Fyzika 2 pro výpočetní techniku

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra fyziky

Anotace:

Kmity, vlny, elektromagnetické vlny, relativita, symetrie ve fyzice, kvantová teorie, interakce.

Požadavky:

Vytvoření dvou programů z probírané látky, například JAVA aplet, symbolický program, numerická simulace, atd.

Osnova přednášek:

I. Kmity: Mechanické kmity. Popis kmitů diferenciálními rovnicemi. Modifikace rovnice kmitů (tlumené, vynucené kmity, složené kmity). Kmitající soustavy. Rezonance. Fázový portrét, atraktor; II. Vlny: Vlnové rovnice, základní pojmy. Perturbace klidového řešení. Fourierova transformace (dosazení rovinné vlny). Disperzní relace. Vlny mechanické a akustické. Solitony, nelineární jevy; III. Elektromagnetické vlny: Soustava Maxwellových rovnic a její význam. Elektromagnetické potenciály. Zákony zachování. Vlny ve vakuu, vlny ve vodiči, vlny v plazmatu, anisotropní prostředí; IV. Relativita: Lorentzova transformace, transformace polí - Heavisideovo pole, vlnového čtyřvektoru - Dopplerův jev. Pricip ekvivalence, metrika. Základy OTR; V. Symetrie ve fyzice: Poincarého grupa, zákony zachování: energie, hybnost, moment hybnosti, spin; VI. Kvantová teorie: Nekomutující svět. Schrodingerova, Klein Gordonova a Diracova rovnice. Heisenbergova maticová mechanika. Kvantová elektrodynamika. Kvantové počítače. Zastavení světla; VII. Interakce: Elementární částice. Základy kvantové teorie pole, Feynmanovy diagramy. Spin.

Osnova cvičení:

I. Matice, vlastní vektory a vlastní čísla, vlastní frekvenční mody. Skládání řešení. Diferenční rovnice, řešení rovnic na počítači, simulace kmitů, útlumu, rezonančních jevů, soustav s více vlastními frekvencemi, vyhledávání vlastních frekvencí. II. Skládání vln do vlnových balíků, šíření balíku, stojaté vlny. Získání frekvenčního spektra. Fourierova analýza. III. Řešení parciálních diferenciálních rovnic na počítači. Sítě, konečné prvky. IV. Heavisideovo pole, pohyby nabitých částic. Rotace ve 4D. V. Generátory grupy rotací a LT. Kalibrační symetrie. Kalibrační transformace. Ukázky metody PIC, sledování zachovávajících se veličin. VI. Hilbertovy prostory, komutační relace. Kvantová a Booleova logika, Diracova symbolika. Řešení Schrodingerovy rovnice na počítači. Symbolické programování komutačních relací. VII. Kreační a anihilační operátory. Skládání Feynmanových diagramů. Programy pro kvantovou teorii pole.

Cíle studia:

Studijní materiály:

1. www.aldebaran.cz; 2. F. J. Blatt: Modern Physics. Mc Graw Hill, 1992.

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: