Detail předmětu
Fyzika
IFY Ak. rok 2009/2010 letní semestr 5 kreditů
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
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 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
- Veličiny a jednotky ve fyzice. Mechanika hmotné částice. Pohybové zákony.
- Práce a energie. Gravitační pole.
- Kmity a vlny. Interference. Akustické vlny, elektromagnetické vlny, hmotnostní vlny. Dopplerův jev.
- Termodynamická soustava. Teplo, práce, vnitřní energie. Entropie. Principy termodynamiky.
- Elektrická interakce. Elektrické pole nábojů. Gaussův zákon. Potenciál. Vodiče, dielektrika. Proud.
- Magnetická interakce. Magnetické pole proudů. Amperův zákon. Síly v magnetických polích. Elektromagnetická indukce.
- Světlo a optika. Odraz, složky zrcadlová a difúzní. Lom, pohlcování světla. Základy vláknové optiky. Polarizace světla.
- Interference, difrakce. Optická mřížka. Holografie.
- Tepelné záření. Záření černého tělesa, zákon Planckův, jeho důsledky. Fotometrie. Osvětlení a barva.
- Základy kvantové fyziky. Vlnové vlastnosti částic, princip neurčitosti. Tunelový jev. Částice v potenciálové jámě.
- Obal atomu a jádro. Spektra atomů. RTG záření.
- Fyzikální statistiky. Absorpce, spontánní a stimulovaná emise, laser.
- Základy speciální teorie relativity. Kontrakce délek, dilatace času.
Osnova numerických cvičení
- Skaláry, vektory. Základní operace.
- Polohový vektor částice. Hybnost. Druhý Newtonův zákon. Práce. Výkon. Tření.
- Vlny, charakteristické veličiny, Dopplerův jev v akustice. Rovinná elektromagnetická vlna.
- Ideální a reálný plyn, stavová rovnice. Práce plynu, teplo, vnitřní energie. Entropie.
- Elektrické náboje a síly. Potenciál, práce elektrických sil. Pohyb nábojů v elektrických polích.
- Magnetická pole proudů. Pohyb nábojů v magnetických polích. Elektromagnetická indukce.
- Snellovy zákony. Totální odraz.
- Optická mřížky, štěrbiny.
- Záření černých těles. Tepelný a zářivý výkon. Wienův zákon posuvu.
- Kvantová jáma. Mikroskopické kvantové jámy a struktury.
- Záření atomů, spektra.
- Fyzikální statistiky. Srovnání.
- Relativistické aplikace.
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.
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