Detail předmětu
Fyzika
IFY Ak. rok 2015/2016 letní semestr 5 kreditů
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
Jazyk výuky
Zakončení
Rozsah
- 26 hod. přednášky
- 7 hod. cvičení
- 13 hod. laboratoře
- 6 hod. pc laboratoře
Zajišťuje ústav
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
- Veličiny a jednotky ve fyzice. Mechanika hmotné částice. Pohybové zákony.
- Práce a energie. Gravitační pole.
- Elektrická interakce. Elektrické pole nábojů.
- Gaussův zákon. Potenciál a kapacita
- Vodiče, polovodiče, dielektrika. Proud a náboj.
- Magnetická interakce. Magnetické pole proudů. Amperův zákon. Síly v magnetických polích.
- Elektromagnetická indukce, Maxwellovy zákony.
- Kmity a vlny. Interference. Akustické vlny.
- Elektromagnetické vlny, hmotnostní vlny. Dopplerův jev.
- Světlo a optika. Odraz, složky zrcadlová a difúzní. Lom světla.
- Základy vláknové optiky. Polarizace světla, difrakce a pohlcování světla.
- Interference, difrakce. Optická mřížka. Holografie.
- Základy kvantové fyziky. Vlnové vlastnosti částic, princip neurčitosti. Tunelový jev. Částice v potenciálové jámě.
Osnova numerických cvičení
- Skaláry, vektory. Základní operace.
- Polohový vektor částice. Hybnost. Druhý Newtonův zákon. Práce. Výkon. Tření.
- Elektrické náboje a síly. Pohyb nábojů v elektrických polích.
- Potenciál, práce elektrických sil.
- Aplikace Gaussova zákona, rozložené náboje
- Magnetická pole proudů. Pohyb nábojů v magnetických polích.
- Elektromagnetická indukce.
- Vlny, charakteristické veličiny, Dopplerův jev v akustice.
- Rovinná elektromagnetická vlna- parametry.
- Snellovy zákony.
- Brewsterův úhel, totální odraz.
- Optická mřížky, štěrbiny.
- Kvantová jáma. Mikroskopické kvantové jámy a struktury.
Osnova laboratorních cvičení
- Měření rychlosti světla. Rozklad světla. Experimenty z geometrické optiky.
- Termodynamické experimenty, Stirlingův motor.
- Studium magnetických domén videomikroskopem.
- Vláknová optika, experimentální soupravy OPTEL.
- Interference a difrakce světla a mikrovln. Michelsonův pokus. Hologramy.
- Polarizace světla. Absorpce světla. (Zdroj lasery).
- Fotoelektrický jev. Planckova konstanta.
- RTG záření. Absorpce, rozptyl a odraz.
- 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.
Zařazení předmětu ve studijních plánech