Fyzika II

Předmět lze klasifikovat až po klasifikaci předmětů:

Fyzika I (17PBBFY1)

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra přírodovědných oborů

Anotace:

Kurz Fyzika II seznamuje se základními poznatky a aplikacemi elektromagnetického pole. Základními probíranými tématy jsou: elektromagnetická interakce, elektrické pole, elektrický proud, magnetické pole, elektromagnetické pole, Maxwellovy rovnice, elektromagnetické záření, základy kvantové fyziky, atomové jádro a elementární částice, interakce záření s hmotou.

Požadavky:

Ukončení předmětu - nejvýše jedna absence na početních cvičeních (omluvená+doplnění učiva) a splnění písemného testu. Test se skládá z pěti teoretických otázek a 5 početních příkladů hodnocených 10 body (maximálně 100 bodů). Výsledné známkování je standardní podle dosažených procent. Teoretické otázky zahrnují látku probranou na přednášce. Dále je třeba absolvovat všechna laboratorní cvičení a odevzdat protokoly z měření.

Osnova přednášek:

1. Fyzikální interakce a pohled na svět. Chápání fyzikálního modelu pro popis reality.

2. Elektromagnetická interakce, elektrické pole, náboj, Coulombův zákon, indukce a intenzita el. pole

3. Elektrický potenciál, energie a práce v elektrickém poli, kapacita

4. Intenzita magnetického pole, Lorentzova síla, pohyb částice v elektrickém a magnetickém poli

5. Magnetická indukce, Biotův-Savartův-Laplaceův zákon

6. Energie magnetického pole, elmg. indukce, proud, Ohmův zákon

7. Napětí transformační a pohybové, indukčnost

8. Kmity, podmínka vzniku, jejich vlastnosti, diferenciální rovnice 2 řádu, RLC obvod

9. Vlny, podmínka vzniku, obecná vlnová rovnice, rychlost a vztah k vlastnostem prostředí,

10. Maxwellovy rovnice, Poyntingův vektor, gradient, divergence, rotace, Laplaceův operátor

11. Záření černého tělesa, Planckův, Wienův, Stefanův-Boltzmannův zákon, fotometrické veličiny

12. Využití elektromagnetického spektra od gama, X, UV, VIS, IR až po radiové frekvence, senzory (fotonásobiče, polovodičové prvky, bolometry), využití ve zdravotnictví

13. Model atomu, spektrum záření atomu vodíku, spektroskopie

14. Jaderné záření, reakce, reaktory, urychlovače, magnetická rezonance

Osnova cvičení:

1. Elektrické pole, Coulombův zákon, elektrická indukce, intenzita el. pole, nabité vodiče (koule, válec, deska)

2. Elektrický potenciál, kapacita deskového a válcového kondenzátoru. Síla a energie el. pole

3. Elektrický proud, Ohmův zákon, Jouleovo teplo

4. Diferenciální operátory, fyzikální interakce

5. Magnetické pole, Amperův zákon celkového proudu, intenzita mg. přímého vodiče a kruhové smyčky, pohyb náboje v el. a mg. poli, mg.indukce - silové účinky

6. RLC obvody, perioda, nabíjení kondenzátoru, proud cívkou, Maxwellovy rovnice

7. Zápočtový test

Náplň laboratorních cvičení:

1. Specifický náboj elektronu

2. Var vody za sníženého a zvýšeného tlaku

3. Ověření Biotova-Savartova zákona

4. Absorbce ionizujícího záření

5. Stanovení elektrochemického ekvivalentu mědi a Faradayovy konstanty

6. Hallův jev

Náhradní úlohy:

Tepelná vodivost kovů

Stavové chování plynů

Určení bodu varu a tuhnutí roztoků

Měrná skupenské teplo tání ledu

Měrná tepelná kapacita pevných látek

Cíle studia:

Studující se od základů seznámí s elektřinou a magnetismem, s teorií elektromagnetického pole, vč. Maxwellových rovnic, a také s řadou praktických aplikací probíraných jevů.

Studijní materiály:

[1] Halliday, D., Resnick, R., Walker, J. Fyzika 3. Elektřina a magnetismus. Vysokoškolská učebnice obecné fyziky. Vyd. 1.

Praha: Prometheus, 2000. 344 s. ISBN 80-214-1868-0

[2] Halliday, D., Resnick, R., Walker, J. Fyzika 4. Elektromagnetické vlny, optika a relativita. Vysokoškolská učebnice obecné fyziky. Vyd. 1. Praha: Prometheus, 2000. 174 s. ISBN 80-214-1868-0

[3] Halliday, D., Resnick, R., Walker, J. Fyzika 5. Moderní fyzika.

Vysokoškolská učebnice obecné fyziky. Vyd. 1. Praha:Prometheus, 2000. 199 s. ISBN 80-214-1868-0

Doplňkové materiály:

[4] Feynmanovy přednášky na California Institute of Technology: http://www.feynmanlectures.caltech.edu/

[5] I. Štoll, B. Sedlák: Elektřina a magnetismus, Karolinum 2013

Poznámka:

Další informace:

https://predmety.fbmi.cvut.cz/cs/17PBBFY2

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Bakalářský studijní obor Biomedicínský technik - prezenční (povinný předmět)