
1. Základy vektorovej algebry, Sústava veličín a jednotiek.
2. Mechanika hmotného bodu.
3. Gravitačné pole.
4. Práca, výkon, energia.
5. Mechanika sústavy hmotných bodov.
6. Mechanika tuhého telesa.
7. Mechanika pružných telies.
8. Mechanika kvapalín a plynov.
9. Základy molekulovej fyziky. Štruktúra a vlastnosti plynov
10. Základy termodynamiky.
11. Šírenie tepla. Teplotná rozťažnosť pevných látok, kvapalín a plynov.
12. Štruktúra a vlastnosti kvapalín
13. Fázové premeny.
Priebežné hodnotenie - 0,25
Ústna odpoveď na skúške - 0,75
Sumárne hodnotenie na základe výsledkov priebežného hodnotenia a hodnotenia ústnej odpovede s uvedenou váhou.
Študent po absolvovaní predmetu ovláda základné poznatky súvisiace s mechanikou hmotného bodu, sústavy hmotných bodov a telesa, mechaniky pružných telies a molekulovej fyziky a termodynamiky v súlade s obsahovým a výkonovým štandardom predmetu. Zároveň získa zručnosti a spôsobilosti samostatne riešiť problémy z uvedených oblastí a dokáže získané poznatky aplikovať v rozličných situáciách.
Záverečné hodnotenie sa udeľuje na základe:
- ústnej skúšky
- hodnotenia numerických cvičení (výsledky kontrolných písomných previerok, aktivita na cvičeniach)
x
1. A. Tirpák: Elektromagnetizmus, Polygrafia SAV, Bratislava 1999.
2. P. Čičmanec: Všeobecná fyzika 2 - Elektrina a magnetizmus. Alfa, 1992
3. I. Štoll, B. Sedlák, Elektřina a magnetismus, Karolinum, 2013
4. V. Hajko, J. Daniel-Szabó: Základy fyziky, Veda Bratislava, 1980
5. V. Hajko a kol.: Fyzika v príkladoch, Alfa Bratislava, 1983.
6. T. Matsushita: Electricity and Magnetism, Springer, 2017
x
Na úspešné absolvovanie predmetu (prezenčne, v prípade nutnosti dištančne) musí študent preukázať dostatočné porozumenie základným pojmom a zákonom elektromagnetizmu, tak aby bolo možné pokračovať v štúdiu všeobecnej fyziky III, IV a disciplíny teória elektromagnetického poľa.
Vyžaduje sa znalosť jednotlivých zákonov elektriny a magnetizmu a ich zovšeobecnenie v podobe Maxwellových rovníc. Vyžaduje sa poznanie týchto zákonov v prírode a pri praktickom využití. Ďalšou požiadavkou sú primerané zručnosti pri riešení úloh elektriny a magnetizmu.
Kreditové ohodnotenie zohľadňuje rozsah výučby (4 hodiny prednášok, 2 hodiny numerické cvičenie, 4 kredity), samoštúdium (1 kredit), hodnotenie (2 kredity) a skutočnosť, že ide o základný predmet, ktorý je súčasťou bakalárskej štátnej skúšky.
Minimálna hranica pre úspešné absolvovanie predmetu je získanie 50 bodov z následného bodového hodnotenie, pričom aj z každej časti je nutné získanie aspoň 50% bodov:
Numerické cvičenie maximálny počet 20 bodov (spravidla 2 písomné testy po 10 bodov, študent musí získať z každého testu najmenej po 5 bodov)
Ústna skúška maximálny počet 80 bodov (odpoveď na tri otázky, pričom každá z nich musí dosahovať aspoň 50% úroveň).
Hodnotiaca škála
A 100-91
B 90-81
C 80-71
D 70-61
E 60-50
Fx 49-0
slovenský
Predmet je realizovaný prezenčnou formou, v prípade potreby dištančne v prostredí MS Teams.
x
1. týždeň: Elektrostatické pole vo vákuu. Culombov zákon. Intenzita elektrostatického poľa. Elektrický dipól. Tok intenzity elektrostatického poľa. Gaussov zákon. Gaussova veta a jej použitie.
2. týždeň: Práca síl v elektrostatickom poli. Potenciál. Vzťah medzi intenzitou a potenciálom. Potenciál a jeho meranie. Kapacita vodiča a sústavy vodičov. Energia elektrostatického poľa.
3. týždeň: Stacionárne elektrické pole a ustálený elektrický prúd. Ohmov zákon. Supravodivosť. Rovnica spojitosti (kontinuity) elektrického prúdu. Elektrické obvody s ustáleným jednosmerným napätím. Kirchhoffove zákony a ich použitie. Práca, výkon, energia a účinnosť zdroja elektromotorického napätia.
4. týždeň: Vedenie elektrického prúdu v elektrolytoch, polovodičoch, plynoch a vo vákuu. Termoelektrické javy a ich použitie.
5. týždeň: Vznik, vlastnosti a základné veličiny stacionárneho magnetického poľa vo vákuu. Biotov-Savartov zákon a jeho využitie. Tok vektora indukcie magnetického.
6. týždeň: Silové interakcie magnetického poľa s pohybujúcimi sa elektricky nabitými časticami a s elektrickými prúdmi. Ampérov zákon. Vzájomné pôsobenie prúdovodičov. Definícia ampéru-jednotky prúdu. Lorentzova sila.
7. týždeň: Kvazistacionárne elektrické pole. Proces nabíjania a vybíjania kondenzátora (R-C obvod). Jav elektromagnetickej indukcie. Faradayov zákon. Jav samoindukcie a vzájomnej indukcie, indukčnosť, vzájomná indukčnosť. Potenciál magnetického poľa.
8. týždeň: Prechodový jav v R-L obvode. Energia magnetického poľa. Zákon zachovania energie. Magnetický dipól. Striedavé prúdy a základné obvody striedavého elektrického prúdu. Obvod RLC
9. týždeň: Sériová a paralelná rezonancia. Viacfázové prúdy. Točivé magnetické pole. Vznik viacfázových prúdov. Elektromotor. Výkon striedavého elektrického prúdu.
10. týždeň: Elektrické javy v látkovom prostredí. Polarizácia dielektriká, mechanizmy. Elektrické pole v dielektriku. Vzájomné pôsobenie elektrických nábojov uložených v dielektriku. Gaussov zákon. Vektor polarizácie a vektor elektrickej indukcie a ich vzájomný vzťah. Lineárne a nelineárne dielektriká.
11. týždeň: Magnetické vlastnosti látok. Elementárne magnetické pole atómu. Magnetický stav látok. Magnetická polarizácia. Diamagnetizmus a paramagnetizmus. Usporiadaná magnetická štruktúra. Feromagnetiká.
12. týždeň: Nestacionárne elektromagnetické pole. Maxwellove rovnice.
Študent po absolvovaní prednášok a cvičení bude disponovať dostatočnými vedomosťami základov elektriny a magnetizmu a bude schopný riešiť numerické úlohy elektromagnetizmu. Ďalej získa primerané poznatky o elektromagnetických javoch v prírode a využití javov elektromagnetizmu v technických aplikáciách. a problémov v tejto oblasti.
x
Osvojenie si základných poznatkov z Kmitov, Vlnenia a Optiky a získanie schopností
riešenia základných úloh a problémov v tejto oblasti.
1. A. Hlavička et al., Fyzika pro pedagogické fakulty, SPN, 1971
2. R.P. Feynman et al., Feynmanove prednášky z Fyziky I,II,III, ALFA, 1985
3. D. Halliday et al.,Fyzika-Vysokoškolská učebnice obecné fyziky, VUTIUM, 2010
4. J. Fuka, B. Havelka, Optika a atómová fyzika, SPN,1961
5. A. Štrba, Všeobecná Fyzika 3 – Optika, ALFA, 1979
ÚFV/VF1b/03
Na úspešné absolvovanie predmetu musí študent preukázať dostatočné porozumenie základných pojmov z oblasti Kmitov, vlnenia a optiky na úrovni ich matematickej definície, ako aj ich fyzikálneho obsahu a konkrétnych aplikácií. Študent si musí počas semestra priebežne osvojiťobsah učiva, aby získané poznatky mohol aktívne a tvorivo využiť pri riešení konkrétnych výpočtových úloh počas numerických cvičení a absolvovať 2 písomné testy zohľadnené v celkovom hodnotení predmetu. Podmienkou na získanie kreditov je absolvovanie 2 priebežných písomných testov na cvičeniach a ústnej skúšky, ktorá pozostáva z 3 teoretických otázok. Kreditové ohodnotenie
predmetu zohľadňuje nasledovné zaťaženie študenta: priama výuka (3 kredity), samoštúdium
(2 kredity), individuálne konzultácie (1 kredit) a hodnotenie (1 kredit). Minimálna hranica na
absolvovanie predmetu je získanie aspoň 50% z celkového bodového hodnotenia, pričom je
využívaná nasledovná hodnotiaca škála: A (90-100%), B (80-89%), C (70-79%), D (60-69%), E
(50-59%), F (0-49%).
1. slovenský
2. anglický
Výučba sa realizuje prezenčne alebo dištančne s využitím nástroja MS Teams. Formu výučby upresní vyučujúci na začiatku semestra a priebežne aktualizuje.
Kmity netlmené. Matematické, fyzikálne, torzné kyvadlo. Tlmené kmity. Skladanie kmitov. Fourierova transformácia. Nútené kmity. Vlnenie, vznik, priečne, pozdĺžne. Vlnová rovnica. Energia, hustota, intenzita vlnenia. Interferencia, Stojaté vlnenie.Huyghensov princíp. Odraz, lom a ohyb vlnenia. Dopplerov jav. Rýchlosť šírenia vlnenia v materiáloch. Vznik a druhy zvuku. Intenzita. Mechanické zdroje zvuku. Kmitanie strún, tyčí a vzduchových stĺpcov. Geometrická Optika. Rovinné a guľové zrkadlá. Zobrazovacia rovnica. Zväčšenie. Lom na hranole, planparalelnej doske a guľovej ploche. Šošovky. Zobrazovanie šošovkami. Zobrazovacia rovnica. Zväčšenie. Fotometria, Veličiny. Jednotky. Svetlo ako El.Mag. vlnenie. Vlnová rovnica svetla.Disperzia, Rozptyl, Absorpcia. Interferencia. Difrakcia. Polarizácia. Atmosférická optika. Refrakcia, ohyb (fatamorgána), lom (dúha). Kvantová optika. Fotónová teória. Zákon emisie a absorpcie. Planckov zákon žiarenia.Lasery.
1. Kmity netlmené. Matematické, fyzikálne, torzné kyvadlo. 2. Tlmené kmity. Skladanie kmitov. 3. Fourierova transformácia. Nútené kmity. 4. Vlnenie, vznik, priečne, pozdĺžne. Vlnová rovnica. Energia, hustota, intenzita vlnenia. 5. Interferencia, Stojaté vlnenie. Huyghensov princíp. 6. Odraz, lom a ohyb vlnenia. Dopplerov jav. Rýchlosť šírenia vlnenia v materiáloch. 7. Vznik a druhy zvuku. Intenzita. Mechanické zdroje zvuku. Kmitanie strún, tyčí a vzduchových stĺpcov. 8. Geometrická Optika. Rovinné a guľové zrkadlá. Zobrazovacia rovnica. Zväčšenie. Lom na hranole, planparalelnej doske a guľovej ploche. 9. Šošovky. Zobrazovanie šošovkami. Zobrazovacia rovnica. Zväčšenie. Fotometria, Veličiny. Jednotky. 10. Svetlo ako El.Mag. vlnenie. Vlnová rovnica svetla. 11. Disperzia, Rozptyl, Absorpcia. Interferencia. Difrakcia. Polarizácia. Atmosférická optika. Refrakcia, ohyb (fatamorgána), lom (dúha). 12. Kvantová optika. Fotónová teória. Zákon emisie a absorpcie. Planckov zákon žiarenia. Lasery.
50/50
Študent po absolvovaní prednášok a cvičení bude disponovať dostatočnými fyzikálnymi
vedomosťami a matematickým aparátom umožňujúcim samostatné riešenie širokej škály
vedeckých úloh a problémov z oblasti všeobecnej fyziky: Kmity, Vlny a Optika. Zároveň získa prehľad o aplikáciách v rôznych oblastiach fyziky a demonštračných experimentoch.
Získanie základnej informácie o štruktúre atómu, atómových spektrách, atómovom jadre a elementárnych časticiach. Oboznámenie sa so základnými experimentálnymi metódami a s prechodom ionizujúceho žiarenia prostredím.
1. Beiser A., Úvod do moderní fyziky, Praha, 1975.
2. Úlehla I., Suk M., Trka Z.: Atómy, jádra, částice, Praha, 1990.
3. Síleš E., Martinská G.: Všeobecná fyzika IV, skriptá PF UPJŠ, 2. vydanie, Košice, 1992.
4. Vrláková J., Kravčáková A., Vokál S.: Zbierka príkladov z atómovej a jadrovej fyziky, skriptá PF UPJŠ, Košice, 2016.
5. Hajko V. and team of authors, Physics in experiments, Bratislava, 1997.
6. Nosek D., Jádra a částice (Řešené příklady), Matfyzpress, MFF UK, Praha 2005,
7. Kravčáková A., Vokál S., Vrláková J., Všeobecná fyzika IV, 1.časť Atómová fyzika, skriptá PF UPJŠ, Košice, 2020.
8. Yang F., Hamilton J.H., Modern Atomic and Nuclear Physics, WSC Singapore, 2010.
2x kontrolná písomka
- aktívna účasť na prednáškach a cvičeniach
- odovzdávanie priebežných zadaní
- 2x test
- skúška
Kreditové ohodnotenie predmetu: priama výuka a konzultácie (2k), samoštúdium
(1k), praktické činnosti- zadania (2k), hodnotenie (2k), spolu 7k. Minimálna hranica na
absolvovanie predmetu je získanie aspoň 51% z celkového hodnotenia.
1. slovenský
2. anglický
Korpuskulárno-vlnový dualizmus. Experimentálne overenie de Broglieho hypotézy. Rutherfordov experiment. Modely atómu. Spektrá atómov. Magnetické vlastnosti atómov. Periodická sústava prvkov. Röntgenove spektrá. Molekuly. Základné charakteristiky atómových jadier. Jadrové sily. Modely jadier. Rozpady atómových jadier. Jadrové reakcie. Štiepenie atómových jadier. Základné charakteristiky a klasifikácia elementárnych častíc. Typy interakcií. Kvarkový model hadrónov. Kozmické žiarenie. Prechod žiarenia prostredím. Detektory. Urýchľovače.
1.-6. týždeň Atómová fyzika - A.Kravčáková (P):
Korpuskulárno-vlnový dualizmus: De Broglieho vlny. Experimentálne potvrdenie de Broglieho hypotézy. Princíp neurčitosti.
Štruktúra atómu: Atómová hypotéza. Rutherfordov experiment. Bohrov model atómu.
Spektrá žiarenia atómu vodíka. Kombinačný princíp. Kvantovo mechanický popis atómu vodíka.
Elektrónový obal: Spektrá atómov vodíkového typu. Experimentálne overenie existencie diskrétnych hladín atómov (Franckov-Hertzov pokus). Moment hybnosti elektrónu. Sternov-Gerlachov pokus. Kvantové stavy elektrónov. Atómy s väčším počtom elektrónov. Spektrá alkalických kovov. Celkový moment hybnosti atómu. Magnetický moment atómu. Atóm vo vonkajšom magnetickom a elektrickom poli. Zeemanov jav. Výberové pravidlá. Pauliho princíp. Periodická sústava prvkov. Röntgenové spektrá.
Molekuly: Väzba iónová a kovalentná, spektrá molekúl.
7.-12. týždeň Jadrová fyzika - J.Vrláková (P):
Základné charakteristiky atómových jadier: Hmotnosť a elektrický náboj. Polomer atómového jadra. Väzbová energia. Spin a magnetický moment jadra. Kvadrupólový moment. Parita.
Jadrové sily a modely atómových jadier: Vlastnosti jadrových síl. Mezónová teória jadrových síl. Modely atómových jadier (kvapkový, vrstvový a zovšeobecnený model).
Rádioaktívne žiarenie: Základné zákonitosti rádioaktívneho rozpadu. Rozpadový zákon. Rozpad alfa. Rozpad beta. Procesy prebiehajúce v jadre pri beta premene. Hypotéza existencie neutrína. Fermiho teória. Vnútorná konverzia. Gama žiarenie.
Jadrové reakcie: Základné pojmy a definície. Klasifikácia jadrových reakcií. Zákony zachovania. Účinný prierez. Mechanizmy jadrových reakcií. Základné typy reakcií. Breit-Wignerova formula. Reakcie vyzvané s neutrónmi. Štiepenie atómových jadier. Mechanizmus štiepenia. Jadrový reaktor. Termojadrové reakcie.
13. týždeň Subjadrová fyzika - A.Kravčáková ( P):
Elementárne častice: Pojem elementárnej častice. Základné charakteristiky častíc. Zákony zachovania. Typy interakcií. Antičastice. Klasifikácia elementárnych častíc. Podivné častice. Rezonancie. Kvarkový model hadrónov.
Kozmické žiarenie: Zložky primárna a sekundárna. Elementárne častice a kozmológia.
14. týždeň Experimentálne metódy - A.Kravčáková (P):
Prechod žiarenia látkou: Prechod ťažkých nabitých častíc, elektrónov a gama žiarenia prostredím.
Detektory: Základné charakteristiky detektorov. Volt-ampérová charakteristika. Plynové detektory. Ionizačné komory a Geiger-Müllerov počítač. Scintilačné, Čerenkovove a polovodičové detektory. Dráhové detektory.
Urýchľovače častíc: Lineárny urýchľovač. Cyklické urýchľovače. Protibežné zväzky.
1.-6. týždeň Atómová fyzika - A.Kravčáková (P):
Korpuskulárno-vlnový dualizmus: De Broglieho vlny. Experimentálne potvrdenie de Broglieho hypotézy. Princíp neurčitosti.
Štruktúra atómu: Atómová hypotéza. Rutherfordov experiment. Bohrov model atómu.
Spektrá žiarenia atómu vodíka. Kombinačný princíp. Kvantovo mechanický popis atómu vodíka.
Elektrónový obal: Spektrá atómov vodíkového typu. Experimentálne overenie existencie diskrétnych hladín atómov (Franckov-Hertzov pokus). Moment hybnosti elektrónu. Sternov-Gerlachov pokus. Kvantové stavy elektrónov. Atómy s väčším počtom elektrónov. Spektrá alkalických kovov. Celkový moment hybnosti atómu. Magnetický moment atómu. Atóm vo vonkajšom magnetickom a elektrickom poli. Zeemanov jav. Výberové pravidlá. Pauliho princíp. Periodická sústava prvkov. Röntgenové spektrá.
Molekuly: Väzba iónová a kovalentná, spektrá molekúl.
7.-12. týždeň Jadrová fyzika - J.Vrláková (P):
Základné charakteristiky atómových jadier: Hmotnosť a elektrický náboj. Polomer atómového jadra. Väzbová energia. Spin a magnetický moment jadra. Kvadrupólový moment. Parita.
Jadrové sily a modely atómových jadier: Vlastnosti jadrových síl. Mezónová teória jadrových síl. Modely atómových jadier (kvapkový, vrstvový a zovšeobecnený model).
Rádioaktívne žiarenie: Základné zákonitosti rádioaktívneho rozpadu. Rozpadový zákon. Rozpad alfa. Rozpad beta. Procesy prebiehajúce v jadre pri beta premene. Hypotéza existencie neutrína. Fermiho teória. Vnútorná konverzia. Gama žiarenie.
Jadrové reakcie: Základné pojmy a definície. Klasifikácia jadrových reakcií. Zákony zachovania. Účinný prierez. Mechanizmy jadrových reakcií. Základné typy reakcií. Breit-Wignerova formula. Reakcie s neutrónmi. Štiepenie atómových jadier. Mechanizmus štiepenia. Jadrový reaktor. Termojadrové reakcie.
13. týždeň Subjadrová fyzika - A.Kravčáková ( P):
Elementárne častice: Pojem elementárnej častice. Základné charakteristiky častíc. Zákony zachovania. Typy interakcií. Antičastice. Klasifikácia elementárnych častíc. Podivné častice. Rezonancie. Kvarkový model hadrónov.
Kozmické žiarenie: Zložky primárna a sekundárna. Elementárne častice a kozmológia.
14. týždeň Experimentálne metódy - A.Kravčáková (P):
Prechod žiarenia látkou: Prechod ťažkých nabitých častíc, elektrónov a gama žiarenia prostredím.
Detektory: Základné charakteristiky detektorov. Volt-ampérová charakteristika. Plynové detektory. Ionizačné komory a Geiger-Müllerov počítač. Scintilačné, Čerenkovove a polovodičové detektory. Dráhové detektory.
Urýchľovače častíc: Lineárny urýchľovač. Cyklické urýchľovače. Protibežné zväzky.
Získanie základnej informácie o štruktúre atómu, atómových spektrách, atómovom jadre a elementárnych časticiach. Oboznámenie sa so základnými experimentálnymi metódami a s prechodom ionizujúceho žiarenia prostredím.
skúška
Získanie základných vedomostí o elektrónovej štruktúre atómov a molekúl, teóriách chemických väzieb a fyzikálnych a chemických vlastnostiach prvkov a zlúčenín ako aj ich periodicite.
1. Segľa P. a kol. Anorganická chémia (Základy anorganickej chémie), Slovenská chemická knižnica FCHPT v Bratislave, 2019.
2. Kohout J., Melník M.: Anorganická chémia 1, STU Bratislava 1997.
3. Gažo J. a kol.: Všeobecná a anorganická chémia, ALFA Bratislava 1981.
4. Boča R., Kohout J., Šima J.: Všeobecná chémia, STU Bratislava 1993.
4. Atkins P., Jones L.: Chemical Principles, 2nd ed., Freeman, New York 2002.
5. V. Zeleňák, Interný učebný text, PF UPJŠ Košice, 2020.
6. Dostupná literatúra v knižnici a študovni.
Test.
Písomný test v polovici a na konci semestra. Test sa považuje za úspešne absolvovaný, ak študent získa aspoň 51% bodov. Na testy nadväzuje ústna skúška v skúškovom období. Podmienkou pripustenia k ústnej skúške je úspešné absolvovanie aspoň jedného z dvoch testov počas semestra. Taktiež podmienkou pre účasť na ústnej skúške je úspešné absolvovanie predmetu Chemické výpočty. Očakávaná je aj povinná a aktívna účasť na seminároch.
SK - slovenský
1. Vedecká metodológia, hmota, čisté látky a zmesi, prvky a zlúčeniny, zákony chemických premien, energia, chemické vzorce a rovnice, hmotnosti (Ar, Mr), veličiny, jednotky SI.
2. Atóm: modely - Daltonov, Thomsonov, Rutherfordov, základy kvantovej teórie, atómová spektroskopia a Bohrov model atómu, kvantovomechanický model atómu: Heisenbergov princíp neurčitosti, vlnové rovnice, kvantové čísla, atómové orbitály, pravidlá pre výstavbu elektrónového obalu, stavy atómov, klasifikácie prvkov podľa elektrónovej konfigurácie.
3. Chemická periodicita, periodický zákon, Moseleyov zákon, periodicita atómových vlastností (r, I, A), periodicita vo fyzikálnych a chemických vlastnostiach.
4. Rádioaktivita: prirodzená, umelá, jadrové reakcie, chemické aplikácie rádioaktivity.
5. Základy chemickej termodynamiky (TD) I: 1. zákon TD, termochémia.
6. Chemická väzba:
- iónová: Kosselova teória, energia iónovej väzby, iónové polomery, deformácia a polarizačný účinok iónov
- kovalentná: - Lewisova teória, VBT (elektronegativita, prekryv orbitálov, hydridizácia, VSEPR), symetria, prvky symetrie, symetria orbitálov, teória MO (základy teórie MO; homonukleárne častice 1. a 2. periódy; jednoduché heteronukleárne častice), energia kovalentnej väzby,
- koordinačná (VBT, CFT),
- kovová,
- vodíkovým mostíkom,
- medzimolekulové sily.
7. Chemická štruktúra a fyzikálne vlastnosti látok: izoméria, dielektrické vlastnosti, polarita molekúl, dipólový moment, magnetické vlastnosti, optické vlastnosti.
8. Plyny: zákony ideálneho plynu, kineticko-molekulová teória plynov, reálne plyny.
9. Tuhé látky: kryštálová štruktúra, druhy kryštálových štruktúr (iónové, atómové, molekulové, vrstevnaté, kovové), polymorfia a izomorfia, poruchy v kryštálových štruktúrach a nestechiometrické zlúčeniny.
10. Kvapaliny a zmeny stavu: vlastnosti kvapalín; vyparovanie a kondenzácia, tuhnutie a topenie, sublimácia, teplotné krivky, princíp pohyblivej rovnováhy, fázové diagramy.
11. Roztoky: zloženie roztokov, rozpustnosť (mechanizmus rozpúšťania, nasýtené roztoky, rozpustnosť a teplota, kryštalizácia, rozpustnosť a tlak), koligatívne vlastnosti (zníženie tlaku nasýtenej pary, zvýšenie Tv, zníženie Tt, osmotický tlak) elektrolyty (silné, slabé), disociácia.
12. Rovnováha chemickej reakcie: homogénne rovnováhy, zákon chemickej rovnováhy, rovnováhy v roztokoch elektrolytov, heterogénne rovnováhy.
13. Základy chemickej TD II: 2. zákon TD, entrópia, Gibbsova energia a spontánnosť dejov, 3. zákon TD, TD a chemická rovnováha, Gibbsova energia a rovnovážna konštanta, závislosť k na T.
14. Chemická kinetika: reakčná rýchlosť, závislosť rýchlosti od koncentrácie látok, poriadok reakcie, reakcie rôznych poriadkov, vplyv teploty na rýchlosť, reakčný mechanizmus, zrážková teória, teória aktivovaného komplexu, katalýza, kinetika a rovnováha.
15. Typy chemických reakcií: klasifikácia chemických reakcií, acidobázické reakcie (Arrheniova, Brönstedtova, Lewisova, Pearsonova teória, autoprotolýza, ionizácia Brönstedtových kyselín a zásad, vytláčanie kyselín a zásad z ich solí, indikátory, tlmivé roztoky, solvolýza, hydrolýza), vylučovacie reakcie (súčin rozpustnosti), komplexotvorné reakcie, oxidačno-redukčné reakcie.
16. Elektrochémia: galvanické články, typy elektród, elektród. potenciály.
1. Vedecká metodológia, hmota, čisté látky a zmesi, prvky a zlúčeniny, zákony chemických premien, energia, chemické vzorce a rovnice, hmotnosti (Ar, Mr), veličiny, jednotky SI.
2. Atóm: modely - Daltonov, Thomsonov, Rutherfordov, základy kvantovej teórie, atómová spektroskopia a Bohrov model atómu, kvantovomechanický model atómu: Heisenbergov princíp neurčitosti, vlnové rovnice, kvantové čísla, atómové orbitály, pravidlá pre výstavbu elektrónového obalu, stavy atómov, klasifikácie prvkov podľa elektrónovej konfigurácie.
3. Chemická periodicita, periodický zákon, Moseleyov zákon, periodicita atómových vlastností (r, I, A), periodicita vo fyzikálnych a chemických vlastnostiach. Rádioaktivita: prirodzená, umelá, jadrové reakcie, chemické aplikácie rádioaktivity.
4. Základy chemickej termodynamiky (TD) I: 1. zákon TD, termochémia.
5. Chemická väzba:
- iónová: Kosselova teória, energia iónovej väzby, iónové polomery, deformácia a polarizačný účinok iónov
- kovalentná: - Lewisova teória, VBT (elektronegativita, prekryv orbitálov, hydridizácia, VSEPR), symetria, prvky symetrie, symetria orbitálov, teória MO (základy teórie MO; homonukleárne častice 1. a 2. periódy; jednoduché heteronukleárne častice), energia kovalentnej väzby,
- koordinačná (VBT, CFT),
- kovová,
- vodíkovým mostíkom,
- medzimolekulové sily.
6. Chemická štruktúra a fyzikálne vlastnosti látok: izoméria, dielektrické vlastnosti, polarita molekúl, dipólový moment, magnetické vlastnosti, optické vlastnosti.
Plyny: zákony ideálneho plynu, kineticko-molekulová teória plynov, reálne plyny.
7. Tuhé látky: kryštálová štruktúra, druhy kryštálových štruktúr (iónové, atómové, molekulové, vrstevnaté, kovové), polymorfia a izomorfia, poruchy v kryštálových štruktúrach a nestechiometrické zlúčeniny.
8. Kvapaliny a zmeny stavu: vlastnosti kvapalín; vyparovanie a kondenzácia, tuhnutie a topenie, sublimácia, teplotné krivky, princíp pohyblivej rovnováhy, fázové diagramy.
9. Roztoky: zloženie roztokov, rozpustnosť (mechanizmus rozpúšťania, nasýtené roztoky, rozpustnosť a teplota, kryštalizácia, rozpustnosť a tlak), koligatívne vlastnosti (zníženie tlaku nasýtenej pary, zvýšenie Tv, zníženie Tt, osmotický tlak) elektrolyty (silné, slabé), disociácia.
10. Rovnováha chemickej reakcie: homogénne rovnováhy, zákon chemickej rovnováhy, rovnováhy v roztokoch elektrolytov, heterogénne rovnováhy.
11. Základy chemickej TD II: 2. zákon TD, entrópia, Gibbsova energia a spontánnosť dejov, 3. zákon TD, TD a chemická rovnováha, Gibbsova energia a rovnovážna konštanta, závislosť k na T.
12. Chemická kinetika: reakčná rýchlosť, závislosť rýchlosti od koncentrácie látok, poriadok reakcie, reakcie rôznych poriadkov, vplyv teploty na rýchlosť, reakčný mechanizmus, zrážková teória, teória aktivovaného komplexu, katalýza, kinetika a rovnováha.
13. Typy chemických reakcií: klasifikácia chemických reakcií, acidobázické reakcie (Arrheniova, Brönstedtova, Lewisova, Pearsonova teória, autoprotolýza, ionizácia Brönstedtových kyselín a zásad, vytláčanie kyselín a zásad z ich solí, indikátory, tlmivé roztoky, solvolýza, hydrolýza), vylučovacie reakcie (súčin rozpustnosti), komplexotvorné reakcie, oxidačno-redukčné reakcie.
14. Elektrochémia: galvanické články, typy elektród, elektródové potenciály,
Získanie základných vedomostí o elektrónovej štruktúre atómov a molekúl, teóriách chemických väzieb a fyzikálnych a chemických vlastnostiach prvkov a zlúčenín ako aj ich periodicite.
Skúška.
Cieľom predmetu je oboznámiť sa s reálnym fyzikálnym experimentom, doplnenie si teoretických vedomostí získaných v predmete Všeobecná fyzika praktickým spôsobom.
Degro,J., Ješková, Z., Onderová,Ľ., Kireš,M.: Základné fyzikálne praktikum I, PF UPJŠ Košice, 2006
J. Brož Základy fysikálních měření, SPN Praha, 1981.
Test z úvodnej teoretickej časti. Premeranie experimentálnych úloh, ich zhodnotenie vo forme referátu, obhájenie. Súčasťou hodnotenia je tiež dobrá príprava na meranie príslušnej úlohy.
Test z úvodnej teoretickej časti. Premeranie experimentálnych úloh, ich zhodnotenie vo forme referátu, obhájenie. Súčasťou hodnotenia je tiež dobrá príprava na meranie príslušnej úlohy.
Sumár priebežných hodnotení.
slovenský
*UPOZORNENIE: Z dôvodu prerušenia prezenčnej výučby kvôli COVID-19 v LS 2019/2020 je sylabus predmetu z dôvodu dištančnej formy výučby korigovaný.
Úvod.
1. Bezpečnosť pri práci. Fyzikálne veličiny a jednotky. Meranie fyzikálnych veličín
2. Chyby merania
3. Metódy spracovania výsledkov merania
Laboratórne cvičenia
Poslucháči realizujú nasledujúce úlohy:
1. Meranie hustoty kvapalín a tuhých látok
2. Meranie polomeru guľovej plochy sférometrom a meranie plôch Amslerovým
planimetrom
3. Meranie tiažového zrýchlenia pomocou matematického a fyzikálneho
kyvadla
4. Meranie momentu zotrvačnosti metódou fyzikálneho a torzného kyvadla
5. Meranie Youngovho modulu pružnosti
6. Pád gule vo viskóznej kvapaline
7. Meranie rýchlosti zvuku vo vzduchu
8. Meranie všeobecnej plynovej konštanty a Boltzmannovej konštanty. Meranie
Poissonovej konštanty
9. Tepelné dejov vo vzduchu. Určenie teplotnej rozpínavosti vzduchu.
10. Meranie hmotnostnej tepelnej kapacity tuhých
Predmetom praktika je v úvodných hodinách oboznámiť poslucháčov s metódami merania, chybami a neistotami merania a metódami spracovávania výsledkov merania. Súčasťou je aj poučenie o bezpečnosti pri meraniach najmä elektrických. Poslucháči realizujú nasledujúce úlohy:
1. Meranie hustoty kvapalín a tuhých látok
2. Meranie polomeru guľovej plochy sférometrom a meranie plôch Amslerovým planimetrom
3. Meranie tiažového zrýchlenia pomocou matematického a fyzikálneho
kyvadla
4. Meranie momentu zotrvačnosti metódou fyzikálneho a torzného kyvadla
5. Meranie Youngovho modulu pružnosti
6. Pád gule vo viskóznej kvapaline
7. Meranie rýchlosti zvuku vo vzduchu
8. Meranie všeobecnej plynovej konštanty a Boltzmannovej konštanty. Meranie Poissonovej konštanty
9. Tepelné dejov vo vzduchu. Určenie teplotnej rozpínavosti vzduchu
10. Meranie hmotnostnej tepelnej kapacity tuhých látok
11. Meranie povrchového napätia kvapalín
Cieľom predmetu je oboznámiť sa s reálnym fyzikálnym experimentom, doplnenie si teoretických vedomostí získaných v predmete Všeobecná fyzika praktickým spôsobom.
Sumár priebežných hodnotení.
1.P. Kollár, J. FUzer, A. Zeleňáková, D. Olekšáková, Základné fyzikálne praktikum II, UPJŠ v Košiciach, ÚFV, vysokoškolské učebné texty, 2006.
2. A. Tirpák, Elektromagnetizmus, IRIS Bratislava, 2014.
Pre úspešné absolvovanie predmetu musí študent premerať minimálne 11 experimentálnych úloh, namerané výsledky spracovať a analyzovat a experimentálne výsledky zhodnotiť vo forme protokolu.
Podmienkou pre realizáciu ďalšej experimentálnej úlohy je odovzdanie protokolu z predchádzajúceho cvičenia.
Podmienkou pre realizáciu praktickej úlohy je dostatočná teoretická príprava doma. Ak študent nie je na úlohu vopred pripravený, može ho učiteľ poslať domov a študent si musí cvičenie nahradiť v inom termíne.
Kreditové hodnotenie predmetu zohľadňuje nasledovné zaťaženie študenta:
1 kredit: samoštúdium odporúčanej literatúry a následná priama výučba
1 kredity: realizácia experimentálneho cvičenia a následné obhájenie meracieho postupu - povinné je absolvovanie všetkých praktických úloh v semestri,
1 kredit : vypracovanie a odovzdanie protokolov z meraní, ktoré sú hodnotené známkou.
slovenský, anglický
Výučba sa realizuje prezenčne. Časť výučby je možné v prípade potreby realizovať dištančne s využitím nástroja MS Teams alebo BBB. V úvode semestra nastaví cvičiaci podmienky pre absolvovanie a zvládnutie predmetu.
1. Určenie elektrického odporu
2. Určenie indukčnosti, vzájomnej indukčnosti a kapacity z ohmovho zákona
3. Rezonancia v elektrických obvodoch
4. Teplotná závislosť vybraných elektrických javov v tuhých látkach
5. Meranie charakteristiky polovodičovej diódy
6. Meranie charakteristík tranzistora
7. Meranie krivky prvotnej magnetizácie a hysteréznej slučky
8. Meranie Hallovej konštanty
9. Meranie horizontálnej zložky intenzity magnetického poľa zeme
10. Meranie charakteristík spínacích súčiastok
11. Meranie vlastností optoelektronických súčiastok
12. Vedenie elektrického prúdu v kvapalinách a elektrolýza
13. Meranie charakteristík transformátora
Študenti na praktických cvičenia realizujú v dvojiciach experimentálne úlohy z oblasti elektrických, elektromagnetických a magnetických vlastností látok.
1. Určenie elektrického odporu
2. Určenie indukčnosti, vzájomnej indukčnosti a kapacity z ohmovho zákona
3. Rezonancia v elektrických obvodoch
4. Teplotná závislosť vybraných elektrických javov v tuhých látkach
5. Meranie charakteristiky polovodičovej diódy
6. Meranie charakteristík tranzistora
7. Meranie krivky prvotnej magnetizácie a hysteréznej slučky
8. Meranie Hallovej konštanty
9. Meranie horizontálnej zložky intenzity magnetického poľa zeme
10. Meranie charakteristík spínacích súčiastok
11. Meranie vlastností optoelektronických súčiastok
12. Vedenie elektrického prúdu v kvapalinách a elektrolýza.
Študent sa absolvovaním predmetu oboznámi s vybranými fyzikálnymi experimentami z oblasti elektriny a magnetizmu a doplní si teoretické vedomosti získané v predmete Všeobecná fyzika II praktickým spôsobom.
Výsledkom vzdelávania je:
a) Doplnenie a zosumarizovanie znalostí a experimentálnych zručností z oblasti elektriny a magnetizmu.
b) Získanie praktických skúseností so záznamom, analýzou a interpretáciou experimentálnych dát z praktických meraní.
c) Získanie skúseností s prezentáciou experimentálnych výsledkov vo forme protokolu z merania.
Degro,J., Ješková, Z., Onderová,Ľ., Kireš,M.: Základné fyzikálne praktikum I, PF UPJŠ Košice, 2006
P. Kollár a kol. Základné fyzikálne praktikum II, PF UPJŠ Košice, 2006
J. Brož Základy fysikálních měření, SPN Praha, 1981.
Všeobecná fyzika III. ÚFV/VF1c/12
Na úspešné absolvovanie predmetu musí študent preukázať dostatočné porozumenie základným
pojmom z oblasti Všeobecná fyzika III- Kmity, vlny a optika a vykonaťexperimentálne úlohy. Z každej experimentálnej úlohy študent vypracuje referát, kde opíše fyzikálny experiment s nameranými dátami, vypracovanými grafmi a záverom. Súčasťou hodnotenia je tiež teoretická príprava na meranie príslušnej úlohy.
1. slovenský
2. anglický
Počas on-line výučby prebieha príprava laboratórnych protokolov a teoretické štúdium.
*UPOZORNENIE: Z dôvodu prerušenia prezenčnej výučby kvôli COVID-19 v LS 2019/2020 je sylabus predmetu z dôvodu dištančnej formy výučby korigovaný.
1. Týždeň
Poučenie o bezpečnosti práce v študentskom laboratóriu
Príprava na praktikum
Spracovanie laboratórneho protokolu
Rozdelenie do skupín a pridelenie úloh
Názov úlohy
1.Meranie rýchlosti zvuku
2.Index lomu kvapalín
3.Meranie ohniskových vzdialeností šošoviek
4.Štúdium ohybných javov laserom
5.Meranie stočenia polarizačnej roviny polarimetrom
6.Meranie rýchlosti zvuku v kvapalinách
7.Tlmené a netlmené kmity
8.Ultrazvuk a jeho vlastnosti
09.Meranie Planckovej konštanty
10.Meranie tiažového zrýchlenia pomocou reverzného kyvadla
11.Meranie rýchlosti svetla
12.Samostatná výskumná práca
14. Týždeň
Záverečné hodnotenie a udeľovanie hodnotenia
1.Tlmené a netlmené kmity so systémom COACH
2. Ohyb a odraz mikrovĺn
3. Skladanie a rozklad vlnenia. Práca s osciloskopom
4. Meranie tiažového zrýchlenia reverzným kyvadlom
5. Kmitanie struny
6. Meranie rýchlosti zvuku vo vzduchu
7. Meranie indexu lomu kvapalín
8. Meranie ohniskových vzdialeností tenkých šošoviek
9. Štúdium ohybových javov laserom
10. Meranie stočenia polarizačnej roviny svetla kruhovým polarimetrom
11. Meranie rýchlosti zvuku v kvapalinách
100/0
Študent po absolvovaní Základného fyzikálneho praktika III bude disponovať základnými vedomosťami o príprave reálneho fyzikálneho experimentu a overí si teoretické vedomosti získané v predmete Všeobecná fyzika III- Kmity, vlny a optika experimentálnym spôsobom.
DEMIDOVIČ, Boris P. Sbírka úloh a cvičení z matematické analýzy. Praha Fragment, 2003.
KOPÁČEK, Jiří. Matematická analýza pro fyziky (I). Praha, matfyz press, 2004.
KOPÁČEK, Jiří. Matematická analýza pro fyziky (II). Praha, matfyz press 2007.
KOPÁČEK, Jiří. Matematický aparát fyziky. Praha, Academia, 1997.
RILEY, Ken F. HOBSON, Michael P. BENCE, Stephen .J. Mathematical methods for physics and engineering. Cambridge, Cambridge University Press, 2006.
Podmienky záverečného hodnotenia:
Dva písomné testy a ústna skúška
Kreditové ohodnotenie predmetu zohľadňuje nasledovné zaťaženie študenta: priama výuka
(1 kredit), samoštúdium (1 kredit) a hodnotenie (1 kredit).
Podmienky úspešného absolvovania predmetu:
Preukázanie vedomostí prostredníctvom dvoch písomných skúšok. Váha každej písomky predstavuje 50 %.
Podmienky úspešného absolvovania predmetu:
1. Aktívna účasť na výučbe prostredníctvom prezentácie riešení domácich úloh.
2. Zvládnutie podmienok priebežného a záverečného hodnotenia v celkovom vyjadrení na úrovni minimálne 50 %.
slovenský jazyk
anglický jazyk
1. týždeň:
Funkcia reálnej premennej. Základné vlastnosti.
2. týždeň:
Limita funkcie.
3-4. týždeň:
Derivácia funkcie jednej premennej.
5. týždeň:
Fyzikálny význam derivácie. Rovnica dotyčnice a normály. Diferenciál funkcie.
6. týždeň:
Derivácie a diferenciály vyšších rádov. Leibnizov vzorec. Taylorov rad.
7. týždeň:
Integrovanie. Základné integračné pravidlá.
8. týždeň:
Diferenciálne rovnice. Separovateľné diferenciálne rovnice.
9. -13. týždeň:
Riešenie diferenciálnej rovnice pre harmonický oscilátor. Homogénne diferenciálne rovnice. Lineárne diferenciálne rovnice.
Študent je prakticky oboznámený so základmi diferenciálneho a integrálneho počtu, ktoré sú potrebné pre štúdium fyziky. Je schopný riešiť typické úlohy na derivovanie, integrovanie, riešenie
obyčajných diferenciálnych rovníc a výpočet diferenciálnych operácii ako gradient, divergencia a rotácia.
Poskytnúť študentom matematicko-fyzikálnych študijných programov základy programovania nevyhnutné pre aktívne riešenie problémov vyžadujúcich vlastnú aplikáciu numerických metód, simulačných techník a počítačové spracovanie dát.
William E. Shotts, Jr., The Linux Command Line: A Complete Introduction, No Starch Press, 2012
Kernighan, B. W., Ritchie, D. M., Programovací jazyk C, Computer Press, 2013
Stroustrup, B., C++ programovací jazyk, Softwarové Aplikace a Systémy, 1997
Kerrisk, M, The Linux Programming Interface: A Linux and UNIX System Programming Handbook, No Starch Press, 2010
tvorba programov riešiacich zadané problémy
priebežné vytváranie programov podľa zadaní
samostatné vytvorenie programu podľa zadania na konci semestra
1. slovenský
2. anglický
1. týždeň: Základy práce s operačným systémom Linux: Základná charakteristika. Distribúcie Linuxu. Systém súborov a adresárov v UNIXe/Linuxe. Zástupné znaky (wildcards) ‘*’ a ‘?’. Prístupové práva súborov. Ovládanie terminálu. Príkazový riadok, príkazový interpreter (shell), formáty základných linuxovských príkazov pre prácu so súbormi. Systém manuálových stránok.
2. týždeň: Programovací jazyk C. Editovanie zdrojového súboru. Kompilátor GCC (Gnu Compiler Collection). Syntax jazyka C. Štruktúra programu v jazyku C. Formátovaný výstup printf. Typy premenných a ich deklarácie. Operátor sizeof. Aritmetické operátory. Operátory priradenia. Indexované premenné (polia). Textové reťazce ako znakové polia.
3. týždeň: Riadenie behu programu. Riadiace štruktúry. Prı́kazy a bloky. Operátory inkrementovania a dekrementovania. Cyklus ’for’. Cyklus ’while’ a ’do-while’. Príkazy break a continue. Relačné operátory. Podmienka ’if–else’. Logické operátory. Zložité podmienky. Prı́kaz switch.
4. týždeň: Funkcie. Deklarácia funkcií. Vstupné argumenty a návratové hodnoty funkcií. Užı́vateľom definované funkcie. Rozsah platnosti a doba života premenných. Automatické a statické premenné. Tienenie premenných.
5. týždeň: Knižničné funkcie. Hlavičkové súbory. Matematická knižnica. Základné matematické funkcie (cos, sin, exp, log). Funkcia rand. Funkcie zaokrúhľovania (rint, round, floor, ceil). Symbolické matematické konštanty. Direktívy preprocesora jazyka C. Podmienený preklad. Makrá. Bitové operátory.
6. týždeň: Smerníky a adresy. Operátory adresy (&) a dereferencovania (*). Dynamická alokácia pamäte pre viacrozmerné polia. Funkcie malloc, calloc a free. Smerníky ako vstupné argumenty funkcií. Formátovaný vstup scanf. Štruktúry a uniony. Prístup k zložkám štruktúry. Väzba so súborom prostredníctvom štruktúry FILE. Formátovaný zápis do/výstup zo súboru - funkcie fprintf a fscanf.
7. týždeň: Rezerva a kontrola zvládnutia preberaných okruhov.
8. týždeň: Základné pojmy programovacieho jazyka C++. Paradigma OOP (objektovo orientované programovanie). Dátová abstrakcia. Pojmy trieda a objekt. Enkapsulácia dát. Členské funkcie. Public a private časti triedy. Rozdiel medzi triedou a štruktúrou v C++.
9. týždeň: Konštruktor a deštruktor. Dynamická alokácia a dealokácia pamäte dát príkazmi new a delete. Preťažovanie operátorov. Polymorfizmus a dedenie.
10. týždeň: Virtuálna pamäť užívateľského procesu v operačnom programe Linux. Monitorovanie a riadenie bežiacich procesov. Príkazy ps a top. Súborový systém /proc. Zmena priority procesov. Signály. Tabuľka signálov. Spustenie procesov na pozadí, ich pozastavenie a ukončenie. Príkaz nohup na ignorovanie signálu HUP (hangup), príkazy bg, fg, jobs. Spustenie programov v presne určenom čase pomocou príkazov at, atq a atrm.
11. týždeň: Programovacie rozhranie (API) operačného systému Linux. Systémové volania. Identifikátor procesu, pid, funkcia getpid. Komunikácia medzi procesmi prostredníctvom signálov. Signálna maska. Príkazy kill a raise. Zmena dispozície signálu. Vytvorenie vlastnej obsluhy signálu. Príkazy signal a sigaction. Systémové datové typy.
12. týždeň: Funkcie na prácu s časom. Funkcie time a gettimeofday na zistenie aktuálneho času. Zápis času v rôznych formátoch a funkcie na konverziu medzi nimi. Štruktúry timeval, timespec a tm. Reálny čas vs. CPU čas. Uspanie procesu na určitú dobu - funkcie sleep, usleep. Intervalové časovače. Uspávanie a časovanie s nanosekundovým rozlíšením.
13. týždeň: Programovacie rozhranie (API) Pthread na implementáciu procesu formou súčasne bežiacich vláken (multithreading). Identifikátor vlákna. Vytvorenie vlákna a jeho synchronizácia s inými vláknami procesu. Mutexy. Komunikácia medzi vláknami pomocou signálov. Ukončenie vlákna. Signálna maska vlákna. Implementácia časovačov pre jednotlivé vlákna procesu prostredníctvom signálov.
Poskytnúť študentom matematicko-fyzikálnych študijných programov základy programovania nevyhnutné pre aktívne riešenie problémov vyžadujúcich vlastnú aplikáciu numerických metód, simulačných techník a počítačové spracovanie dát.
vytvorenie programu riešiaceho zadanú úlohu