516-0317/01 – Fyzika (FYZ)
| Garantující katedra | Institut fyziky | Kredity | 5 |
| 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 | 2 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2007/2008 | Rok zrušení | 2015/2016 |
| Určeno pro fakulty | FS | Určeno pro typy studia | magisterské, navazující magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Analyzovat vybrané fyzikální jevy
Kombinovat poznatky z oblastí klasické a moderní fyziky
Sumarizovat získané vědomosti a znalosti
Interpretovat poznatky z hlediska řešení problémů praxe
Vyučovací metody
Přednášky
Cvičení (v učebně)
Anotace
Předmět je koncipován jako předmět teoretického základu technického
magisterského studia. Studenti navážou na znalosti ze všech oblasti klasické
fyziky (předmět Fyzika I a Fyzika II) 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:
Doporučená literatura:
Beiser, A.: Úvod do moderní fyziky, Academia, Praha, 1978
Další studijní materiály
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
F y z i k a j a k o v ě d a
Makrosvět, mikrosvět a megasvět. Klasická, relativistická a kvantová teorie.
O p e r á t o r o v ý p o č e t
Operátor nabla, operátor délta. Gradient, divergence a rotace. Věta Gaussova-
Ostrogradského. Věta Stokesova. Fyzikální aplikace.
KLASICKÁ MECHANIKA
Plošná rychlost a plošné zrychlení. Síly při relativním pohybu. Síly při
otáčivém pohybu. Vztah mezi silou a potenciální energii. Vztah mezi intenzitou
a potenciálem fyzikálního pole.
Časové změny hybnosti a změny hybnosti. Časové účinky síly a momentu síly.
Výpočet momentu setrvačnosti těles. Deviační momenty. Elipsoid setrvačnosti.
Moment hybnosti symetrického tělesa. Setrvačníky. Precesní pohyb. Pohyb
nutační. Raketový pohyb.
Řešení pohybové rovnice částice v tekutině. Odvození rovnice hydrostatické
rovnováhy. Odvození Eulerovy a Bernoulliho rovnice.
MAXWELLOVY ROVNICE
Základní rovnice popisující elektrické, magnetické a elektromagnetické pole.
Hlavní Maxwellovy rovnice v integrálním a diferenciálním tvaru, Maxwellův
proud.
Poissonova a Laplaceova rovnice. Rovnice kontinuity elektrického proudu,
Maxwellova relaxační konstanta. Vedlejší Maxwellovy rovnice. Světlo jako
elektromagnetické vlnění. Poyntingův vektor.
ČÁSTICE A POLE
Elementární částice, typy interakce, vlastnosti a struktura.
Atomy a molekuly, modely atomu, vznik molekuly.
RELATIVISTICKÁ MECHANIKA
Klasická teorie relativity. Michelsonův pokus. Speciální teorie relativity.
Zákony mechaniky v relativistické formulaci. Deformace prostoru a času.
Obecná teorie relativity.
KVANTOVÁ MECHANIKA
Č á s t i c o v é v l a s t n o s t i v l n
Plankova kvantová hypotéza. Záření absolutně černého tělesa.
Fotoelektrický jev. Paprsky X. Comptonův jev. Fyziologické účinky záření.
V l n o v é v l a s t n o s t i č á s t i c
Materiálové vlny. Vlnová funkce. Heisenbergův princip neurčitosti. Difrakce
částic.
S c h r o d i n g e r o v a r o v n i c e
Časová Schrodingerova rovnice, bezčasová Scvhrodingerova rovnice. Střední
hodnoty fyzikálních veličin.
Kvantověmechanické operátory. Schrodingerova rovnice v operátorovém tvaru.
Vlastní hodnoty a vlastní funkce operátoru. Souřadnicová a impulsová
reprezentace.
P o h y b m i k r o č á s t i c e
Pohyb volné mikročástice. Mikročástice v potenciální jámě. Průchod částice
potenciální bariérou. Harmonický oscilátor.
JÁDRO ATOMU A JADERNÁ ENERGIE
J á d r o a t o m u
Rutherfordůf rozptyl, klasická a kvantová teorie rozptylu. Stavba atomového
jádra klasifikace atomu. Velikost a hmotnost jádra.
Vazebná energie jádra, hustota jaderné hmoty. Spiny jádra, magnetický a
kvadrupolový moment jádra. Jaderné síly. Modely atomového jádra.
J a d e r n é p ř e m ě n y
Klasifikace jaderných reakcí, přeměna alfa , beta -, beta +, K – záchyt,
přeměna gama. Diagram mononukleárních přeměn. Přeměnový zákon.
Binukleární přeměny, pružný a nepružný rozptyl. Proniknutí částice do jádra
určený průřez. Vznik složeného jádra. Přeměna složeného jádra. Bombardování
částicemi, protony a neutrony. Transmutace, štěpení, slévání a tříštění jader.
J a d e r n á e n e r g e t i k a
Uvolňování jaderné energie. Štěpení jader, mechanismus štěpení, řetězová
reakce, moderátory, jaderné reaktory.
Syntéza jader, podmínky k uskutečnění jaderné syntézy řízená termojaderná
reakce. Plazma, Lawsonovy podmínky, zrcadlové nádoby, Tokamak, Pinch-efekt,
elektronový svazek, laserové plazma, termonukleární energie, Energie z Vesmíru.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky