Moodle FEL ČVUT
Fyzika 2
B241 - Zimní 24/25
Fyzika 2 - B2B02FY2
| Kredity | 7 |
| Semestry | zimní |
| Zakončení | zápočet a zkouška |
| Jazyk výuky | čeština |
| Rozsah výuky | 3P+1L+2C |
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 uvědomili univerzálnost popisu vlnění, bez ohledu na jeho charakter. 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 jim pomohou orientovat se v nových technologiích a v základních principech fungování některých elektronických prvků.
Cíle studia
None
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.
2. Pracovní cykly, tepelné motory, entropie, základy přenosu tepla (vedení, proudění, záření), rovnice vedení tepla, 3. věta termodynamiky, teplotní roztažnost, kinetická teorie plynů.
3. Druhy vln, základní pojmy (fázová rychlost, grupová rychlost, disipace a disperze vln, disperzní relace), obecná vlnová rovnice, Dopplerův jev. Vlnová rovnice elektromagnetického a akustického pole, šíření elektromagnetických a zvukových vln.
4. Konstruktivní a destruktivní interference, koherence, difrakce vln, Huygensův-Fresnelův princip, blízké a vzdálené pole.
5. Geometrická optika ? paprsková aproximace, světelný paprsek, Fermatův princip, odraz a lom, kritický odraz, tenké čočky.
6. Vlnová optika - Fresnelova a Fraunhoferova difrakce, interference světla.
7. Úvod do kvantové mechaniky - záření absolutně černého tělesa, fotoelektrický jev, Comptonův jev, Bohrův model atomu.
8. Základní principy kvantové mechaniky. Vlnová funkce (vlnové vlastnosti částic a de Broglieho hypotéza, Bornova pravděpodobnostní interpretace, vlastnosti vlnových funkcí).
9. Schrodingerova rovnice, příklady (volná částice, částice v potenciálové jámě, tunelový jev, harmonický oscilátor). Heisenbergovy relace neurčitosti.
10. Pohyb v centrálním poli. Kvantování momentu hybnosti. Kvantová čísla. Spin. Fermiony a bosony. Pauliho vylučovací princip.
11. Pásová teorie pevných látek (vodiče, polovodiče, izolanty).
12. Fyzikální princip laseru (spontánní a stimulovaná emise, inverzní populace).
13. Úvod do fyziky atomového jádra (složení atomového jádra a jeho vlastnosti, radioaktivita, jaderná energie).
14. Rezerva.
2. Pracovní cykly, tepelné motory, entropie, základy přenosu tepla (vedení, proudění, záření), rovnice vedení tepla, 3. věta termodynamiky, teplotní roztažnost, kinetická teorie plynů.
3. Druhy vln, základní pojmy (fázová rychlost, grupová rychlost, disipace a disperze vln, disperzní relace), obecná vlnová rovnice, Dopplerův jev. Vlnová rovnice elektromagnetického a akustického pole, šíření elektromagnetických a zvukových vln.
4. Konstruktivní a destruktivní interference, koherence, difrakce vln, Huygensův-Fresnelův princip, blízké a vzdálené pole.
5. Geometrická optika ? paprsková aproximace, světelný paprsek, Fermatův princip, odraz a lom, kritický odraz, tenké čočky.
6. Vlnová optika - Fresnelova a Fraunhoferova difrakce, interference světla.
7. Úvod do kvantové mechaniky - záření absolutně černého tělesa, fotoelektrický jev, Comptonův jev, Bohrův model atomu.
8. Základní principy kvantové mechaniky. Vlnová funkce (vlnové vlastnosti částic a de Broglieho hypotéza, Bornova pravděpodobnostní interpretace, vlastnosti vlnových funkcí).
9. Schrodingerova rovnice, příklady (volná částice, částice v potenciálové jámě, tunelový jev, harmonický oscilátor). Heisenbergovy relace neurčitosti.
10. Pohyb v centrálním poli. Kvantování momentu hybnosti. Kvantová čísla. Spin. Fermiony a bosony. Pauliho vylučovací princip.
11. Pásová teorie pevných látek (vodiče, polovodiče, izolanty).
12. Fyzikální princip laseru (spontánní a stimulovaná emise, inverzní populace).
13. Úvod do fyziky atomového jádra (složení atomového jádra a jeho vlastnosti, radioaktivita, jaderná energie).
14. Rezerva.
Osnovy cvičení
None
Literatura
1. Halliday, D., Resnick, R., Walker, J.: Fyzika, VUTIUM-PROMETHEUS, 2000.
2. Kvasnica, J., Havránek, A., Lukáč, P., Sprášil, B.: Mechanika, ACADEMIA, 2004.
3. Sedlák, B., Štoll, I.: Elektřina a magnetismus, ACADEMIA, 2002.
4. Fyzika I a II - fyzikální praktikum, M. Bednařík, P. Koníček, O. Jiříček.
5. Physics I, S. Pekárek, M. Murla, Dept. of Physics FEE CTU, 1992.
6. Physics I - Seminars, M. Murla, S. Pekárek, Vydavatelství ČVUT, 1995.
1. 7. Physics I - II, Laboratory manual, S. Pekárek, M. Murla, Vydavatelství ČVUT, 2002.
2. Kvasnica, J., Havránek, A., Lukáč, P., Sprášil, B.: Mechanika, ACADEMIA, 2004.
3. Sedlák, B., Štoll, I.: Elektřina a magnetismus, ACADEMIA, 2002.
4. Fyzika I a II - fyzikální praktikum, M. Bednařík, P. Koníček, O. Jiříček.
5. Physics I, S. Pekárek, M. Murla, Dept. of Physics FEE CTU, 1992.
6. Physics I - Seminars, M. Murla, S. Pekárek, Vydavatelství ČVUT, 1995.
1. 7. Physics I - II, Laboratory manual, S. Pekárek, M. Murla, Vydavatelství ČVUT, 2002.
Požadavky
None