516-0312/02 – Fyzika I (FYI)
| Garantující katedra | Institut fyziky | Kredity | 4 |
| Garant předmětu | prof. Ing. Libor Hlaváč, Ph.D. | Garant verze předmětu | prof. Ing. Libor Hlaváč, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 1 | Semestr | letní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2007/2008 | Rok zrušení | 2015/2016 |
| Určeno pro fakulty | USP | Určeno pro typy studia | bakalářské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Shrnout základní principy a zákony vybraných partií klasické fyziky
Popsat, objasnit a interpretovat jednotlivé přírodní jevyAplikovat jednoduché matematické metody na popis fyzikálních jevů
Ilustrovat získané poznatky na jednoduchých aplikacích
Vyučovací metody
Přednášky
Cvičení (v učebně)
Anotace
Předmět je koncipován jako předmět teoretického základu technického
bakalářského studia. Studenti si prohloubí znalosti ze všech oblastí klasické
fyziky v návaznosti na znalosti z mechaniky, kmitů, vln a akustiky probírané v
předmětu Základy fyziky tak, aby nabyté vědomosti mohli využít při studiu
navazujících odborných předmětů. Kurz Fyziky I využívá diferenciálního a
integrálního počtu funkcí jedné proměnné a vektorové algebry. Cílem předmětu
je doplnit znalosti z klasické fyziky pro další rozvoj fyzikálních vědomostí,
které dále rozšíří v magisterském studiu.
Pro kombinované studium je kurz veden distanční formou a je založen na řízené
samostatné práci studentů.
Povinná literatura:
1. Fojtek, A., Foukal, J., Mádr, V., Wyslych, P.: Základy fyziky
pro bakalářské studium na VŠB-TU Ostrava. VŠB-TU Ostrava, Ostrava, 2000,
295 s. - ISBN 80-7078-243-0
2. Mádr,V. a kolektiv katedry fyziky: Sbírka příkladů z fyziky, VŠB,
Ostrava, 1998
Doporučená literatura:
1. J. Kopečný, M. Kopečná, J. Trojková: Základy fyziky, CD, RCCV, VŠB-TU
Ostrava, Ostrava 2003
2. J. Kopečný: Pracovní sešity, VŠB-TU Ostrava, http://rccv.vsb.cz,
Ostrava 2005
3. J. Kopečný, K. Barčová, D. Jandačka, E. Janurová, M. Kopečná, R. Uhlář:
Sbírka příkladů z fyziky, CD, RCCV, VŠB-TU Ostrava, Ostrava 2004
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Testy, písemné práce
E-learning
Další požadavky na studenta
Systematická příprava na výuku.
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
1.-2. týden:
KINEMATIKA. Trajektorie a dráha, okamžitá rychlost a okamžité zrychlení.
Úhlová dráha, úhlová rychlost, úhlové zrychlení. Klasifikace pohybů.
DYNAMIKA. Newtonovy pohybové zákony. Pohybová rovnice. Relativní pohyby.
Časový účinek síly – impuls síly a změna hybnosti. Dráhový účinek síly –
práce, výkon, mechanická energie, zákony zachování. Tření.
3.-4. týden:
MECHANIKA TUHÉHO TĚLESA. Hmotný střed. Moment síly. Moment hybnosti. Moment
setrvačnosti. Pohybová rovnice rotačního pohybu. Práce, výkon, kinetická
energie rotačního pohybu.
GRAVITAČNÍ POLE. Gravitační zákon. Intenzita, potenciální energie, potenciál.
Tíhové pole.
5.-6. týden:
KMITY. Lineární oscilátor – netlumený a tlumený. Vynucené kmity. Rezonance.
Pohybové rovnice. Energie kmitavého pohybu.
VLNY. Klasifikace vlnění. Vznik postupné vlny, vlny příčné a podélné. 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, hladiny intenzity a
hlasitosti. Ultrazvuk.
7.-8. týden:
HYDROMECHANIKA. Základní vlastnosti kapalin, tlak, tlaková síla, proudění
ideální a reálné kapaliny. Rovnice kontinuity, Bernoulliho rovnice. Povrchové
napětí.
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.
PŘENOS TEPLA. Tepelný tok, hustota tepelného toku, Fourierův zákon,
stacionární vedení tepla rovinnou stěnou. Zářivá energie, zářivý tok,
intenzita vyzařování, spektrální intenzita vyzařování, Stefanův–Boltzmanův
zákon.
9. týden:
ELEKTRONICKÉ POLE. Coulombův zákon, intenzita, potenciál, napětí, práce
elektrických sil. Pohyb náboje v elektrickém poli. Elektrický tok, Gaussův
zákon. Kapacita, kondenzátor.
VEDENÍ PROUDU VE VODIČÍCH. Ohmovy zákony, Kirchhoffovy zákony, práce a výkon
proudu, Joulův-Lencův zákon. Termoelektrické jevy.
Vedení proudu v polovodičích. Vlastní a příměsové polovodiče, P-N přechod,
dioda, tranzistor, integrovaný obvod, termistor.
10.-11. týden:
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, princip
elektromotoru. Biotův-Savartův zákon, Ampérův zákon celkového proudu,
magnetické pole přímého a kruhového vodiče, cívky.
ELEKTROMAGNETICKÁ INDUKCE. Faradayův zákon elektromagnetické indukce,
otáčející se smyčka v magnetickém poli, princip generátoru proudu. Vzájemná a
vlastní indukčnost. Vznik a vlastnosti střídavých proudů, střídavé obvody s R,
L a C, rezonance, elektrický oscilační obvod.
12.-13. týden:
ELEKTROMAGNETICKÉ ZÁŘENÍ. Vznik elektromagnetické vlny, otevřený kmitavý
obvod, anténa, spektrum vln a jejich zdroje. Šíření vln v prostoru, Huygensův
princip.
GEOMETRICKÁ OPTIKA. Index lomu, zobrazení zrcadlem, tenkou čočkou. Lupa,
mikroskop, dalekohled.
KVANTOVÁ OPTIKA. Planckova hypotéza, foton a jeho energie, fotoefekt. Bohrův
model atomu vodíku. Rentgenové záření, spontánní a stimulovaná emise, lasery.
VLNOVÁ OPTIKA. Youngův pokus, interference v tenké vrstvě, ohyb na štěrbině a
mřížce, difrakce rentgenového záření.
14. týden:
RADIOAKTIVITA. Radioaktivní záření, vazebná energie, stabilita jádra, přeměna
alfa, beta a gama, přeměnový zákon. Zákony zachování, jaderné reakce, štěpení
a rozklad jader. Dosimetrie.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky