Detail předmětu

Fyzika

IFY Ak. rok 2006/2007 letní semestr 5 kreditů

Aktuální akademický rok

Přehled fyzikálních zákonitostí a modelů klasické fyziky. Mechanika, nauka o vlnění, termodynamika, elektromagnetismus a optika. Aplikace, holografie, vláknová optika. Nástin výsledků a hypotéz moderní fyziky, kvantová mechanika, statistická fyzika, teorie relativity.

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 pokusy.

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. Kmity a vlny. Interference. Akustické vlny, elektromagnetické vlny, hmotnostní vlny. Dopplerův jev.
  4. Termodynamická soustava. Teplo, práce, vnitřní energie. Entropie. Principy termodynamiky.
  5. Elektrická interakce. Elektrické pole nábojů. Gaussův zákon. Potenciál. Vodiče, dielektrika. Proud.
  6. Magnetická interakce. Magnetické pole proudů. Amperův zákon. Síly v magnetických polích. Elektromagnetická indukce.
  7. Světlo a optika. Odraz, složky zrcadlová a difúzní. Lom, pohlcování světla. Základy vláknové optiky. Polarizace světla.
  8. Interference, difrakce. Optická mřížka. Holografie.
  9. Tepelné záření. Záření černého tělesa, zákon Planckův, jeho důsledky. Fotometrie. Osvětlení a barva.
  10. Základy kvantové fyziky. Vlnové vlastnosti částic, princip neurčitosti. Tunelový jev. Částice v potenciálové jámě.
  11. Obal atomu a jádro. Spektra atomů. RTG záření.
  12. Fyzikální statistiky. Absorpce, spontánní a stimulovaná emise, laser.
  13. Základy speciální teorie relativity. Kontrakce délek, dilatace času.

Osnova numerických cvičení

  1. Skaláry, vektory. Základní operace.
  2. Polohový vektor částice. Hybnost. Druhý Newtonův zákon. Práce. Výkon. Tření.
  3. Vlny, charakteristické veličiny, Dopplerův jev v akustice. Rovinná elektromagnetická vlna.
  4. Ideální a reálný plyn, stavová rovnice. Práce plynu, teplo, vnitřní energie. Entropie.
  5. Elektrické náboje a síly. Potenciál, práce elektrických sil. Pohyb nábojů v elektrických polích.
  6. Magnetická pole proudů. Pohyb nábojů v magnetických polích. Elektromagnetická indukce.
  7. Snellovy zákony. Totální odraz.
  8. Optická mřížky, štěrbiny.
  9. Záření černých těles. Tepelný a zářivý výkon. Wienův zákon posuvu.
  10. Kvantová jáma. Mikroskopické kvantové jámy a struktury.
  11. Záření atomů, spektra.
  12. Fyzikální statistiky. Srovnání.
  13. Relativistické aplikace.  

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.

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