Fyzika II (FSI-3F)

Akademický rok 1999/2000
Garant: prof. RNDr. Miroslav Liška, DrSc.  
Garantující pracoviště: ÚFI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Cílem výuky elektromagnetismu je vytvořit u studentů ucelený soubor poz-
natků o elektrických a magnetických jevech a připravit je ke studiu nava-
zujících speciálních předmětů, resp. studiu literatury.
Cílem výuky kvantové fyziky je seznámit studenty se způsobem popisu objek-
tů v kvantové fyzice. K tomu slouží řešení vybraných úloh kvantové fyziky
a diskuse jejich řešení v přednáškách.
Výstupy studia a kompetence:
Získané znalosti o elektrostatickém, magnetickém a elektromagnetickém
poli a o ustálených proudech by měli být studenti schopni aplikovat na jednoduché systémy a řešením úloh předpovědět jejich chování. Na základě poznatků z kvantové fyziky by měli být studenti schopni objasnit vlastnosti objektů a jednoduchým výpočtem stanovit jejich charakteristiky.
Prerekvizity:
 

Vazby k jiným předmětům:
doporučená prerekvizita: Fyzika [BF]
doporučená prerekvizita: Fyzika I [2F]
Obsah předmětu (anotace):
Předmět Fyzika II má seznámit studenty jak se základními zákony a teoriemi
klasické fyziky (elektromagnetismu), tak i základy kvantové fyziky. Zís-
kané znalosti jsou předpokladem pro pochopení teoretických základů moder-
ních inženýrských disciplin.
Elektromagnetismus. Elektrostatické pole. Magnetické pole. Elektromagne-
tické pole. Maxwellovy rovnice.
Základy kvantové fyziky. Částicové vlastnosti záření a vlnové vlastnosti
částic. Elektronový obal atomu. Jádro atomu. Vazby v pevných látkách.
Metody vyučování:
 
Způsob a kritéria hodnocení:
Podmínky udělení zápočtu: Prezence ve cvičení. Získání min. 8 bodů na kon-
trolní práce v teor. cvičení, jejichž termín je stanoven na začátku semes-
tru. Pokud student tuto podmínku nesplní, může učitel v odůvodněných pří-
padech stanovit náhradní podmínku. Absolvování všech úloh v laboratorním
cvičení. Získání min. 4,5 bodů za přípravu, vedení lab. sešitu a vypraco-
vání samostatných úloh.
Zkouška: Prověřuje znalost definic, zákonů a jejich aplikaci na příkladech
Zkouška je písemná nebo písemná a ústní. Do hodnocení se zahrnují:
1. Výsledky kontr.prací v teor. cvičení (lze získat maximálně 24 bodů).
2. Hodnocení v laboratorním cvičení (lze získat maximálně 6 bodů).
3. Výsledek zkoušky (lze získat maximálně 70 bodů).Pokud student u zkoušky
dosáhne méně než 36 bodů, u zkoušky nevyhověl.
Klasifikační hodnocení studenta: 85 - 100 bodů výborně, 70 - 84 bodů vel-
mi dobře, 50 - 69 bodů dobře, 0 - 49 bodů nevyhověl.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
 
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  14 × 3 hod. nepovinná                  
    Cvičení odborného základu  7 × 4 hod. povinná                  
    Laboratorní cvičení  7 × 4 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. Elektromagnetická interakce. Elektrostatické pole. Gaussův zákon.
2. Potenciál elektrostatického pole. Vztah mezi intenzitou a potenciálem.
3. Elektrostatické pole ve vodiči a v dielektriku.
4. Ustálený stejnosměrný proud. Ohmův zákon. Elektromotorické napětí (emn)
5. Obvody se stejnosměrnými proudy. Kirchoffovy zákony.
6. Magnetické pole buzené pohybující se nabit.částicí a vodičem s proudem.
7. Silové působení magnetického pole na vodič s proudem.
8. Magnetické pole v látkách, magnetizace. Feromagnetismus.
9. Elektromagnetická indukce. Vznik indukovaného emn. Faradayův zákon.
10.Magnetoelektrická indukce. Maxwellovy rovnice.
11.Základy kvantové fyziky. Částic. vlastnosti záření a vlnový char.částic
12.Fyzika atomového obalu. Spektrum atomu vodíku. Atomy s více elektrony
13.Fyzika atomového jádra. Jaderné přeměny. Radioaktivita.
14.Základy fyziky pevných látek. Vazby v pevn.látkách. Pásový model.
    Cvičení odborného základu Příklady jsou označeny podle literatury (3) doporučené studentům.
1. Elektrostatika R: 13.1, 13.3, P: 13.2, 13.8, 13.12, 13.13, 13.15,
13.16, 13.18, 13.19, 13.29, 13.30, 13.34
2. Ustálené proudy R: 14.1, 14.2, P: 14.4, 14.5, 14.6, 14.11, 14.13,
14.16, 14.18, 14.19, 14.20, 14.21, 14.22
3. Magnetické pole R: 15.2, 15.3, 15.4, P: 15.1, 15.3, 15.5, 15.9. 15.10,
15.11, 15.12. 15.15, 15.17, 15.20, 15.21
4. Elektromagnetické pole R: 16.1, 16.2, P: 16.3, 16.6, 16.11, 16.12,
16.14, 16.16, 16,19. 16,20, 16.22. 16.24, 16.25, 16.29
    Laboratorní cvičení 1. Grafické řešení: obvod s fotodiodou
2. Odezva na budící signál: RLC obvody
3. Dynamické modelování: obvod s kondenzátorem
4. Statistické zpracování dat: měření pomocí záření beta a gamma
5A. Zpětná vazba při regulaci: termostat
5B. Zpětná vazba při něření: teploměr
6A. Zpracování signálu: konvoluce
6B. Zpracování signálu: Fourierova transformace
Literatura - základní:
1. HALLIDAY, D. - RESNICK, R. - WALKER, J.: Fyzika, VUTIUM, Brno 2001
2. http://physics.fme.vutbr.cz
3. ŠANTAVÝ, I a kol.: Vybrané kapitoly z fyziky, skriptum VUT, Brno 1986
Literatura - doporučená:
3. KREMPASKÝ, J.: Fyzika, Alfa, Bratislava - SNTL, Praha 1982
3. ŠANTAVÝ, I.- LIŠKA, M.: Fyzika II, skriptum VUT Brno
4. KUPSKÁ, I.- MACUR, M.- RYNDOVÁ, A.: Fyzika - Sbírka příkladů, skriptum VUT Brno
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
N2301-3 prezenční studium Strojírenství a ostatní kovodělná výroba -- zá,zk 8 Povinný 1 1 Z
M2301-5 prezenční studium Strojírenství a ostatní kovodělná výroba -- zá,zk 8 Povinný 1 2 Z
M2301-5 prezenční studium Průmyslový design ve strojírenství -- zá,zk 8 Povinný 1 2 Z