PředmětyPředměty(verze: 850)
Předmět, akademický rok 2019/2020
  
Fyzika II - MC260P35N
Anglický název: Physics II
Český název: Fyzika II
Zajišťuje: Katedra fyzikální a makromol. chemie (31-260)
Fakulta: Přírodovědecká fakulta
Platnost: od 2013 do 2019
Semestr: zimní
E-Kredity: 6
Způsob provedení zkoušky: zimní s.:
Rozsah, examinace: zimní s.:3/2 Z+Zk [hodiny/týden]
Počet míst: neomezen
Minimální obsazenost: neomezen
Stav předmětu: vyučován
Jazyk výuky: čeština
Vysvětlení: Kód MFF FOE012
Garant: doc. RNDr. Pavel Hlídek, CSc.
Vyučující: doc. Ing. Zuzana Limpouchová, CSc.
doc. Ing. Petr Praus, CSc.
prof. RNDr. Marek Procházka, Ph.D.
Prerekvizity : MC260P34, MS710P52, MS710P53
Anotace -
Poslední úprava: ZUSKOVA (16.06.2003)
Jedná se o základní kurz, navazující na přednášku z klasické mechaniky. Poskytuje posluchačům nezbytné znalosti o elektrickém a magnetickém poli, elektromagnetické indukci, lineárních obvodech stejnosměrného a střídavého proudu, ukazuje zobecnění k Maxwelovým rovnicím a elektromagnetickým vlnám a podává základy vlnové a geometrické optiky.

Přednáška je doplněna cvičením v rozsahu 2 hod. týdně, na kterém se procvičují některé partie přednášené látky.
Literatura
Poslední úprava: doc. Ing. Zuzana Limpouchová, CSc. (27.09.2013)

Stručné podklady k přednášce: viz systém Moodle

D.Halliday, R.Resnick, J.Walker: Fyzika. Část 3. Elektřina a magnetismus, Část 4. Elektromagnetické vlny - optika - relativita. VUT v Brně - nakladatelství VUTIUM a nakladatelství PROMETHEUS Praha, 2000.

B.Sedlák, I.Štoll: Elektřina a magnetismus. Academia Praha, Vydavatelství Karolinum 1993

B.E.A.Saleh, M.C.Teich: Základy fotoniky, sv. 1 a 2. Matfyzpress 1994

E.Klier: Optika. Univerzita Karlova Praha 1978

Požadavky ke zkoušce
Poslední úprava: doc. Ing. Zuzana Limpouchová, CSc. (27.09.2013)

Zápočet bude udělen za získání dostatečného počtu bodů. Body lze získat za správně vyřešené příklady v testech (dva testy během semestru a dva opravné testy během zkouškového období) nebo za řešení náročnějších příkladů během semestru. Podrobnější informace jsou v systému Moodle.

Zkouška je pouze ústní. Nutnou podmínkou pro konaní zkoušky je udělení zápočtu. Student dostane u zkoušky 3 otázky mapující jeho znalosti napříč syllabem, z toho jednu dle vlastního výběru. Na přípravu má student max. 30 minut. Seznam otázek je k dispozici v systému Moodle.

Sylabus -
Poslední úprava: ZUSKOVA (16.06.2003)

1. Elektrostatické pole (6 hod.)

Základní vlastnosti elektrického náboje, elektrostatické pole; Coulombův zákon, Gaussův zákon v integrálním a diferenciálním tvaru; pole homogenně nabité koule; potenciál j, Poissonova a Laplaceova rovnice; elektrický dipól a kvadrupól, pole elektrického dipólu; vodiče v elektrostatickém poli; kapacita; pole v deskovém kondenzátoru; energie nabitého kondenzátoru.

2. Elektrické pole v dielektriku (2 hod.)

Elektrická polarizace a indukce. Deskový kondenzátor s dielektrikem.

Clausiův - Mosottiův vztah.

3. Elektrický proud (3 hod.)

Elektrický proud, proudová hustota; Ohmův zákon; měrná vodivost, driftová rychlost, pohyblivost; teplotní závislost vodivosti kovů a polovodičů.

Lineární obvody stejnosměrného proudu; elektromotorické napětí, Kirchhoffova pravidla, výkon elektrického proudu.

4. Stacionární magnetické pole (3 hod.)

Stacionární magnetické pole; Lorentzova síla, Biotův - Savartův a Ampérův zákon. Gaussova věta pro magnetickou indukci. Magnetické pole přímého vodiče; magnetické pole na ose proudové smyčky; tenká cívka, velmi dlouhý solenoid, toroid.

5. Náboj v magnetickém poli (3 hod.)

Pohybující se náboj v magnetickém poli.

Cyklotronová frekvence, Hallův jev, hmotový spektrograf.

Pole proudové smyčky, magnetický dipól. Proudová smyčka v homogenním a nehomogenním magnetickém poli; energie smyčky v magnetickém poli.

6. Magnetické pole v látkovém prostředí (3 hod.)

Ampérovy proudové smyčky, veličiny B,M,H; Ampérův zákon pro intenzitu pole H.

Základní typy magnetických vlastností látek: diamagnetika, paramagnetika, feromagnetika, supravodiče; závislosti M(H). Energie magnetického pole.

7. Elektromagnetická indukce (3 hod.)

Elektromagnetická indukce, Lenzovo pravidlo; vztah Lorentzovy síly a elektromagnetické indukce.

Vzájemná a vlastní indukčnost, vlastní indukčnost dlouhého solenoidu.

8. Kvazistacionární obvody (6 hod.)

Přechodové jevy v RL, RC a v sériovém i paralelním RLC obvodu; přetlumený, kriticky tlumený a slabě tlumený obvod, vlastní kmity.

Vynucené kmity v sériovém RLC obvodu; rezonance, činitel jakosti.

Vektorové diagramy v komplexní rovině, vyjádření při užívání komplexní symboliky. Výkon střídavého proudu, účiník.

9. Maxwellovy rovnice (2 hod.)

Maxwellovy rovnice v integrálním tvaru; podmínky na rozhraní dvou prostředí.

10. Elektromagnetické vlny (3 hod.)

Vlnová rovnice v prostředí bez volných nábojů. Netlumená homogenní rovinná monochromatická vlna; kulová vlna; vztah mezi E,B a směrem šíření.

Polarizace záření.

Hustota energie, tok energie, Poyntingův vektor, intenzita záření.

11. Interference záření (2 hod.)

Interference dvou monochromatických vln; Youngův pokus, Michelsonův interferometr.

Interference na tenké vrstvě, Fabryův - Perotův interferometr; interferenční proužky.

12. Difrakce záření (3 hod.)

Difrakce záření. Fresnelův ohyb, Fresnelovy zóny. Fraunhoferův ohyb. Důsledky pro zobrazovací systémy.

Fraunhoferova difrakce na štěrbině, interferenční jev na soustavě štěrbin. Optická mřížka na průchod a na odraz; schéma monochromátoru. Teoretická mez spektrální rozlišovací schopnosti.

13. Geometrická optika (3 hod.)

Rovinná vlna na rozhraní dvou izotropních dielektrik; odraz a lom vln. Fresnelovy vztahy, grafické znázornění výsledků; Brewsterův úhel; polarizace odrazem; totální reflexe.

Odraz a lom na kulové ploše; tenká čočka. Zobrazovací rovnice, zvětšení, ohniska.

 
Univerzita Karlova | Informační systém UK