516-0718/01 – Fyzika II (F II)
| Garantující katedra | Institut fyziky | Kredity | 8 |
| Garant předmětu | doc. Ing. Irena Hlaváčová, Ph.D. | Garant verze předmětu | doc. RNDr. Karla Barčová, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 1 | Semestr | letní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2007/2008 | Rok zrušení | 2012/2013 |
| Určeno pro fakulty | FBI | 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 jevy
Aplikovat jednoduché matematické metody na popis fyzikálních jevů
Ilustrovat získané poznatky na jednoduchých aplikacích
Vyučovací metody
Přednášky
Cvičení (v učebně)
Anotace
Cílem studia předmětu bakalářská fyzika je rozšíření fyzikálních znalostí
posluchačů ze středoškolské úrovně na úroveň základního vysokoškolského kurzu
se zaměřením nejen na zvýšení všeobecného fyzikálního přehledu posluchačů, ale
zejména na získání nezbytného fyzikálního základu pro studium dalších
technických disciplin.
Povinná literatura:
1. Barčová K., Foukal J. Bakalářská fyzika I. (pracovní texty k přednáškám),
Sdružení požárního a bezpečnostního inženýrství, Ostrava 2005.
Doporučená literatura:
2. Švec J. Radioaktivita a ionizující záření (doplňující učební text),
FBI Ostrava, 2005.
3. Halliday, D., Resnick, R., Walker, J.: FYZIKA 1-5, nakl. VUTIUM a
Prométheus Praha, 2000
4. Fojtek A.: Fyzika pro HGF. Skriptum, 2. vydání, Ostrava, VŠB – TU, 1997
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
3 písemné zápočtové testy v průběhu semestru a samostatné řešení zadaných úloh (s bodovým ohodnocením)
E-learning
Další požadavky na studenta
xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
Prerekvizity
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
NÁPLŇ PŘEDNÁŠEK - p r e z e n č n í studium:
ÚVOD
Předmět a rozdělení fyziky, fyzikální zákony, veličiny a jednotky, základy vektorového počtu, fyzika a řešení technických problémů, fyzika na FBI.
MECHANIKA
Kinematika – základní kinematické veličiny a vztahy mezi nimi, pohyb přímočarý, křivočarý a kruhový, pohyb rovnoměrný a nerovnoměrný.
Dynamika – síla, účinky síly, skládání sil, Newtonovy pohybové zákony, pohybová rovnice a její aplikace, síly při křivočarém pohybu, impuls síly, hybnost, práce, kinetická a potenciální energie, zákona zachování mechanické energie.
Mechanika soustav hmotných bodů a tuhých těles – moment síly,momentová věta, hmotný střed, dokonale tuhé těleso, těžiště, moment setrvačnosti, Steinerova věta, pohyb posuvný, rotační a obecný, analogie posuvného a rotačního pohybu.
KMITY A VLNY
Mechanické kmitání – kmitavý pohyb, harmonické kmity (pohybová rovnice, výchylka, amplituda, fáze, fázový posuv, rychlost, zrychlení, energie), tlumené kmitání.
Mechanické vlnění – vznik postupného vlnění, charakteristiky vlnění, interference vlnění, šíření vlnění v prostoru, Huygensův princip, energie vlnění, základy akustiky.
HYDROMECHANIKA
Hydrodynamika – proudění ideální kapaliny, rovnice kontinuity, Bernoulliho rovnice (aplikace zákona zachování hmotnosti a energie).
TERMIKA
Teplo, teplota, měrná a molární tepelná kapacita, kalorimetrická rovnice, délková a objemová roztažnost látek, stavové veličiny, stavová rovnice, stavové změny ideálního plynu, základy kinetické teorie tepla, věta termodynamiky, práce a vnitřní energie plynu, vratné děje, kruhové děje, účinnost tepelných strojů, fázové přechody, fázový diagram.
GRAVITAČNÍ POLE
Fyzikální pole a jeho charakteristiky, Newtonův gravitační zákon, intenzita a potenciál gravitačního pole, práce sil gravitačního pole, pohyb těles v homogenním a radiálním gravitačním poli, Keplerovy zákony.
ELEKTROSTATICKÉ POLE
Coulombův zákon, elektrický náboj, intenzita a potenciál elektrického pole, napětí, kapacita, kondenzátory, řazení kondenzátorů, elektrické pole v látkovém prostředí, polarizace dielektrika, energie elektrického pole.
ELEKTRICKÝ PROUD
Elektrický proud, hustota elektrického proudu, svorkové a elektromotorické napětí, Ohmův zákon, elektrický odpor, řazení odporů, práce a výkon elektrického proudu Kirchhoffovy zákony, řešení elektrických obvodů.
MAGNETICKÉ POLE
Magnetická indukce, Laplaceův zákon, magnetický indukční tok, síly působící v magnetické poli na náboj a proudovodič, pohyb nábojů v magnetickém poli, magnetické pole v látkovém prostředí.
ELEKTROMAGNETICKÉ POLE
Elektromagnetická indukce, Faradayův zákon, Lenzův zákon, vzájemná a vlastní indukce, střídavý proud a jeho charakteristiky, obvody střídavého proudu, fázorové diagramy, elektromagnetické kmity a vlny.
OPTIKA
Základní pojmy a zákony geometrické optiky, optické zobrrazení, zobrazení, kulovým a rovinným zrcadlem a tenkou čočkou, interference světla, ohyb světla, fotometrie, základní optické přístroje.
KVANTOVÁ FYZIKA
Záření černého tělesa, Planckova kvantová hypotéza, fotoelektrický jev.
ATOMOVÁ FYZIKA
Vývoj představ o stavbě atomu, Bohrovy postuláty, Bohrův model atomu vodíku, stavba atomového jádra, vazebná energie, jaderné reakce, jaderná energie.
RADIOAKTIVITA
Přirozená a umělá radioaktivita, druhy a vlastnosti záření, dozimetrické veličiny a jednotky, účinky, ionizujícího záření.
HARMONOGRAM CVIČENÍ:
1. týden: Vektorová algebra. Výpočet kinematických parametrů přímočarého pohybu. Pohyb rovnoměrný, rovnoměrně zrychlený, volný pád.
2. týden: Kruhový pohyb rovnoměrný a rovnoměrně zrychlený. Hybnost, síla, impulz síly, pohybová rovnice. Pohyb hmotného bodu po nakloněné rovině.
3. týden: Posuvný a otáčivý pohyb tuhých těles. Moment síly. Moment setrvačnosti.
4. týden: Mechanická práce, výkon, energie, zákon zachování mech. energie.
5. týden: Harmonické kmitání. Kyvadla.
6. týden: Rovnice postupného vlnění.
7. týden: Rovnice spojitosti toku ideální kapaliny. Proudění kapaliny vodorovnou Bernoulliho trubicí. Výtok kapaliny z nádoby.
8. týden: Teplotní roztažnost látek, kalorimetrická rovnice. Vnitřní energie, teplo, práce, I. termodynamický zákon. Stavová rovnice ideálního plynu. Účinnost kruhových dějů.
9. týden: Elektrické pole bodového náboje a soustavy bodových nábojů, pohyb nabité částice v elektrickém poli. Kondenzátory. Ohmovy a Kirchhoffovy zákony.
10. týden: Magnetická indukce, magnetický indukční tok, magnetické pole vodičů s proudem, pohyb nabité částice v homogenním magnetickém poli.
11. týden: Faradayův zákon elektromagnetické indukce, obvody střídavého proudu, fázorové diagramy.
12. týden: Odraz a lom světla, zobrazování čočkami a zrcadly.
13. týden: Interference. Vazebná energie, jaderné reakce.
14. týden: Radioaktivita, dozimetrie. Zápočet.
NÁPLŇ PŘEDNÁŠEK - k o m b i n o v a n é studium:
1. KINEMATIKA: Základní pojmy: pohyb, hmotný bod, vztažná soustava, relativnost pohybu a klidu, trajektorie, dráha, polohový vektor, okamžitá rychlost a okamžité zrychlení. Klasifikace pohybů: pohyb přímočarý, křivočarý a kruhový pohyb hmotného bodu. Grafické znázornění pohybů. Pohyby těles v tíhovém poli Země.
2. DYNAMIKA: Síla, statické a dynamické účinky síly, skládání sil, hybnost, impulz síly a změna hybnosti. Newtonovy pohybové zákony, pohybová rovnice a její aplikace. Síly působící při křivočarém pohybu. Inerciální vztažné soustavy. Práce, výkon, mechanická energie, zákony zachování.
3. MECHANIKA TUHÉHO TĚLESA: Tuhé těleso, posuvný a otáčivý pohyb, moment síly, momentová věta, skládání sil, těžiště a hmotný střed. Moment setrvačnosti, Steinerova věta, pohybová rovnice, kinetická energie rotujícího tělesa. Valivý pohyb tělesa po nakloněné rovině. Tření.
4. MECHANICKÉ KMITÁNÍ: Lineární oscilátor tlumený a netlumený. Pohybové rovnice, energie kmitavého pohybu. Fyzické a matematické kyvadlo.
5. MECHANICKÉ VLNĚNÍ: vznik a charakteristiky mechanického vlnění, příčné a podélné vlnění, odraz vlnění, šíření vlnění v prostoru, Huygensův-Fresnelův princip. Interference vlnění a její podmínky. Dopplerův jev.
6. TERMODYNAMIKA: Stavové veličiny, stavová rovnice ideálního plynu, kinetická teorie plynů, práce plynu, I. věta termodynamiky. Kruhové děje a jejich účinnost.
7. FYZIKÁLNÍ POLE: druhy fyzikálních polí a jejich charakteristiky.
Elektrostatické pole: Coulombův zákon, intenzita a potenciál el. pole, práce sil v elektrostatickém poli, napětí, kapacita vodiče, kondenzátory. Polarizace dielektrika.
Elektrický proud v látkách: Ohmovy zákony, práce a výkon, Kirchhoffovy zákony, Joulův – Lenzův zákon.
8. MAGNETICKÉ POLE: magnetická síla, magnetická indukce, magnetický tok, pohyb nabité částice v magnetickém poli, Lorentzova síla. Proudovodič v magnetickém poli, magnetický moment. Biot – Savart – Laplaceův zákon.
9. ELEKTROMAGNETICKÉ POLE: Faradayův zákon elektromagnetické indukce, vzájemná a vlastní indukčnost. Vznik a vlastnosti střídavého proudu, RLC - obvody, rezonance.
10. OPTIKA: Základní pojmy a zákony geometrické optiky, zobrazení lomem a odrazem, Youngův pokus, interference a difrakce světla. Optické přístroje.
T é m a t a k samostatnému nastudování:
MECHANIKA TEKUTIN: Vlastnosti tekutin v klidu a v pohybu. Ideální a reálné tekutiny. HYDRODYNAMIKA: rovnice kontinuity, Bernoulliova rovnice, výtok kapaliny malým otvorem.
TEPLOTA A TEPLO: Definice tepla a teploty, tepelné kapacity, kalorimetrická rovnice, teplotní délková a objemová roztažnost látek. Vnitřní energie.
GRAVITAČNÍ POLE: Newtonův gravitační zákon, intenzita a potenciál gravitačního pole, práce sil v gravitačním poli. Pohyby těles v gravitačním poli Země.
KVANTOVÁ, ATOMOVÁ A JADERNÁ FYZIKA: Planckova hypotéza, foton, fotoelektrický jev, Comptonův jev. Rentgenové záření, lasery. Elementární částice. Vývoj představ o stavbě atomu, Bohrův model atomu vodíku, stavba víceelektronových atomů. Vazebná energie, radioaktivita, jaderné reakce.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky