Detail předmětu

Fyzika

IFY Ak. rok 2011/2012 letní semestr 5 kreditů

Aktuální akademický rok

Přehled fyzikálních zákonitostí a modelů klasické fyziky. Mechanika, elektrické pole, magnetické pole, elektromagnetismus, nauka o vlnění  a optika. Aplikace, holografie, vláknová optika. Nástin výsledků a hypotéz moderní fyziky.

Garant předmětu

Grmela Lubomír, prof. Ing., CSc. (UFYZ)

Jazyk výuky

česky

Zakončení

zápočet+zkouška

Rozsah

  • 26 hod. přednášky
  • 7 hod. cvičení
  • 13 hod. laboratoře
  • 6 hod. pc laboratoře

Zajišťuje ústav

Ústav fyziky (UFYZ)

Získané dovednosti, znalosti a kompetence z předmětu

Studenti rozumí základním fyzikálním dějům, dovedou formulovat příslušné zákony slovně i matematickým vztahem a řeší méně komplikované příklady, vztahující se k uvedeným dějům. Jsou schopni popsat a vysvětlit provedené laboratorní fyzikální experimenty.

Cíle předmětu

Porozumět základním vlastnostem fyzikálních jevů.

Požadované prerekvizitní znalosti a dovednosti

Základy vektorové algebry. Základy diferenciálního počtu funkce jedné a více proměnných, základy integrálního počtu. Křivkový, plošný a objemový integrál.

Osnova přednášek

  1. Veličiny a jednotky ve fyzice. Mechanika hmotné částice. Pohybové zákony.
  2. Práce a energie. Gravitační pole.
  3. Elektrická interakce. Elektrické pole nábojů.
  4. Gaussův zákon. Potenciál a kapacita
  5. Vodiče, polovodiče, dielektrika. Proud a náboj.
  6. Magnetická interakce. Magnetické pole proudů. Amperův zákon. Síly v magnetických polích.
  7. Elektromagnetická indukce, Maxwellovy zákony.
  8. Kmity a vlny. Interference. Akustické vlny.
  9. Elektromagnetické vlny, hmotnostní vlny. Dopplerův jev.
  10. Světlo a optika. Odraz, složky zrcadlová a difúzní. Lom světla.
  11. Základy vláknové optiky. Polarizace světla, difrakce a  pohlcování světla.
  12. Interference, difrakce. Optická mřížka. Holografie.
  13. Základy kvantové fyziky. Vlnové vlastnosti částic, princip neurčitosti. Tunelový jev. Částice v potenciálové jámě. 

Osnova numerických cvičení

  1. Skaláry, vektory. Základní operace.
  2. Polohový vektor částice. Hybnost. Druhý Newtonův zákon. Práce. Výkon. Tření.
  3. Elektrické náboje a síly. Pohyb nábojů v elektrických polích.
  4. Potenciál, práce elektrických sil.
  5. Aplikace Gaussova zákona, rozložené náboje
  6. Magnetická pole proudů. Pohyb nábojů v magnetických polích.
  7. Elektromagnetická indukce.
  8. Vlny, charakteristické veličiny, Dopplerův jev v akustice. 
  9. Rovinná elektromagnetická vlna- parametry.
  10. Snellovy zákony. 
  11. Brewsterův úhel, totální odraz.
  12. Optická mřížky, štěrbiny.
  13. Kvantová jáma. Mikroskopické kvantové jámy a struktury.

Osnova laboratorních cvičení

  1. Měření rychlosti světla. Rozklad světla. Experimenty z geometrické optiky.
  2. Termodynamické experimenty, Stirlingův motor.
  3. Studium magnetických domén videomikroskopem.
  4. Vláknová optika, experimentální soupravy OPTEL.
  5. Interference a difrakce světla a mikrovln. Michelsonův pokus. Hologramy.
  6. Polarizace světla. Absorpce světla. (Zdroj lasery).
  7. Fotoelektrický jev. Planckova konstanta.
  8. RTG záření. Absorpce, rozptyl a odraz.
  9. Hallův jev, koncentrace nosičů

Průběžná kontrola studia

Zápočet se uděluje za úspěšně absolvovaná laboratorní cvičení.

Kontrolovaná výuka

Kontrolovanou výukou jsou laboratorní cvičení, půlsemestrální a závěrečná zkouška. Půlsemestrální zkouška nemá opravný termín.

Nahoru