Fyzika 2 - A8B02PH2

Kredity 7
Semestry zimní
Zakončení zápočet a zkouška
Jazyk výuky čeština
Rozsah výuky 4P+2L
Anotace
Předmět Fyzika 2 navazuje na předmět Fyzika 1. V rámci tohoto předmětu se studenti seznámí se základními pojmy a
vztahy z fenomenologické a statistické termodynamiky. Na termodynamiku navazuje úvod do teorie vln. Studenti budou
seznámeni se základními vlastnostmi vlnění a jeho popisu, přičemž výuka je vedena tak, aby si studenti uvědomili
univerzálnost popisu vlnění, bez ohledu na jeho charakter. Na teorii vln navazují partie, které se věnují konkrétním
druhům vlnění, tj. akustickému a elektromagnetickému. Závěrečné přednášky jsou věnovány kvantové mechanice.
Znalosti z předmětu Fyzika 2 mají studentům sloužit při studiu řady odborných oblastí, se kterými se setkají během
studia. Nabyté znalosti z oblasti kvantové mechaniky mají studentům pomoct se orientovat v nových technologiích a v
základních principem fungování některých elektronických prvků.
Podmínky pro udělení zápočtu a zkoušky viz http://fyzika.feld.cvut.cz/~bednarik/index.html
Cíle studia
Žádná data.
Osnovy přednášek
1. Termodynamické soustavy, stavové a procesní termodynamické veličiny, teplota, teplo, práce, vnitřní energie,
ideální plyn, stavová rovnice, tepelná kapacita, 1. a 2. věta termodynamiky, entropie, 3. věta termodynamiky.
2. Mikrostav a makrostav soustavy, statistické soubory, statistická definice entropie, princip maximální entropie,
základní pravděpodobnostní rozdělení, kinetická teorie plynů.
3. Druhy vln, základní pojmy (fázová rychlost, grupová rychlost, disipace a disperze vln, disperzní relace), obecná
vlnová rovnice, Dopplerův jev.
4. Skládání vlnění, konstruktivní a destruktivní interference, koherence, difrakce vln, Huygensův-Fresnelův
princip, blízké a vzdálené pole.
5. Akustické vlny, základní akustické veličiny, lineární vlnová rovnice akustiky, hladina akustického tlaku a
intenzity.
6. Vlnová rovnice elektromagnetického pole, šíření elektromagnetických vln, Poytingův vector, polarizace světla a
jeho disperze. Anizotropní prostředí, aplikace polarizace.
7. Geometrická optika - paprsková aproximace, světelný paprsek, Fermatův princip, odraz a lom, kritický odraz,
tenké čočky.
8. Vlnová optika - difrakce, Fresnelův a Fraunhoferův ohyb, interference světla, Braggova rovnice. Základy
Fourierovské optiky.
9. Základy fotometrie (svítivost, světelný tok, jas, zářivost, absorpce světla).
10. Úvod do kvantové mechaniky - záření absolutně černého tělesa, fotoelektrický jev, Comptonův jev, Bohrův
model atomu.
11. Základní principy kvantové mechaniky: vztah mezi analytickou a kvantovou mechanikou. Operátory:
Hermitovy a unitární operátory, Diracova symbolika. Měření v kvantové teorii. Kompatibilita, Heisenbergovy
relace neurčitosti.
12. Teorie reprezentací: x,p,E reprezentace. Vlnová funkce. Schrodingerova rovnice, příklady.
13. Harmonický oscilátor, centrální pole, kvantová čísla.
14. Fermiony a bosony. Spin. Pauliho vylučovací princip.
Studijní materiály a odkazy k dispozici viz http://fyzika.feld.cvut.cz/~bednarik/index.html
Osnovy cvičení
Žádná data.
Literatura
1. Halliday, D., Resnick, R., Walker, J.: Fyzika, VUTIUM-PROMETHEUS, 2000.
2. Malý, P.: Optika, KAROLINUM, 2008.
3. Kvasnica, J.: Statistická fyzika, ACADEMIA, 1983.
4. Sedlák, B., Štoll, I.: Elektřina a magnetismus, ACADEMIA, 2002.
5. Beiser A.: Úvod do moderní fyziky. ACADEMIA, 1975.
6. Skála, L.: Úvod do kvantové mechaniky, KAROLINUM, 2011.
Požadavky
Žádná data.