Fyzika 4

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra fyzikální elektroniky

Anotace:

Jednotlivé partie jsou chápány jako úvodní a mají za úkol seznámit studenty se základními zákony a postupy, přičemž je kladen důraz na fyzikální zvládnutí dané problematiky.

Termodynamika. Statistická fyzika. Základy fyziky pevných látek. Základy výbojového plazmatu

Požadavky:

Osnova přednášek:

1. Termodynamika: základní principy, I. věta termodynamická, vratné změny ideálního plynu.

2. II. a III. věta termodynamická, volná energie, entalpie, chemický a termodynamický potenciál, podmínky termodynamické rovnováhy.

3. Statistická fyzika: Pojem rozdělovací funkce, Gibbsovo kanonické rozdělení.

4. Maxwellova a Boltzmannova rozdělovací funkce, Boltzmannova rovnice.

5. Základy fyziky pevných látek: krystalická stavba pevných látek. Rozdíl mezi amorfní a krystalickou látkou.

6. Krystalografické soustavy, vazba iontová, kovová, kovalentní a Van der Waalsova.

7. Tepelné vlastnosti pevných látek, měrné teplo, teplotní roztažnost, tepelná vodivost, fonony.

8. Teorie volných elektronů v kovech, supravodivost. Sommerfeldův model, emise elektronů z kovu.

9. Pásová teorie pevných látek, Kronigův-Penneyův model, pojem díry, efektivní hmotnost, rozdělení látek na kovy, izolanty a polovodiče, vlastní a příměsové polovodiče, p-n přechod.

10. Magnetické vlastnosti látek, rozdělení na diamagnetické, paramagnetické a ferromagnetické látky.

11. Základy výbojového plazmatu: základní charakteristiky plazmatu, plazmová frekvence, debyeovská délka, plazma plně a částečně ionizované.

12. Srážky částic, srážkové průřezy, srážková frekvence, střední volná dráha, ionizace, excitace, rekombinace.

13. Fluidní popis, rovnice kontinuity, zákon zachování hybnosti a energie, difuse a ambipolární difuse.

14. Výbojové plazma, základní charakteristiky doutnavého a obloukového výboje, přehled diagnostických metod, plazmová technologie.

Osnova cvičení:

1. I. věta termodynamická, vratné změny ideálního plynu.

2. II. a III. věta termodynamická, podmínky termodynamické rovnováhy.

3. Statistická fyzika: Pojem rozdělovací funkce.

4. Maxwellova a Boltzmannova rozdělovací funkce, Boltzmannova rovnice.

5. Tepelné vlastnosti pevných látek, měrné teplo, teplotní roztažnost, tepelná vodivost, fonony.

6. Teorie volných elektronů v kovech, supravodivost. Sommerfeldův model, emise elektronů z kovu.

7. Pásová teorie pevných látek, Kronigův-Penneyův model, pojem díry, efektivní hmotnost.

8. Základy výbojového plazmatu: základní charakteristiky plazmatu, plazmová frekvence, debyeovská délka.

9.Srážky částic, srážkové průřezy, srážková frekvence, střední volná dráha.

Cíle studia:

Znalosti:

Jednotlivé partie jsou chápány jako úvodní a mají za úkol seznámit studenty se základními zákony a postupy, přičemž je kladen důraz na fyzikální zvládnutí dané problematiky.

Schopnosti:

Umět aplikovat získané poznatky na praktické úlohy.

Studijní materiály:

Povinná literatura:

[1] E. Svoboda, R. Bakule: Molekulová fyzika. Academia, Praha 1982.

[2] Ch. Kittel: Úvod do fyziky pevných látek. Academia, Praha 1985.

[3] F. F. Chen: Úvod do fyziky plazmatu. Academia, Praha 1984.

Doporučená literatura:

[4] V. P. Silin: Úvod do kinetické teorie plynů. Academia, Praha 1976.

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: