Název:

Fyzika

Zkratka:IFY
Ak.rok:2011/2012
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
Koktavý Pavel, doc. Ing., CSc. Ph.D., 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, elektrické pole, magnetické pole, elektromagnetismus, nauka o vlnění a optika. Aplikace, holografie, vláknová optika. Nástin výsledků a hypotéz moderní fyziky.
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 experimenty.
Osnova přednášek:
  1. Veličiny a jednotky ve fyzice. Mechanika hmotné částice. Pohybové zákony.
  2. Práce a energie. Gravitační pole.
  3. Elektrická interakce. Elektrické pole nábojů.
  4. Gaussův zákon. Potenciál a kapacita
  5. Vodiče, polovodiče, dielektrika. Proud a náboj.
  6. Magnetická interakce. Magnetické pole proudů. Amperův zákon. Síly v magnetických polích.
  7. Elektromagnetická indukce, Maxwellovy zákony.
  8. Kmity a vlny. Interference. Akustické vlny.
  9. Elektromagnetické vlny, hmotnostní vlny. Dopplerův jev.
  10. Světlo a optika. Odraz, složky zrcadlová a difúzní. Lom světla.
  11. Základy vláknové optiky. Polarizace světla, difrakce a  pohlcování světla.
  12. Interference, difrakce. Optická mřížka. Holografie.
  13. Základy kvantové fyziky. Vlnové vlastnosti částic, princip neurčitosti. Tunelový jev. Částice v potenciálové jámě.
Osnova numerických cvičení:
  1. Skaláry, vektory. Základní operace.
  2. Polohový vektor částice. Hybnost. Druhý Newtonův zákon. Práce. Výkon. Tření.
  3. Elektrické náboje a síly. Pohyb nábojů v elektrických polích.
  4. Potenciál, práce elektrických sil.
  5. Aplikace Gaussova zákona, rozložené náboje
  6. Magnetická pole proudů. Pohyb nábojů v magnetických polích.
  7. Elektromagnetická indukce.
  8. Vlny, charakteristické veličiny, Dopplerův jev v akustice.
  9. Rovinná elektromagnetická vlna- parametry.
  10. Snellovy zákony.
  11. Brewsterův úhel, totální odraz.
  12. Optická mřížky, štěrbiny.
  13. Kvantová jáma. Mikroskopické kvantové jámy a struktury.
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.
  9. Hallův jev, koncentrace nosičů
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
  3. Podpůrné elektronické texty k jednotlivým přednáškám
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.