516-0301/01 – Physics I ()

Gurantor departmentInstitute of PhysicsCredits6
Subject guarantorprof. RNDr. Vilém Mádr, CSc.Subject version guarantorprof. RNDr. Vilém Mádr, CSc.
Study levelundergraduate or graduateRequirementCompulsory
Year2Semesterwinter
Study languageCzech
Year of introduction2000/2001Year of cancellation2002/2003
Intended for the facultiesFSIntended for study typesMaster
Instruction secured by
LoginNameTuitorTeacher giving lectures
MAD20 prof. RNDr. Vilém Mádr, CSc.
Extent of instruction for forms of study
Form of studyWay of compl.Extent
Full-time Credit and Examination 3+2
Combined Credit and Examination 21+0

Subject aims expressed by acquired skills and competences

Teaching methods

Summary

Compulsory literature:

Recommended literature:

Way of continuous check of knowledge in the course of semester

E-learning

Další požadavky na studenta

Prerequisities

Subject has no prerequisities.

Co-requisities

Subject has no co-requisities.

Subject syllabus:

Týden: Náplň přednášek: 1. Kinematika. Trajektorie a dráha, okamžitá rychlost a okamžité zrychlení. Úhlová dráha, úhlová rychlost, úhlové zrychlení. Klasifikace pohybů. 2. Dynamika. Newtonovy pohybové zákony. Pohybová rovnice. Časový účinek síly – impuls síly a změna hybnosti. Dráhový účinek síly – práce, výkon, mechanická energie, zákony zachování. 3. Mechanika tuhého tělesa. Hmotný střed. Moment síly. Moment hybnosti. Impulsové věty. Moment setrvačnosti. Pohybová rovnice rotačního pohybu. Práce, výkon, kinetická energie rotačního pohybu. 4. Kmity. Lineární oscilátor – netlumený a tlumený. Vynucené kmity. Rezonance. Pohybové rovnice. Energie kmitavého pohybu. Skládání kmitů stejnosměrných a kolmých stejných frekvencí. 5. Vlny. Klasifikace vlnění. Vznik postupné vlny, vlny příčné a podélné. Šíření vln v prostoru, Huygensův-Fresnelův princip. Rovnice pro výchylku. Tok energie, intenzita vlnění. Interference vlnění a její podmínky, stojaté vlny.Akustika. Vznik a šíření zvukové vlny. Základní akustické veličiny - rychlosti, akustický tlak, akustická intenzita, hlasitost a hladiny intenzity. Dopplerův jev. Ultrazvuk. 6. Teplota a teplo. Definice tepla a teploty. Tepelné kapacity. Vnitřní energie. Stavové rovnice plynu, pV diagram. Termodynamika. Práce plynu. I. a II. věta termodynamiky. Kruhové děje a jejich účinnost. 7. Přenos tepla. Tepelný tok, hustota tepelného toku, Fourierův zákon, stacionární vedení tepla rovinnou stěnou. Zářivá energie, zářivý tok, intenzita vyzařování, spektrální intenzita vyzařování, Kirchhoffovy zákony, Stefanův–Boltzmanův zákon. 8. Elektrické pole. Elektrický tok, Gaussův zákon, elektrostatické vlastnosti vodičů, práce, potenciál, napětí, elektrostatická indukce, vlastnosti dielektrik. Ohmovy zákony, práce a výkon, Joulův-Lencův zákon. Termoelektrické jevy. 9. Vedení proudu ve vakuu. Elektronky, obrazovka. Vedení proudu v polovodičích. Vlastní a příměsové polovodiče, P-N přechod, dioda, tranzistor, integrovaný obvod, termistor. 10. Magnetické pole. Magnetická síla. Vektor magnetické indukce, magnetický tok, pohyb náboje v magnetickém poli, Lorentzova síla, Hallův jev. Působení magnetického pole na proudovodič, smyčka v magnetickém poli, magnetický moment. Biotův-Savartův zákon, magnetické pole přímého a kruhového vodiče, cívky. 11. Elektromagnetická indukce. Faradayův zákon elektromagnetické indukce, otáčející se smyčka v magnetickém poli, vzájemná a vlastní indukčnost. 12. Elektromagnetické záření. Vznik elektromagnetické vlny, otevřený kmitavý obvod, anténa, spektrum vln a její zdroje. Planckova hypotéza, foton a jeho energie, fotoefekt. Bohrův model atomu vodíku. Rentgenové záření, spontánní a stimulovaná emise, lasery. 13. Youngův pokus, interference v tenké vrstvě, ohyb na štěrbině a mřížce, difrakce rentgenového záření, holografie.Radioaktivita. Radioaktivní záření, stabilita jádra, přeměna alfa, beta a gama, přeměnový zákon. Zákony zachování, jaderné reakce, řetězová reakce. 14. Shrnutí látky. Rezerva. Program cvičení a seminářů + individuální práce studentů: Týden: Náplň cvičení a seminářů: 1. Fyzikální veličiny a jednotky – soustava SI. Vektorová algebra. 2. Výpočet kinematických parametrů obecného křivočarého pohybu. Přímočarý nerovnoměrně zrychlený pohyb. 3. Kruhové pohyby. Hybnost, síla, impuls síly, pohybová rovnice. Translační pohyb po nakloněné rovině. 4. Pohyby v homogenním tíhovém poli Země. Mechanická práce, výkon, mechanická energie, zákon zachování mechanické energie. 5. Skládání sil působících v tuhém tělese. Hmotný střed a těžiště tělesa. Moment setrvačnosti vzhledem k rotační ose, Steinerova věta. Pohybová rovnice rotačního pohybu. 6. Kinetická energie pohybujícího se tělesa. Valivý pohyb tělesa po nakloněné rovině. Kyvadla. 7. Mechanické kmitání. Skládání izochronních kmitání. Rovnice postupného vlnění. 8. Stavová rovnice ideálního plynu. Vratné stavové změny v ideálním plynu. Výpočet účinnosti kruhových dějů (Carnotův děj). 9. Elektrické pole bodového náboje a soustavy bodových nábojů. Zákon zachování mechanické energie v elektrickém poli. Pohyb částice s nábojem v elektrickém poli. Elektrický dipól v elektrickém poli. 10. Kondenzátory. Vedení elektrického proudu. 11. Magnetické pole vodičů s proudem. Pohyb částice s nábojem v homogenním magnetickém poli, působení magnetického pole na proudovou smyčku. 12. Indukční tok. Faradayův zákon elektromagnetické indukce. Obvody střídavého proudu. 13. Elektromagnetické kmitání. Vlastnosti fotonu. Fotoelektrický jev. 14. Vlnová optika. Z á p o č e t

Conditions for subject completion

Conditions for completion are defined only for particular subject version and form of study

Occurrence in study plans

Academic yearProgrammeField of studySpec.FormStudy language Tut. centreYearWSType of duty
2002/2003 (M2301) Mechanical Engineering (2301T666) Strojnictví /přestupy/ P Czech Ostrava 2 Compulsory study plan
2002/2003 (M2301) Mechanical Engineering (2301T999) Mechanical Engineering P Czech Ostrava 2 Compulsory study plan
2002/2003 (M2301) Mechanical Engineering (2301T666) Strojnictví /přestupy/ K Czech Ostrava 1 Compulsory study plan
2001/2002 (M2301) Mechanical Engineering (2301T999) Mechanical Engineering P Czech Ostrava 2 Compulsory study plan
2001/2002 (M2301) Mechanical Engineering (2301T666) Strojnictví /přestupy/ P Czech Ostrava 2 Compulsory study plan
2001/2002 (M2301) Mechanical Engineering (2301T666) Strojnictví /přestupy/ K Czech Ostrava 1 Compulsory study plan
2000/2001 (M2301) Mechanical Engineering (2301T999) Mechanical Engineering K Czech Ostrava 1 Compulsory study plan
2000/2001 (M2301) Mechanical Engineering (2301T999) Mechanical Engineering P Czech Ostrava 2 Compulsory study plan

Occurrence in special blocks

Block nameAcademic yearForm of studyStudy language YearWSType of blockBlock owner