Teorie elektromagnetického pole a vlnění

Garant předmětu:

Aleš Vetešník

Přednášející:

Aleš Vetešník

Cvičící:

Aleš Vetešník

Předmět zajišťuje:

katedra jaderné chemie

Anotace:

Kurz je složen ze tří částí, první část obsahuje vybrané partie z teorie elektromagnetického pole, druhá část je věnovaná vlnění a optice, a třetí část je úvodem do atomové fyziky.

Požadavky:

Elektřina a magnetismus, diferenciální a integrální počet jedné a více proměnných, obyčejné a parciální diferenciální rovnice.

Osnova přednášek:

1.Úvod do vektorové analýzy.

2.Základní pojmy a experimentální poznatky Maxwellovy teorie elektromagnetického pole.

3.Obecný tvar Maxwellových rovnic.

4.Maxwellovy rovnice pro elektrostatické a magnetostatické pole.

5.Maxwellovy rovnice pro nestacionární pole a jejich řešení pro vybrané problémy.

6.Kmity.

7.Postupné a stojaté vlny na struně. Fourierova analýza a její využití.

8.Vlnový balík.

9.Polarizace a koherence.

10.Interference a ohyb.

11.Geometrická optika.

12.Klasická teorie záření absolutně černého tělesa.

13.Kvantový popis záření absolutně černého tělesa.

14.Korpuskulárně - vlnový dualismus elektromagnetického záření a elementárních částic.

15.Vývoj modelu atomu.

Osnova cvičení:

1.Odvození důležitých vztahů z vektorové analýzy.

2.Příklady z teorie elektromagnetického pole.

3.Příklady z kmitů a vlnění.

4.Příklady z atomové fyziky.

5.Řešení Schrödingerovy rovnice pro jednoduché kvantově mechanické systémy.

Cíle studia:

Znalosti:

Základní rovnice Maxwellovy teorie elektromagnetického pole, základní znalosti z oboru mechanických a elektromagnetických kmitů a vln v lineárních, homogenních a izotropních prostředích, kvantová teorie záření absolutně černého tělesa, základní představy kvantové fyziky.

Schopnosti:

Řešení a fyzikální interpretace řešení Maxwellových rovnic pro základní typy elektromagnetických polí (např. elektrostatické pole, pole oscilujícího dipólu), Fourierova analýza signálu, popis superpozice postupných vln, určení vlnové délky světla z ohybu světla na optické mřížce, řešení a fyzikální interpretace řešení Schrödingerovy rovnice pro jednoduché kvantově mechanické systémy.

Studijní materiály:

Povinná literatura:

[1]M. Čechová, I. Vyšín: Teorie elektromagnetického pole. UP Olomouc, 1998.

[2]J. Kvasnica: Teorie elektromagnetického pole. Academia Praha, 1985.

Doporučená literatura:

[1]J. Tolar: Vlnění, optika a atomová fyzika, (http://www.fjfi.cvut.cz/files/k402/files/skripta/voaf/VOAF2008.pdf).

[2]E. V. Špolskij: Atomová fyzika, I. Úvod do atomové fyziky. Technicko-vědecké vydavatelství, Praha 1952.

[3]R. P. Feynman, R. B. Leighton, M. Sands: Feynmanovy přednášky z fyziky, Fragment, Praha 2002.

[4]Z. Horák, F. Krupka: Technická fyzika. SNTL Praha, 1981.

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2023/2024:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2023/2024:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• BS Jaderná chemie (povinný předmět oboru)
• Jaderná chemie (povinný předmět programu)