Fyzika

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra kybernetiky

Anotace:

V rámci tohoto předmětu jsou studenti uvedeni do vybraných partií

fyziky. Úvodní partie se týká klasické mechaniky. V rámci klasické

mechaniky, která je pomyslnou vstupní bránou do studia fyziky vůbec,

se studenti seznámí s kinematikou hmotného bodu, dynamikou hmotného

bodu, soustavy hmotných bodů či tuhého tělesa. Studenti by si měli

osvojit takové znalosti z klasické mechaniky, aby byli schopni řešit

základní úlohy spojené s popisem mechanických soustav, se kterými se

setkají v průběhu dalšího studia. Dále by studenti měli získat

základní přehled o kvantové mechanice a z pásové teorie pevných látek

a o speciální teorie relativity. Na těchto znalostech budou stavět

další povinné předměty zejména teorie elektronických prvků. Znalosti

z předmětu mají studentům sloužit při studiu řady odborných oblastí,

se kterými se setkají během dalšího studia.

Požadavky:

Matematická analýza, Lineární algebra

Osnova přednášek:

1.Fyzikální jednotky, základní druhy fyzikálních polí. Souřadnicové

systémy.

2.Kinematika hmotného bodu (přímočarý pohyb, pohyb po kružnici a

obecný křivočarý pohyb).

3.Newtonovy pohybové zákony, inerciální a neinerciální vztažné

soustavy.

4.Pohybové rovnice v inerciálních i neinerciálních soustavách.

5.Práce, výkon, konzervativní silová pole, kinetická a potenciální

energie. Zákon zachování mechanické energie.

6.Využití potenciální a kinetické energie při sestavování pohybových

rovnic.

7.Centrální silové pole, pohyb v centrálním silovém poli, Keplerovy

zákony.

8.Newtonův gravitační zákon, gravitační pole soustavy hmotných bodů a

těles se spojitě rozloženou hmotou. Intenzita a potenciál

gravitačního pole. Energie gravitačního pole.

9.Mechanické kmitavé soustavy. Netlumený a tlumený mechanický lineární

oscilátor. Vynucené kmity. Rezonance výchylky a rychlosti.

10.Soustava hmotných bodů, izolovaná a neizolovaná soustava hmotných

bodů, I. a II. věta impulzová, zákon zachování hybnosti, momentu

hybnosti a mechanické energie pro soustavu hmotných bodů. Hmotný

střed a těžišťová soustava. Tuhé těleso, obecný pohyb tuhého

tělesa, pohybové rovnice tuhého tělesa, otáčení tělesa kolem pevné

osy a pevného bodu.

11.Základní postuláty speciální teorie relativity, Lorentzova

transformace, relativistická kinematika a dynamika.

12.Úvod do kvantové mechaniky - záření absolutně černého tělesa,

fotoelektrický jev, Comptonův jev, Bohrův model atomu.

13.Vlnové vlastnosti částic, Schrödingerova rovnice, Heisenbergovy

relace neurčitosti, částice v potenciálové jámě, tunelový jev,

kvantová tečka.

14.Kvantová čísla, pásová teorie pevných látek, základní struktury

pevných látek.

Osnova cvičení:

1.Úvodní výklad (bezpečnost práce, seznámení s úlohami a laboratorním

řádem). Teorie chyb - měření objemu tuhých těles přímou metodou.

2.Nejistoty měření.

3.II. Newtonův pohybový zákon a srážky.

4.Stanovení tíhového zrychlení reverzním kyvadlem a studium

gravitačního pole.

5.Stanovení modulu pružnosti v tahu přímou metodou.

6.Studium nucených kmitů - Pohlovo torzní kyvadlo.

7.Franckův-Hertzův pokus a stanovení excitační energie atomu rtuti.

8.Test z fyziky.

9.Pohyb elektronu ve zkříženém elektrickém a magnetickém poli a

stanovení měrného náboje elektronu.

10.Měření permitivity dielektrik.

11.Měření magnetických polí.

12.Měření síly působící na proudovodič.

13.Studium fotoefektu a stanovení Planckovy konstanty.

14.Vyhodnocení elaborátů a zápočet.

Cíle studia:

Studijní materiály:

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.

Poznámka:

Rozsah výuky v kombinované formě studia: 28p+6l

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: