Název:

Fyzika

Zkratka:IFY
Ak.rok:2006/2007
Semestr:letní
Studijní plán:
ProgramOborRočníkPovinnost
IT-BC-3BIT1.povinný
Vyučovací jazyk:čeština
Kredity:5 kreditů
Ukončení:zápočet+zkouška (písemná)
Výuka:
hod./sempřednáškasem./cvičenílab. cvičenípoč. cvičeníjiná
Rozsah:2671360
 zkouškatestycvičenílaboratořeostatní
Body:60202000
Garant:Grmela Lubomír, doc. Ing., CSc., UFYZ
Přednášející:Grmela Lubomír, doc. Ing., CSc., UFYZ
Hruška Pavel, doc. RNDr., CSc., UFYZ
Fakulta:Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií VUT v Brně
Pracoviště:Ústav fyziky FEKT VUT
 
Cíle předmětu:
Porozumět základním vlastnostem fyzikálních jevů.
Anotace:
Přehled fyzikálních zákonitostí a modelů klasické fyziky. Mechanika, nauka o vlnění, termodynamika, elektromagnetismus a optika. Aplikace, holografie, vláknová optika. Nástin výsledků a hypotéz moderní fyziky, kvantová mechanika, statistická fyzika, teorie relativity.
Požadované prerekvizitní znalosti a dovednosti:
Základy vektorové algebry. Základy diferenciálního počtu funkce jedné a více proměnných, základy integrálního počtu. Křivkový, plošný a objemový integrál.
Získané dovednosti, znalosti a kompetence:
Studenti rozumí základním fyzikálním dějům, dovedou formulovat příslušné zákony slovně i matematickým vztahem a řeší méně komplikované příklady, vztahující se k uvedeným dějům. Jsou schopni popsat a vysvětlit provedené laboratorní fyzikální pokusy.
Osnova přednášek:
  1. Veličiny a jednotky ve fyzice. Mechanika hmotné částice. Pohybové zákony.
  2. Práce a energie. Gravitační pole.
  3. Kmity a vlny. Interference. Akustické vlny, elektromagnetické vlny, hmotnostní vlny. Dopplerův jev.
  4. Termodynamická soustava. Teplo, práce, vnitřní energie. Entropie. Principy termodynamiky.
  5. Elektrická interakce. Elektrické pole nábojů. Gaussův zákon. Potenciál. Vodiče, dielektrika. Proud.
  6. Magnetická interakce. Magnetické pole proudů. Amperův zákon. Síly v magnetických polích. Elektromagnetická indukce.
  7. Světlo a optika. Odraz, složky zrcadlová a difúzní. Lom, pohlcování světla. Základy vláknové optiky. Polarizace světla.
  8. Interference, difrakce. Optická mřížka. Holografie.
  9. Tepelné záření. Záření černého tělesa, zákon Planckův, jeho důsledky. Fotometrie. Osvětlení a barva.
  10. Základy kvantové fyziky. Vlnové vlastnosti částic, princip neurčitosti. Tunelový jev. Částice v potenciálové jámě.
  11. Obal atomu a jádro. Spektra atomů. RTG záření.
  12. Fyzikální statistiky. Absorpce, spontánní a stimulovaná emise, laser.
  13. Základy speciální teorie relativity. Kontrakce délek, dilatace času.
Osnova numerických cvičení:
  1. Skaláry, vektory. Základní operace.
  2. Polohový vektor částice. Hybnost. Druhý Newtonův zákon. Práce. Výkon. Tření.
  3. Vlny, charakteristické veličiny, Dopplerův jev v akustice. Rovinná elektromagnetická vlna.
  4. Ideální a reálný plyn, stavová rovnice. Práce plynu, teplo, vnitřní energie. Entropie.
  5. Elektrické náboje a síly. Potenciál, práce elektrických sil. Pohyb nábojů v elektrických polích.
  6. Magnetická pole proudů. Pohyb nábojů v magnetických polích. Elektromagnetická indukce.
  7. Snellovy zákony. Totální odraz.
  8. Optická mřížky, štěrbiny.
  9. Záření černých těles. Tepelný a zářivý výkon. Wienův zákon posuvu.
  10. Kvantová jáma. Mikroskopické kvantové jámy a struktury.
  11. Záření atomů, spektra.
  12. Fyzikální statistiky. Srovnání.
  13. Relativistické aplikace.  
Osnova laboratorních cvičení:
  1. Měření rychlosti světla. Rozklad světla. Experimenty z geometrické optiky.
  2. Termodynamické experimenty, Stirlingův motor.
  3. Studium magnetických domén videomikroskopem.
  4. Vláknová optika, experimentální soupravy OPTEL.
  5. Interference a difrakce světla a mikrovln. Michelsonův pokus. Hologramy.
  6. Polarizace světla. Absorpce světla. (Zdroj lasery).
  7. Fotoelektrický jev. Planckova konstanta.
  8. RTG záření. Absorpce, rozptyl a odraz.
Literatura referenční:
  1. Halliday, Resnick, Walker: Fundamentals of Physics, John Wiley & Sons 1997
  2. Feynman, Leighton, Sands: The Feynman lectures on Physics 1-3, Addison-Wesley 1977
  3. Sears, Zemansky, Young: College Physics, Addison-Wesley 1980
Literatura studijní:
  1. Halliday, Resnick, Walker: Fyzika sympaticky, VUTIUM Brno a Prometheus, 2001
  2. Přednáška ve formátu PowerPoint
Kontrolovaná výuka:
Kontrolovanou výukou jsou laboratorní cvičení, půlsemestrální a závěrečná zkouška. Půlsemestrální zkouška nemá opravný termín.
Průběžná kontrola studia:
  • Půlsemestrální zkouška: 20 bodů.
  • Fyzikální praktikum: 20 bodů.
  • Závěrečná zkouška: 60 bodů.
    Bodová hranice úspěšné zkoušky je podle pravidel ECTS 50 bodů.
Podmínky zápočtu:
Zápočet se uděluje za úspěšně absolvovaná laboratorní cvičení.