516-0817/01 – Jaderná fyzika ()
Garantující katedra | Institut fyziky | Kredity | 5 |
Garant předmětu | prof. RNDr. Vilém Mádr, CSc. | Garant verze předmětu | prof. RNDr. Vilém Mádr, CSc. |
Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
Ročník | 4 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
Rok zavedení | 1990/1991 | Rok zrušení | 2005/2006 |
Určeno pro fakulty | HGF | Určeno pro typy studia | magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Vyučovací metody
Anotace
Předmět navazuje na předměty Fyzika I a Fyzika II, zejména pak na předmět
Kvantová fyzika. Prohlubuje znalosti z elementárních částic a atomu jako
složené částice (symetrická a asymetrická vlnová funkce). Klasická a kvantová
teorie rozptylu, vlastnosti a modely atomového jádra tvoří těžiště předmětu
(jádro atomu). Detailní popis jaderných přeměn (mononukleárních, binukleárních
a multinukleárních) a je nutný ke studiu jaderné energetiky, kam patří štěpení
a syntéza jader a řízené termojaderné reakce (zrcadlové nádoby, tokamak,
pinch -
efekt, elektronový svazek a laserové plazma). Na předmět navazují
experimentální metody jaderné fyziky v aplikačních předmětech diagnostických
metod a defektoskopie.
Povinná literatura:
1. Beiser, A.: Úvod do moderní fyziky, Praha, Academia 1978
2. Usačev, A. a kol.: Experimentálna jadrová fyzika, Bratislava, Alfa,
Praha SNTL 1982
3. Mayer - Kuckuk, T.: Atomová a jaderná fyzika, Praha SPN 1979
4. Mádr, V.: Fyzika II - doplněk. Elementární částice, atomové jádro jaderné
reakce a jaderná energetika. VŠB Ostrava
5. Mádr, V., Knejzlík, M., Kopečný, J., Novotný, I.: Fyzikální měření,
SNTL Praha, 1991
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
1. Elementární částice
- interakce mezi EČ (typy interakcí, SUSY, SUGRY),
- vlastnosti EČ (klidová hmotnost, el. náboj, spin, magnetický moment,
leptonové a baryonové číslo, izopsin, podivnost, parita, doba života,
energie a hybnost),
- klasifikace EČ (foton, elektron, proton, neutron, pozitron a neutrino,
mion, pion, kaon a hyperony, rezonance),
- struktura EČ (poloměr částic, modely virtuálních mezonů, partonový model,
model kvarků).
2. Atom jako složená částice
- struktura atomu (modely podle klasické a kvantové teorie),
- elektronový obal atomu (Bohrovy postuláty z hlediska kvantové teorie,
spektrální série vodíkového a jemu podobnému atomu, spektrální série
složitějších atomů).
3. Jádro atomu
- teorie rozptylu (Rutherfordův rozptyl., účinný průřez, klasická teorie
rozptylu, kvantová teorie rozptylu),
- vlastnosti atomového jádra, klasifikace atomů, velikost, hmotnost,
vazebná energie jádra, hustota jaderné hmoty, spin, magnetický moment,
kvadrupólový moment jádra, jaderné síly,
- modely atomového jádra (model Fermiho plynu, kapkový, slupkový a zobecněný
model jádra).
4. Jaderné přeměny
- mononukleární přeměny (přeměna alfa, beta minus, beta plus, K-záchyt,
přeměna gama, diagram mononukleárních přeměn, přeměnový zákon),
- binukleární přeměny (pružný a nepružný rozptyl, proniknutí částice
do jádra, účinný průřez, vznik složeného jádra, bombardování částicemi,
protony, neutrony, transmutace, štěpení, slévání a tříštění jádra)
- multinukleární přeměny.
5. Jaderná energetika
- uvolňování jaderné energie
- štěpení jader (mechanizmus štěpení, řetězová reakce, moderátory, jaderné
reaktory)
- syntéza jader (podmínky k uskutečnění jaderné syntézy, termonukleární
puma)
- řízená termojaderná reakce (plasma, Lawsonovy podmínky, zrcadlové
Laboratorní úlohy:
1. Charakteristika Geigerova-Müllerova detektoru
2. Studium elektron-pozitronové anihilace
3. Ověření statistického charakteru přeměnového zákona
4. Ověření poločasu rozpadu Ba
5. Určení hmotnostního součinitele zeslabení záření beta Kr
Úlohy jsou měřeny na pracovišti Přírodovědecké fakulty Palackého Univerzity
OLOMOUC.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.