Jste zde

17PBBFY2 - Fyzika II

Kód Zakončení Kredity Rozsah Jazyk výuky
17PBBFY2 Z,ZK 5 2+1+1 česky
Předmět lze klasifikovat až po klasifikaci předmětů:
Fyzika I (17PBBFY1)
Předmět je ekvivalentem v KFS pro:
17KBBFY2
Přednášející:
Jaroslav Kuba (gar.)
Cvičící:
Petr Písařík, Jaroslav Kuba (gar.), Jan Mikšovský, Jana Urzová
Předmět zajišťuje:
katedra přírodovědných oborů
Anotace:

Kurz Fyzika II seznamuje se základními poznatky a aplikacemi elektromagnetického pole. Základními probíranými tématy jsou: elektromagnetická interakce, elektrické pole, elektrický proud, magnetické pole, elektromagnetické pole, Maxwellovy rovnice, elektromagnetické záření, základy kvantové fyziky, atomové jádro a elementární částice, interakce záření s hmotou.

Požadavky:

Podmínky zápočtu - zápočet má teoretickou a praktickou část. Úspěšné složení teoretické části vyžaduje nejvýše jednu absenci na početních cvičeních a dále je třeba získat alespoň 60 bodů ze 100 možných v zápočtovém testu. Test se skládá ze čtyř až šesti početních úloh z okruhů probíraných na cvičeních. K testu je dovolena kalkulačka a seznam vzorců uveřejněný na stránkách předmětu resp. max. jedna stránka A4 se vzorci, které si přinese student (font Times New Roman, velikost písma min. 12).

Ke splnění praktické části je nutná 100% účast na laboratorních cvičeních a vypracování všech protokolů. Protokoly jsou známkovány A až F a průměrná známka ze všech protokolů bude součástí celkové klasifikace předmětu (A = 5 bodů připočítaných k výsledku písemné části zkoušky, B = 3 body, C = 0 bodů, D = -3 body, E = -5 bodů a F = neudělení zápočtu).

Podmínky zkoušky - zápočet zapsaný v KOSu. Zkouška je pouze písemná skládající se z deseti otázek hodnocených deseti body (maximálně 100 bodů), k výsledku budou připočítány body za laboratorní cvičení. Výsledné známkování je standardní podle dosažených procent. U zkoušky jsou povoleny kalkulačky a seznam vzorců uveřejněný na stránkách předmětu resp. max. jedna stránka A4 se vzorci, které si přinese student (font Times New Roman, velikost písma min. 12). Součástí otázek jsou jak příklady odpovídající obtížností i rozsahem látky příkladům probíraných na cvičeních, tak teorie pokrývající probranou látku. Důraz je kladen zejména na porozumění dané problematice a souvislosti. Detailní informace jsou k disposici v dokumentech „Průběh zkoušky“ a „Doporučení ke zkoušce“ na www stránce předmětu.

Osnova přednášek:

1. Fyzikální interakce a pohled na svět. Chápání fyzikálního modelu pro popis reality.

2. Elektromagnetická interakce, elektrické pole, náboj, Coulombův zákon, indukce a intenzita el. pole

3. Elektrický potenciál, energie a práce v elektrickém poli, kapacita

4. Intenzita magnetického pole, Lorentzova síla, pohyb částice v elektrickém a magnetickém poli

5. Magnetická indukce, Biotův-Savartův-Laplaceův zákon

6. Energie magnetického pole, elmg. indukce, proud, Ohmův zákon

7. Napětí transformační a pohybové, indukčnost

8. Kmity, podmínka vzniku, jejich vlastnosti, diferenciální rovnice 2 řádu, RLC obvod

9. Vlny, podmínka vzniku, obecná vlnová rovnice, rychlost a vztah k vlastnostem prostředí,

10. Maxwellovy rovnice, Poyntingův vektor, gradient, divergence, rotace, Laplaceův operátor

11. Záření černého tělesa, Planckův, Wienův, Stefanův-Boltzmannův zákon, fotometrické veličiny

12. Využití elektromagnetického spektra od gama, X, UV, VIS, IR až po radiové frekvence, senzory (fotonásobiče, polovodičové prvky, bolometry), využití ve zdravotnictví

13. Model atomu, spektrum záření atomu vodíku, spektroskopie

14. Jaderné záření, reakce, reaktory, urychlovače, magnetická rezonance

Osnova cvičení:

1. Diferenciální operátory, fyzikální interakce

2. Elektrické pole, Coulombův zákon, elektrická indukce, intenzita el. pole, nabité vodiče (koule, válec, deska)

3. Elektrický potenciál, kapacita deskového a válcového kondenzátoru. Síla a energie el. pole

4. Elektrický proud, Ohmův zákon, Jouleovo teplo

5. Magnetické pole, Amperův zákon celkového proudu, intenzita mg. přímého vodiče a kruhové smyčky, pohyb náboje v el. a mg. poli, mg.indukce - silové účinky

6. RLC obvody, perioda, nabíjení kondenzátoru, proud cívkou, Maxwellovy rovnice

7. Zápočtový test

Náplň laboratorních cvičení:

1. Specifický náboj elektronu

2. Var vody za sníženého a zvýšeného tlaku

3. Ověření Biotova-Savartova zákona

4. Absorbce ionizujícího záření

5. Stanovení elektrochemického ekvivalentu mědi a Faradayovy konstanty

6. Hallův jev

Náhradní úlohy:

Tepelná vodivost kovů

Stavové chování plynů

Určení bodu varu a tuhnutí roztoků

Měrná skupenské teplo tání ledu

Měrná tepelná kapacita pevných látek

Cíle studia:

Studující se od základů seznámí s elektřinou a magnetismem, s teorií elektromagnetického pole, zejména Maxwellových rovnic, a také s řadou praktických aplikací probíraných jevů. Přednáška je doplněna početními cvičeními a praktickými úlohami ve školních laboratořích, které umožňují studujícím získat také praktické dovednosti nutné pro studium specializovaných předmětů.

Studijní materiály:

[1] Halliday, D., Resnick, R., Walker, J. Fyzika 3. Elektřina a magnetismus. Vysokoškolská učebnice obecné fyziky. Vyd. 1.

Praha: Prometheus, 2000. 344 s. ISBN 80-214-1868-0

[2] Halliday, D., Resnick, R., Walker, J. Fyzika 4. Elektromagnetické vlny, optika a relativita. Vysokoškolská učebnice obecné fyziky. Vyd. 1. Praha: Prometheus, 2000. 174 s. ISBN 80-214-1868-0

[3] Halliday, D., Resnick, R., Walker, J. Fyzika 5. Moderní fyzika.

Vysokoškolská učebnice obecné fyziky. Vyd. 1. Praha:Prometheus, 2000. 199 s. ISBN 80-214-1868-0

[4] Limpouchová, Z. - Vavřinec, E. - Uhlík, F.: Elektřina, magnetismus a optika. Sbírka příkladů. Praha, Karolinum 1999,brož., 139 s., 1. vyd.

[5] Kutílek, Mikšovský: Fyzikální praktikum I, II, FBMI, 2009.

Cvičení:

Karel Bartuška: Sbírka řešených úloh z fyziky 3, Prometheus 2013

Doplňkové materiály:

[6] Feynmanovy přednášky na California Institute of Technology: http://www.feynmanlectures.caltech.edu/

[7] I. Štoll, B. Sedlák: Elektřina a magnetismus, Karolinum 2013

Poznámka:
Předmět je součástí následujících studijních plánů:
Materiály ke stažení:

Ostatní - odkaz: 

Google dokumenty, prezence, harmonogramy, přehled výsledkůhttps://docs.google.com/spreadsheets/d/1X4eouwvx_y7DQa4TAfQVFtyB_gs50guQ...