Kinetic theory of matter (molecular physics) - NFUF104
Title: Molekulová fyzika
Guaranteed by: Department of Physics Education (32-KDF)
Faculty: Faculty of Mathematics and Physics
Actual: from 2022
Semester: summer
E-Credits: 2
Hours per week, examination: summer s.:2/0, Ex [HT]
Capacity: unlimited
Min. number of students: unlimited
4EU+: no
Virtual mobility / capacity: no
State of the course: taught
Language: Czech
Teaching methods: full-time
Guarantor: doc. RNDr. Zdeněk Drozd, Ph.D.
Teacher(s): doc. RNDr. Zdeněk Drozd, Ph.D.
Incompatibility : NUFY119
Interchangeability : NUFY119
Is interchangeable with: NUFY119
Opinion survey results   Examination dates   Noticeboard   
Annotation - Czech
Přednáška je určena budoucím učitelům fyziky, čemuž je přizpůsobena její struktura a obsah. Při výkladu vlastností látek a dějů, které v nich probíhají, se vychází z plynného stavu, pro který je kvantitativní zpracování základních představ o složení hmoty nejjednodušší. Hlavní pozornost je věnována základům klasické kinetické teorie plynů. Důraz je kladen na statistický přístup k problematice, stručně je probrána i struktura kapalin a pevných látek a vlastnosti roztoků. Pozornost je věnována také vlastnostem povrchové vrstvy kapalin a transportním jevům v látkách.
Last update: Houfková Jitka, RNDr., Ph.D. (29.01.2018)
Course completion requirements - Czech

Předmět je zakončen zkouškou. Požadavky ke zkoušce studenti obdrží v průběhu poslední přednášky a jsou zveřejněny na stránce https://kdf.mff.cuni.cz/vyuka/molekulovka/. Zkouška je ústní, jsou možné dva opravné termíny.

Last update: Houfková Jitka, RNDr., Ph.D. (19.01.2018)
Literature - Czech

Doporučená literatura:

  • Bakule R., Brož J.: Molekulová fyzika. Skriptum MFF UK, Praha 1989.
  • Svoboda E., Bakule R.: Molekulová fyzika. Academia, Praha 1992.
  • Obdržálek J.: Úvod do termodynamiky, molekulové a statistické fyziky. Matfyzpress, Praha 2015.
  • Feynman R.P., Leighton R.B., Sands M.: Feynmanovy přednášky z fyziky 1. Fragment, Havlíčkův Brod 2000.
  • Halliday D., Resnick R., Walker J.: Fyzika, část 2 - Mechanika-Termodynamika. Vutium-Prometheus, Brno-Praha 2000.

Doplňující literatura:

  • Záviška F.: Kinetická theorie plynů. Vědecké vydavatelství, Praha 1951.
  • Veis Š., Maďar J., Martišovitš V.: Všeobecná fyzika 1 - Mechanika a molekulová fyzika. Alfa, Bratislava 1978.
  • Koryta J.: Ionty, elektrody, membrány. Academia, Praha 1980.

Last update: Robová Jarmila, doc. RNDr., CSc. (25.05.2022)
Syllabus - Czech
  • 1. Shrnutí středoškolských poznatků z molekulové fyziky a termiky.
  • 2. Základní poznatky z termodynamiky plynů (stavová rovnice ideálního plynu, 1. a 2. věta termodynamická, tepelná kapacita plynů, experimentální pozadí termodynamických poznatků, měření teploty a teplotní stupnice, experimentální pozadí objevu absolutní nuly).
  • 3. Vývoj představ o částicové stavbě látek od starověku do 19. století (spekulativní teorie starověku, Keplerův přínos, Daltonova atomová teorie, Gay-Lussacovy zákony, Avogadrův zákon, hypotéza o existenci molekul).
  • 4. Základní poznatky o částicové stavbě hmoty (hmotnosti a rozměry atomů a molekul, mikrostruktura plynů, kapalin a pevných látek).
  • 5. Kinetická teorie plynů - nový nástroj v rukou fyziků 19. století (základní východiska kinetické teorie, konkrétní aplikace na příkladu tlaku plynu - porovnání s výsledky experimentů).
  • 6. („Kinetická“) interpretace vybraných fyzikálních veličin (některé pojmy z teorie pravděpodobnosti, teplota a střední kvadratická rychlost, vnitřní energie jednoatomového plynu, ekvipartiční princip, obecná formulace ekvipartičního principu, aplikace na víceatomový plyn, srovnání teorie s výsledky experimentů, náznak východisek z potíží - nastínění kvantového přístupu, tepelná kapacita plynů, entropie a termodynamická pravděpodobnost).
  • 7. Rozdělení molekul plynu v tíhovém poli (barometrická rovnice a její interpretace z hlediska kinetické teorie, Boltzmannův distribuční zákon).
  • 8. Rozdělení molekul plynu podle rychlosti (Maxwellovo-Boltzmannovo rozdělení, nejpravděpodobnější rychlost, střední rychlost, rozdělení složek rychlosti, fluktuace).
  • 9. Brownův pohyb (náhodná procházka, Einsteinův-Smoluchowského vztah, projevy Brownova pohybu v různých situacích - zrcátko na vlákně, tepelný - Johnsonův šum).
  • 10. Transportní jevy v plynech (hustota toku, srážky molekul, difúze, tepelná vodivost, viskózní tok).
  • 11. Kapaliny (krátkodosahové uspořádání, nástin problematiky transportních jevů v kapalinách).
  • 12. Vlastnosti povrchové vrstvy kapalin (molekulární tlak, povrchové napětí, kapilární jevy, kapilární tlak).
  • 13. Roztoky (kapalné roztoky, nepravé roztoky, silně zředěné roztoky, tlak nasycených par nad roztokem, Raoultovy zákony, osmotický tlak, van’t Hoffův zákon, var a tuhnutí roztoků).

Last update: Houfková Jitka, RNDr., Ph.D. (27.05.2022)
Learning resources - Czech

Materiály jsou průběžně umisťovány na stránku: https://kdf.mff.cuni.cz/vyuka/molekulovka/

Last update: Houfková Jitka, RNDr., Ph.D. (19.01.2018)