516-0302/01 – Fyzika II ()

Garantující katedraInstitut fyzikyKredity4
Garant předmětuprof. RNDr. Vilém Mádr, CSc.Garant verze předmětuprof. RNDr. Vilém Mádr, CSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník2Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2000/2001Rok zrušení2002/2003
Určeno pro fakultyFSUrčeno pro typy studiamagisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
DVO54 doc. RNDr. Richard Dvorský, Ph.D.
HLA57 prof. Ing. Libor Hlaváč, Ph.D.
LES66 doc. Dr. Ing. Michal Lesňák
MAD20 prof. RNDr. Vilém Mádr, CSc.
VAL30 doc. Ing. Jan Valíček, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 3+2
kombinovaná Zápočet a zkouška 21+0

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Vyučovací metody

Anotace

Předmět je koncipován jako předmět teoretického základu technického magisterského studia. Studenti navážou na znalosti ze všech oblasti klasické fyziky (předmět Fyzika I) a rozšíří si fyzikální vědomosti o partie moderní fyziky. Současně si prohloubí znalosti z těch oblastí klasické fyziky, které mohou využít při studiu navazujících odborných předmětů v magisterském studiu. Kurz fyziky II využívá diferenciálního a integrálního počtu, diferenciálních rovnic a vektorové analýzy. Cílem předmětu je získat znalosti z těch oblastí fyziky, které jsou potřebné pro další vědomosti strojního inženýra.

Povinná literatura:

1. Kopečný, J.: Fyzika IIa - Elektromagnetické pole, VŠB-TU Ostrava, 2000, 249 s. ISBN 80-7078-785-6 2. Kopečný, J.: Fyzika IIb - Elektromagnetické záření a atomové jádro, VŠB-TU Ostrava, 2000, 170 s. ISBN 80-7078-815-1

Doporučená literatura:

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

E-learning

Další požadavky na studenta

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Týden ČÁSTICE A POLE 1. E l e m e n t á r n í č á s t i c e . Typy interakcí mezi elementárními částicemi. Vlastnosti a klasifikace elementárních částic. Struktura elementárních částic. F y z i k á l n í p o l e . Intenzita a potenciál fyzikálního pole. Vztah mezi intenzitou a potenciálem fyzikálního pole. Gravitační a tíhové pole Země. MECHANIKA Č á s t i c e , s o u s t a v a č á s t i c a t ě l e s o v klasické mechanice. Vztažná soustava. Poloha částice. Událost. Relativnost pohybu. Klasifikace posuvného a rotačního pohybu. 2. Inerciální a neinerciální vztažná soustava. Pohybová rovnice posuvného pohybu. Šikmý vrh. Impuls síly. Práce, výkon, účinnost. Kinetická energie a potenciální energie posuvného pohybu. Energie vazby. Zákony zachování mechanických veličin. Souřadnice těžiště tělesa. I. impulsová věta, II. impulsová věta. Pohybová rovnice rotačního pohybu. Výpočet momentu setrvačnosti tělesa. Moment hybnosti symetrického tělesa. Setrvačníky. Pohyb gyroskopu. 3. Harmonický oscilátor v klasické fyzice. Pohybová rovnice netlumených, tlumených a nucených kmitů a jejich řešení. Soustava harmonických oscilátorů. Kmity lineárního řetězce. Mechanické vlny. Odraz, lom a ohyb vln. Vlnová rovnice. Fázová a grupová rychlost vln. Energie a hybnost přenášená vlněním. Šíření a absorpce zvuku. Hluk a jeho fyziologické účinky. 4. Č á s t i c e v r e l a t i v i s t i c k é f y z i c e . Klasická teorie relativity. Michelsonův pokus. Speciální teorie relativity. Čtyřrozměrný prostoročas. Zákony mechaniky v relativistické formulaci. 5. Energie v relativistické formulaci. Deformace prostoru a času. Rovnice kvantové mechaniky v relativistické formulaci. Obecná teorie relativity. 6. Č á s t i c e v k v a n t o v é m e c h a n i c e . Částicové vlastnosti vln. Foton. Záření absolutně černého tělesa. Vlnové vlastnosti částic. Materiální vlny. Heisenbergerova relace neurčitosti. Difrakce částic. Schrödingerova rovnice. Formalismus kvantové mechaniky. Harmonický oscilátor v kvantové mechanice. TEPLO 7. M o l e k u l á r n ě – k i n e t i c k á t e o r i e . Brownův pohyb. Tlak. Difuze. Teplota a teplotní změny. Rozložení částic podle rychlosti. 8. T e r m o d y n a m i k a . Práce, vnitřní energie a teplo v diferenciálním tvaru. 1. a 2. věta termodynamiky v diferenciálním tvaru. Entropie. 3. věta termodynamiky. Pracovní a tepelný diagram. ELEKTŘINA A MAGNETIZMUS 9. E l e k t r o s t a t i c k é p o l e . Gaussův zákon elektrostatiky v diferenciálním tvaru. Polarizace. I. Maxwellova rovnice. E l e k t r i c k ý p r o u d v k o v e c h . Pásmová teorie vodivosti, vodivostní elektrony, hustota proudu. Elektromotorické napětí. Ohmův zákon v diferenciálním tvaru. Odpor. 10. E l e k t r i c k ý p r o u d v k a p a l i n á c h , p l y n e c h a v a k u u . Iontová vodivost, Faradayovy zákony, chemické zdroje. Ionizace, výboje, vedení ve vakuu. E l e k t r i c k ý p r o u d v p o l o v o d i č í c h . 11. M a g n e t i s m u s a m a g n e t i c k é p o l e . Ampérův zákon, Biottův-Savartův zákon v diferenciálním tvaru. Elektromagnetická indukce. Faradyův zákon v diferenciálním tvaru. Energie magnetického pole. Chování materiálů v magnetickém poli. Dia-, para- a feromagnetika. Souhrn Maxwellových rovnic v diferenciálním a integrálním tvaru. ELEKTROMAGNETICKÉ VLNY 12. G e o m e t r i c k á o p t i k a . Index lomu. Zákon odrazu a lomu světla. Optické zobrazení jednoduchou plochou lomem a odrazem, tenkou čočkou. Lupa, mikroskop. F o t o m e t r i e . Zářivý a světelný tok. Svítivost, jas, osvětlení. K v a n t o v é v l a s t n o s t i e l e k t r o m a g n e - t i c k é ho z á ř e n í . Planckova hypotéza. Comptonův jev. Spektrální série. Lasery. X paprsky. 13. V l n o v é v l a s t n o s t i e l e k t r o m a g n e t i c k é h o z á ř e n í . Koherence. Polarizace světla. De Broglieho vlna. O p t o e l e k t r o n i k a . Zdroje, přijímače, světlovody. Oblasti užití. ATOMOVÉ JÁDRO A JADERNÁ ENERGETIKA 14. Neutron-protonový model, stabilita jádra, vazebná energie. Velikost jádra. Rozpad a syntéza jádra. Interakce záření a látky. Účinky záření, dozimetrie. Jaderná energetika a bezpečnost. Základní typy reaktorů. Zásady ochrany. Týden ČÁSTICE A POLE 1. E l e m e n t á r n í č á s t i c e . Typy interakcí mezi elementárními částicemi. Vlastnosti a klasifikace elementárních částic. Struktura elementárních částic. F y z i k á l n í p o l e . Intenzita a potenciál fyzikálního pole. Vztah mezi intenzitou a potenciálem fyzikálního pole. Gravitační a tíhové pole Země. MECHANIKA Č á s t i c e , s o u s t a v a č á s t i c a t ě l e s o v klasické mechanice. Vztažná soustava. Poloha částice. Událost. Relativnost pohybu. Klasifikace posuvného a rotačního pohybu. 2. Inerciální a neinerciální vztažná soustava. Pohybová rovnice posuvného pohybu. Šikmý vrh. Impuls síly. Práce, výkon, účinnost. Kinetická energie a potenciální energie posuvného pohybu. Energie vazby. Zákony zachování mechanických veličin. Souřadnice těžiště tělesa. I. impulsová věta, II. impulsová věta. Pohybová rovnice rotačního pohybu. Výpočet momentu setrvačnosti tělesa. Moment hybnosti symetrického tělesa. Setrvačníky. Pohyb gyroskopu. 3. Harmonický oscilátor v klasické fyzice. Pohybová rovnice netlumených, tlumených a nucených kmitů a jejich řešení. Soustava harmonických oscilátorů. Kmity lineárního řetězce. Mechanické vlny. Odraz, lom a ohyb vln. Vlnová rovnice. Fázová a grupová rychlost vln. Energie a hybnost přenášená vlněním. Šíření a absorpce zvuku. Hluk a jeho fyziologické účinky. 4. Č á s t i c e v r e l a t i v i s t i c k é f y z i c e . Klasická teorie relativity. Michelsonův pokus. Speciální teorie relativity. Čtyřrozměrný prostoročas. Zákony mechaniky v relativistické formulaci. 5. Energie v relativistické formulaci. Deformace prostoru a času. Rovnice kvantové mechaniky v relativistické formulaci. Obecná teorie relativity. 6. Č á s t i c e v k v a n t o v é m e c h a n i c e . Částicové vlastnosti vln. Foton. Záření absolutně černého tělesa. Vlnové vlastnosti částic. Materiální vlny. Heisenbergerova relace neurčitosti. Difrakce částic. Schrödingerova rovnice. Formalismus kvantové mechaniky. Harmonický oscilátor v kvantové mechanice. TEPLO 7. M o l e k u l á r n ě – k i n e t i c k á t e o r i e . Brownův pohyb. Tlak. Difuze. Teplota a teplotní změny. Rozložení částic podle rychlosti. 8. T e r m o d y n a m i k a . Práce, vnitřní energie a teplo v diferenciálním tvaru. 1. a 2. věta termodynamiky v diferenciálním tvaru. Entropie. 3. věta termodynamiky. Pracovní a tepelný diagram. ELEKTŘINA A MAGNETIZMUS 9. E l e k t r o s t a t i c k é p o l e . Gaussův zákon elektrostatiky v diferenciálním tvaru. Polarizace. I. Maxwellova rovnice. E l e k t r i c k ý p r o u d v k o v e c h . Pásmová teorie vodivosti, vodivostní elektrony, hustota proudu. Elektromotorické napětí. Ohmův zákon v diferenciálním tvaru. Odpor. 10. E l e k t r i c k ý p r o u d v k a p a l i n á c h , p l y n e c h a v a k u u . Iontová vodivost, Faradayovy zákony, chemické zdroje. Ionizace, výboje, vedení ve vakuu. E l e k t r i c k ý p r o u d v p o l o v o d i č í c h . 11. M a g n e t i s m u s a m a g n e t i c k é p o l e . Ampérův zákon, Biottův-Savartův zákon v diferenciálním tvaru. Elektromagnetická indukce. Faradyův zákon v diferenciálním tvaru. Energie magnetického pole. Chování materiálů v magnetickém poli. Dia-, para- a feromagnetika. Souhrn Maxwellových rovnic v diferenciálním a integrálním tvaru. ELEKTROMAGNETICKÉ VLNY 12. G e o m e t r i c k á o p t i k a . Index lomu. Zákon odrazu a lomu světla. Optické zobrazení jednoduchou plochou lomem a odrazem, tenkou čočkou. Lupa, mikroskop. F o t o m e t r i e . Zářivý a světelný tok. Svítivost, jas, osvětlení. K v a n t o v é v l a s t n o s t i e l e k t r o m a g n e t i c k é h o z á ř e n í . Planckova hypotéza. Comptonův jev. Spektrální série. Lasery. X paprsky. 13. V l n o v é v l a s t n o s t i e l e k t r o m a g n e t i c k é h o z á ř e n í . Koherence. Polarizace světla. De Broglieho vlna. O p t o e l e k t r o n i k a . Zdroje, přijímače, světlovody. Oblasti užití. ATOMOVÉ JÁDRO A JADERNÁ ENERGETIKA 14. Neutron-protonový model, stabilita jádra, vazebná energie. Velikost jádra. Rozpad a syntéza jádra. Interakce záření a látky. Účinky záření, dozimetrie. Jaderná energetika a bezpečnost. Základní typy reaktorů. Zásady ochrany.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 1960/1961 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 35 (35) 0
                Písemka Písemka 21  0
                Jiný typ úlohy Jiný typ úlohy 14  0
        Zkouška Zkouška 65 (65) 0
                Písemná zkouška Písemná zkouška 20  0
                Ústní zkouška Ústní zkouška 45  0
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2003/2004 (M2301) Strojní inženýrství (2301T999) Strojírenství K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2002/2003 (M2301) Strojní inženýrství (2301T999) Strojírenství K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2002/2003 (M2301) Strojní inženýrství (2301T666) Strojnictví /přestupy/ P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2002/2003 (M2301) Strojní inženýrství (2301T999) Strojírenství P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2002/2003 (M2301) Strojní inženýrství (2301T666) Strojnictví /přestupy/ K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2001/2002 (M2301) Strojní inženýrství (2301T999) Strojírenství K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2001/2002 (M2301) Strojní inženýrství (2301T999) Strojírenství P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2001/2002 (M2301) Strojní inženýrství (2301T666) Strojnictví /přestupy/ P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2001/2002 (M2301) Strojní inženýrství (2301T666) Strojnictví /přestupy/ K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2000/2001 (M2301) Strojní inženýrství (2301T999) Strojírenství K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2000/2001 (M2301) Strojní inženýrství (2301T999) Strojírenství P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku