Fyzikální předměty

Atomová a jaderná fyzika (4/2)
prof. RNDr. Ivan Cabák, CSc.
Vlny a částice. Elektromagnetické vlny. Spektrum elektromagnetických vln. Foton, Comptonův jev, tlak záření. Elektronový obal atomu. Stavba elektronového obalu. Diskrétní hladiny energie. Franckův-Hertzův pokus, struktura atomových spekter. Model atomu. Atomy s více elektrony, Pauliho princip, populační pravidla, Mendělejevův periodický systém. Rentgenovo záření. Generace rentgenového záření. Charakteristické rentgenovské záření. Jaderná fyzika. Atomové jádro. Model atomového jádra. Jaderné přeměny. Klasifikace reakcí. Průběh reakce. Štěpení jader. Řetězová reakce. Slunce a jeho energetická bilance. Termojaderná energie, horké plasma a jeho vlastnosti. Subnukleární fyzika. Metody získání a detekce částic o vysoké energii. Definice elementárních částic, určování základních parametrů experimentem. Klasifikace elementárních částic. Interakce. Klasifikace, zákony zachování a úvod do fyziky hadronů. Úvod do kvantové chromodynamiky. Kvarky. Gluony, jejich charakteristiky a místo v supermultipletech.
Elektřina a magnetismus (4/2)
doc. RNDr. Jiří Záhejský, CSc.
Elektrostatické jevy ve vakuu. Elektrostatická indukce. Zákon Coulombův. Princip superposice. Popis elektrostatického pole. Elektrické pole nabitého vodiče. Kapacita osamoceného vodiče. Elektrické pole v dielektrikách. Polarizace, vektor polarizace, dielektrická susceptibilita. Vektor elektrické indukce. Okrajové podmínky pro vektory E a D. Práce a výkon elektrického proudu. Závislost odporu na teplotě. Supravodivost. Obvod se zdrojem EMN. Druhý Kirchhoffův zákon. Kontaktní rozdíl potenciálů. Termoelektrické jevy. Vedení elektrického proudu v polovodičích, ve vakuu a v plynech. Vedení elektrického proudu v elektrolytech. Základní magnetické jevy. Zákon Biotův-Savartův-Laplaceův. Lorentzova síla. Pohyb nabitých částic v magnetickém poli. Výpočet magnetických polí od proudovodičů. Magnetický indukční tok. Ampérův zákon celkového proudu. Působení magnetického pole na vodiče s proudem. Magnetické pole v látkovém prostředí. Látky diamagnetické, paramagnetické a feromagnetické. Magnetický obvod. Faradayův zákon elektromagnetické indukce. Vzájemná indukce. Vlastní indukce. Střídavý proud. Impedance. Ohmův zákon a Kirchhoffovy zákony pro střídavé proudy. Práce a výkon střídavého proudu. Elektrické stroje. Tlumené kmity v RLC obvodu. Paralelní rezonanční obvod. Buzení el. kmitů v LC oscilátoru. Vysokofrekvenční proudy. Dipól, antény. Šíření elektromagnetických vln. Maxwellovy rovnice pro nestacionární elmag. pole.
Fyzika pevných látek (2/1)
RNDr. Karel Vojtěchovský
Geometrie krystalové mříže: grupy, podgrupy, operace symetrie. Geometrická mříž: translační grupa, syngonie, typy. Krystalová mříž. Difrakce vln na krystalové mříži. Vazební energie. Fonony. Fermiho plyn volných elektronů. Energetické pásy. Fermiho plochy a kovy. Kvazičástice v pevných látkách. Supravodivost. Dielektrika a feroelektrika. Magnetická rezonance, masery. Poruchy.
Kvantová teorie I (2/1)
RNDr. Vladimír Janků, CSc.
Příčiny a historie vzniku kvantové fyziky. Krize klasické fyziky, význam základních experimentů pro vznik kvantové mechaniky. Základy nerelativistické kvantové mechaniky. Základní postuláty a principy kvantové mechaniky. Popis stavu kvantového systému. Vlnová funkce a její fyzikální interpretace. Reprezentace fyzikálních veličin operátory. Princip superposice stavů a princip korespondence. Základní vlastnosti vlastních hodnot a vlastních funkcí operátorů fyzikálních veličin. Analytický tvar operátorů konkrétních fyzikálních veličin v určité reprezentaci stavu. Vztahy neurčitosti. Obecná metoda určování pravděpodobnosti výsledku měření fyzikálních veličin. Dynamika kvantového systému. Parita stavu. Problém měření v kvantové mechanice. Vlastní mechanický a magnetický moment hybnosti. Operátor spinu. Pauliho matice. Pauliho rovnice a její vlastnosti. Skládání momentů hybnosti. Základní představy teorie reprezentací. Přibližné metody řešení úloh kvantové mechaniky. Kvantová teorie systémů mnoha částic.
Kvantová teorie II (2/1)
RNDr. Vladimír Janků, CSc.
Elementární kvantová teorie atomů a molekul. Relativistická kvantová mechanika. Kleinova-Gordonova-Fockova rovnice. Diracova rovnice. Interakce záření a látky. Einsteinova fenomenologická teorie interakce záření a látky. Poloklasická teorie interakce záření a látky. Formulace hamiltoniánu interakce, dipólové přiblížení, doba života vzbuzených stavů, tvar a šířka čáry kvantového přechodu. Kvantová teorie interakce záření a látky. Kvantování volného klasického elektromagnetického pole. Kvantový výpočet pravděpodobnosti emise a absorpce fotonu atomem. Fotoelektrický jev. Kvantová teorie disperze.
Mechanika (4/2)
doc. RNDr. Vladislav Kolesnikov, CSc.
Kinematika hmotného bodu. Pojmy dráha, rychlost, zrychlení. Pohyb hmotného bodu v homogenním tíhovém poli země. Kruhový pohyb hmotného bodu. Dynamika hmotného bodu. Newtonovy pohybové zákony. Práce a energie, zákon zachování energie. Gravitační pole, Newtonův zákon všeobecné gravitace. Kmity. Kmity tlumené, kmity nucené, rezonance amplitudy a rychlosti nucených kmitů, spřažené oscilátory. Soustava hmotných bodů, první a druhá věta impulsová, hmotný střed soustavy hmotných bodů. Mechanika tuhého tělesa. Mechanika spojitých prostředí. Vlny. Vlnová rovnice, interference vlnění, stojaté vlnění, fázová a grupová rychlost. Šíření vln v prostoru. Základy akustiky.
Molekulová fyzika a termodynamika (2/1)
doc. RNDr. Vladislav Kolesnikov, CSc.
Základní poznatky molekulové fyziky. Základní zákony ideálního plynu. Molekulárně kinetická teorie plynů. Základní pojmy termodynamiky. První a druhá věta termodynamiky. Entropie, vratné a nevratné děje entropie a pravděpodobnost soustavy, entropie a informace, třetí věta termodynamiky. Transportní jevy. Fázové přechody prvního druhu. Reálné plyny. Síly mezi molekulami reálného plynu. Látky pevné, krystalické a amorfní, krystalická mřížka, klasifikace krystalů, defekty v krystalech. Tepelné vlastnosti pevných látek. Látky kapalné. Struktura kapalin. Transportní jevy v kapalinách. Vlastnosti povrchu kapalin.
Optika (4/2)
RNDr. Jaroslav Kvapil, CSc.
Základní vlastnosti světla. Vývoj názorů na podstatu světla. Maxwellovy rovnice v optice, popis šíření záření v dielektriku. Vlnové vlastnosti světla. Polarizace světla. Interference světla. Ohyb světla. Paprskové vlastnosti světla. Optické vlnovody. Optické zobrazování. Obecné zákonitosti zobrazení. Vady zobrazování. Zobrazení z hlediska vlnové optiky.
Statistická fyzika (2/1)
RNDr. Vladimír Janků, CSc.
Kvantověmechanické představy ve statistické fyzice. Kvantová povaha makrosystému, určení jeho mikroskopického a makroskopického stavu, statistické střední hodnoty makroskopických veličin systému. Metoda Gibbsových statistických ensemblů. Aplikace metody Gibbsových statistických ensemblů na makroskopické systémy totožných částic. Statistický smysl termodynamických zákonů. Úvod do teorie fluktuací makroskopických veličin. Základní představy teorie nerovnovážných dějů.
Teoretická mechanika (3/1)
RNDr. Josef Tillich, CSc.
Úvod do studia teoretické fyziky. Mechanika částice a soustav částic. Dynamika částice. Newtonovy zákony. Dvě základní úlohy dynamiky. Konkrétní problémy z dynamiky částice. Soustava částic. Lagrangeovská formulace mechaniky. Lagrangeovy rovnice prvního a druhého druhu a jejich řešení pro některé konkrétní úlohy. Mechanika tuhého tělesa. Translace a rotace tuhého tělesa. Tenzor setrvačnosti a momenty setrvačnosti. Eulerovy rovnice. Hamiltonovská formulace mechaniky. Hamiltonovy kanonické rovnice. Kanonické transformace a jejich invarianty. Zákony zachování. Úvod do mechaniky kontinua. Tenzor napětí. Pohybové rovnice kontinua. Základy mechaniky pružných těles. Pohybové rovnice izotropního pružného tělesa. Základy mechaniky tekutin. Statika tekutin. Pohybové rovnice ideální tekutiny, jejich integrály. Nevířivé proudění. Navierova-Stokesova rovnice a teorie podobnosti.
Teorie elektromagnetického pole (3/2)
RNDr. Ivo Vyšín, CSc.
Maxwellova teorie. Zdrojové veličiny pole, rovnice kontinuity. Základní veličiny pole ve vakuu. Gaussův zákon, zákon elektromagnetické indukce. Polarizace a magnetizace látek, základní veličiny pole v látkovém prostředí. Zobecněný Gaussův zákon, zákon celkového proudu. Základní rovnice Maxwellovy teorie. Materiálové vztahy a kategorizace látkových prostředí. Hraniční podmínky Maxwellových rovnic. Elektrostatické pole. Magnetostatické pole. Pole stacionárních proudů. Kvazistacionární pole. Nestacionární pole. Zákony zachování energie a hybnosti. Pole oscilujícího dipólu. Šíření elektromagnetických vln v neomezeném prostředí. Šíření vln v bezztrátovém prostředí. Šíření vln ve ztrátovém prostředí. Šíření vln v dielektrických anizotropních krystalech. Chování vln na rozhraní dvou prostředí. Ohyb vln na neproniknutelné překážce.
Teorie relativity (2/0)
RNDr. Josef Tillich, CSc.
Úvod do speciální teorie relativity. Prostor a čas v nerelativistické fyzice. Měření rychlosti světla. Michelsonův-Morleyův pokus. Einsteinovy postuláty. Lorentzova transformace. Kauzální struktura prostoročasu. Relativistická dynamika částice a soustavy částic. Časový invariant. Polohový čtyřvektor, čtyřvektor rychlosti a zrychlení. Rovnice relativistické dynamiky částice. Čtyřvektor hybnosti. Ekvivalence hmotnosti a energie. Hamiltonovská formulace relativistické mechaniky částice. Relativistická elektrodynamika. Čtyřproud a čtyřpotenciál. Vlnová rovnice pro potenciály pole. Tenzory elektromagnetického pole a Maxwellovy rovnice. Tenzor energie-hybnosti elektromagnetického pole. Základy obecné teorie relativity. Princip obecné kovariance a princip ekvivalence. Úvod do tenzorové analýzy v obecných metrických prostorech. Metrika, definice tenzorů, paralelní přenos, kovariantní derivace. Metrický tenzor. Riemannův-Christoffelův tenzor, Ricciho tenzor, skalární křivost. Einsteinův tenzor křivosti. Einsteinovy rovnice pole. Klasické testy obecné teorie relativity. Gravitační posunování perihélia Merkuru. Zakřivení světelného paprsku v gravitačním poli. Vybrané problémy z relativistické kosmologie.
Základní fyzikální praktikum I ( 0/3)
Měření hustoty pevných látek přímou metodou, hydrostatickou metodou, pyknometrem. Měření hustoty kapalin pyknometrem, pomocí ponorného tělíska, pomocí spojitých nádob. Měření momentu setrvačnosti přímou metodou, z doby kyvu, pomocí přídavného tělíska. Měření modulu pružnosti v tahu z protažení drátu, z příčných kmitů tyče. Měření modulu pružnosti ve smyku statickou a dynamickou metodou. Ověření závislosti doby kmitu kyvadla na tíhovém zrychlení. Ověření vztahu pro dobu kmitu tělesa zavěšeného na pružině. Měření součinitele roztažnosti pevných látek. Měření součinitele roztažnosti kapalin pyknometrem. Měření měrné tepelné kapacity kapalin elektrickým kalorimetrem. Měření měrného skupenského tepla tání ledu. Měření povrchového napětí kapalin kapkovou metodou, z výstupu v kapiláře. Měření viskozity kapalin kapilárním viskozimetrem, Stokesovou metodou. Měření na spřažených kyvadlech fyzických, torzních, spřaženém kyvadle pružinovém a torzním.
Základní fyzikální praktikum II ( 0/3)
doc. RNDr. Jiří Záhejský, CSc.
RNDr. Jiří Mlčoch, CSc.
Úvodní praktikum, školení z bezpečnosti práce, laboratorní řád, organizační pokyny. Měření odporů různými stejnosměrnými metodami. Stanovení parametrů základních elektrických měřicích přístrojů, jejich cejchování. Studium vlastností různých stejnosměrných zdrojů napětí. Ověření věty o náhradním zdroji napětí. Měření voltampérových charakteristik vybraných nelineárních dvojpólových prvků. Základní magnetická měření. Základní měření pomocí osciloskopu. Měření kapacit a indukčností různými metodami. Měření na sériovém R, L, C obvodu. Měření kmitočtových vlastností obvodů s prvky R, L a C. Rezonanční obvody a jejich vlastnosti. Obvody s rozloženými parametry. Vysokofrekvenční měření.
Základní fyzikální praktikum III ( 0/3)
Úvod do praktika. Princip činnosti laseru, jeho aplikace při fyzikálních měřeních. Zákonitosti absorpce a optické aktivity. Určení poloměru čočky sférometrem a pomocí Newtonových interferenčních kroužků. Měření indexu lomu hranolu Fraunhoferovou metodou, určení Abbeova čísla materiálu hranolu. Základní fotometrická měření. Základní měření z fyziologické optiky. Měření n=f(p) vzduchu Rayleighovým interferometrem a n=f(c) roztoků NaCl ve vodě Abbeovým hranolovým refraktometrem. Zvětšení zobrazovacích optických přístrojů. Cejchování spektroskopu, studium zákonitostí čárového spektra helia. Měření ohniskové vzdálenosti čoček a soustav. Měření šířky štěrbin a vzdálenosti štěrbin mřížky z difrakce užitím laseru. Funkce laserového interferometru LIMS.
Základní fyzikální praktikum IV (0/3)
prof. RNDr. Ivan Cabák,CSc.,
doc. RNDr. Miroslav Mašláň, CSc.
Určení Planckovy konstanty a výstupní práce pro elektrony z vnějšího fotoefektu. Určení konstanty ve Stefanově-Boltzmannově zákonu. Charakteristika GM počítače. Ověření statistického charakteru přeměnového zákona. Účinnost GM počítače pro detekci záření gama. Absolutní měření aktivity zářiče beta. Studium absorpce záření gama. Studium absorpce záření beta. Měření spektra zářiče gama. Experimentální pozorování Mössbauerova jevu. Detekce částic v mlžné komoře. Pokusy se supravodiči.