Fyzika 2

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra fyziky

Anotace:

Předmět Fyzika 2 navazuje na předmět Fyzika 1. V rámci tohoto předmětu se studenti seznámí se základními pojmy a

vztahy z fenomenologické a statistické termodynamiky. Na termodynamiku navazuje úvod do teorie vln. Studenti budou

seznámeni se základními vlastnostmi vlnění a jeho popisu, přičemž výuka je vedena tak, aby si studenti uvědomili

univerzálnost popisu vlnění, bez ohledu na jeho charakter. Na teorii vln navazují partie, které se věnují konkrétním

druhům vlnění, tj. akustickému a elektromagnetickému. Závěrečné přednášky jsou věnovány kvantové mechanice.

Znalosti z předmětu Fyzika 2 mají studentům sloužit při studiu řady odborných oblastí, se kterými se setkají během

studia. Nabyté znalosti z oblasti kvantové mechaniky mají studentům pomoct se orientovat v nových technologiích a v

základních principem fungování některých elektronických prvků.

Podmínky pro udělení zápočtu a zkoušky viz http://fyzika.feld.cvut.cz/~bednarik/index.html

Požadavky:

Osnova přednášek:

1. Termodynamické soustavy, stavové a procesní termodynamické veličiny, teplota, teplo, práce, vnitřní energie,

ideální plyn, stavová rovnice, tepelná kapacita, 1. a 2. věta termodynamiky, entropie, 3. věta termodynamiky.

2. Mikrostav a makrostav soustavy, statistické soubory, statistická definice entropie, princip maximální entropie,

základní pravděpodobnostní rozdělení, kinetická teorie plynů.

3. Druhy vln, základní pojmy (fázová rychlost, grupová rychlost, disipace a disperze vln, disperzní relace), obecná

vlnová rovnice, Dopplerův jev.

4. Skládání vlnění, konstruktivní a destruktivní interference, koherence, difrakce vln, Huygensův-Fresnelův

princip, blízké a vzdálené pole.

5. Akustické vlny, základní akustické veličiny, lineární vlnová rovnice akustiky, hladina akustického tlaku a

intenzity.

6. Vlnová rovnice elektromagnetického pole, šíření elektromagnetických vln, Poytingův vector, polarizace světla a

jeho disperze. Anizotropní prostředí, aplikace polarizace.

7. Geometrická optika - paprsková aproximace, světelný paprsek, Fermatův princip, odraz a lom, kritický odraz,

tenké čočky.

8. Vlnová optika - difrakce, Fresnelův a Fraunhoferův ohyb, interference světla, Braggova rovnice. Základy

Fourierovské optiky.

9. Základy fotometrie (svítivost, světelný tok, jas, zářivost, absorpce světla).

10. Úvod do kvantové mechaniky - záření absolutně černého tělesa, fotoelektrický jev, Comptonův jev, Bohrův

model atomu.

11. Základní principy kvantové mechaniky: vztah mezi analytickou a kvantovou mechanikou. Operátory:

Hermitovy a unitární operátory, Diracova symbolika. Měření v kvantové teorii. Kompatibilita, Heisenbergovy

relace neurčitosti.

12. Teorie reprezentací: x,p,E reprezentace. Vlnová funkce. Schrodingerova rovnice, příklady.

13. Harmonický oscilátor, centrální pole, kvantová čísla.

14. Fermiony a bosony. Spin. Pauliho vylučovací princip.

Studijní materiály a odkazy k dispozici viz http://fyzika.feld.cvut.cz/~bednarik/index.html

Osnova cvičení:

Cíle studia:

Studijní materiály:

1. Halliday, D., Resnick, R., Walker, J.: Fyzika, VUTIUM-PROMETHEUS, 2000.

2. Malý, P.: Optika, KAROLINUM, 2008.

3. Kvasnica, J.: Statistická fyzika, ACADEMIA, 1983.

4. Sedlák, B., Štoll, I.: Elektřina a magnetismus, ACADEMIA, 2002.

5. Beiser A.: Úvod do moderní fyziky. ACADEMIA, 1975.

6. Skála, L.: Úvod do kvantové mechaniky, KAROLINUM, 2011.

Poznámka:

Další informace:

https://moodle.fel.cvut.cz/courses/A8B02PH2

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Otevřené elektronické systémy (povinný předmět programu)