Detail předmětu

Fyzika

FIT-IFYAk. rok: 2010/2011

Přehled fyzikálních zákonitostí a modelů klasické fyziky. Mechanika, nauka o vlnění, termodynamika, elektromagnetismus a optika. Aplikace, holografie, vláknová optika. Nástin výsledků a hypotéz moderní fyziky, kvantová mechanika, statistická fyzika, teorie relativity.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

prof. Ing. Lubomír Grmela, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav fyziky (UFYZ)

Výsledky učení předmětu

Studenti rozumí základním fyzikálním dějům, dovedou formulovat příslušné zákony slovně i matematickým vztahem a řeší méně komplikované příklady, vztahující se k uvedeným dějům. Jsou schopni popsat a vysvětlit provedené laboratorní fyzikální pokusy.

Prerekvizity

Základy vektorové algebry. Základy diferenciálního počtu funkce jedné a více proměnných, základy integrálního počtu. Křivkový, plošný a objemový integrál.

Způsob a kritéria hodnocení

Zápočet se uděluje za úspěšně absolvovaná laboratorní cvičení.

Osnovy výuky

  1. Veličiny a jednotky ve fyzice. Mechanika hmotné částice. Pohybové zákony.
  2. Práce a energie. Gravitační pole.
  3. Kmity a vlny. Interference. Akustické vlny, elektromagnetické vlny, hmotnostní vlny. Dopplerův jev.
  4. Termodynamická soustava. Teplo, práce, vnitřní energie. Entropie. Principy termodynamiky.
  5. Elektrická interakce. Elektrické pole nábojů. Gaussův zákon. Potenciál. Vodiče, dielektrika. Proud.
  6. Magnetická interakce. Magnetické pole proudů. Amperův zákon. Síly v magnetických polích. Elektromagnetická indukce.
  7. Světlo a optika. Odraz, složky zrcadlová a difúzní. Lom, pohlcování světla. Základy vláknové optiky. Polarizace světla.
  8. Interference, difrakce. Optická mřížka. Holografie.
  9. Tepelné záření. Záření černého tělesa, zákon Planckův, jeho důsledky. Fotometrie. Osvětlení a barva.
  10. Základy kvantové fyziky. Vlnové vlastnosti částic, princip neurčitosti. Tunelový jev. Částice v potenciálové jámě.
  11. Obal atomu a jádro. Spektra atomů. RTG záření.
  12. Fyzikální statistiky. Absorpce, spontánní a stimulovaná emise, laser.
  13. Základy speciální teorie relativity. Kontrakce délek, dilatace času.

Učební cíle

Porozumět základním vlastnostem fyzikálních jevů.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Kontrolovanou výukou jsou laboratorní cvičení, půlsemestrální a závěrečná zkouška. Půlsemestrální zkouška nemá opravný termín.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program IT-BC-3 bakalářský

    obor BIT , 1. ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Lubomír Grmela, CSc.

Osnova

  1. Veličiny a jednotky ve fyzice. Mechanika hmotné částice. Pohybové zákony.
  2. Práce a energie. Gravitační pole.
  3. Kmity a vlny. Interference. Akustické vlny, elektromagnetické vlny, hmotnostní vlny. Dopplerův jev.
  4. Termodynamická soustava. Teplo, práce, vnitřní energie. Entropie. Principy termodynamiky.
  5. Elektrická interakce. Elektrické pole nábojů. Gaussův zákon. Potenciál. Vodiče, dielektrika. Proud.
  6. Magnetická interakce. Magnetické pole proudů. Amperův zákon. Síly v magnetických polích. Elektromagnetická indukce.
  7. Světlo a optika. Odraz, složky zrcadlová a difúzní. Lom, pohlcování světla. Základy vláknové optiky. Polarizace světla.
  8. Interference, difrakce. Optická mřížka. Holografie.
  9. Tepelné záření. Záření černého tělesa, zákon Planckův, jeho důsledky. Fotometrie. Osvětlení a barva.
  10. Základy kvantové fyziky. Vlnové vlastnosti částic, princip neurčitosti. Tunelový jev. Částice v potenciálové jámě.
  11. Obal atomu a jádro. Spektra atomů. RTG záření.
  12. Fyzikální statistiky. Absorpce, spontánní a stimulovaná emise, laser.
  13. Základy speciální teorie relativity. Kontrakce délek, dilatace času.

Cvičení odborného základu

7 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Lubomír Grmela, CSc.

Osnova

  1. Skaláry, vektory. Základní operace.
  2. Polohový vektor částice. Hybnost. Druhý Newtonův zákon. Práce. Výkon. Tření.
  3. Vlny, charakteristické veličiny, Dopplerův jev v akustice. Rovinná elektromagnetická vlna.
  4. Ideální a reálný plyn, stavová rovnice. Práce plynu, teplo, vnitřní energie. Entropie.
  5. Elektrické náboje a síly. Potenciál, práce elektrických sil. Pohyb nábojů v elektrických polích.
  6. Magnetická pole proudů. Pohyb nábojů v magnetických polích. Elektromagnetická indukce.
  7. Snellovy zákony. Totální odraz.
  8. Optická mřížky, štěrbiny.
  9. Záření černých těles. Tepelný a zářivý výkon. Wienův zákon posuvu.
  10. Kvantová jáma. Mikroskopické kvantové jámy a struktury.
  11. Záření atomů, spektra.
  12. Fyzikální statistiky. Srovnání.
  13. Relativistické aplikace.  

Cvičení na počítači

6 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Lubomír Grmela, CSc.

Laboratorní cvičení

13 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Lubomír Grmela, CSc.

Osnova

  1. Měření rychlosti světla. Rozklad světla. Experimenty z geometrické optiky.
  2. Termodynamické experimenty, Stirlingův motor.
  3. Studium magnetických domén videomikroskopem.
  4. Vláknová optika, experimentální soupravy OPTEL.
  5. Interference a difrakce světla a mikrovln. Michelsonův pokus. Hologramy.
  6. Polarizace světla. Absorpce světla. (Zdroj lasery).
  7. Fotoelektrický jev. Planckova konstanta.
  8. RTG záření. Absorpce, rozptyl a odraz.