PředmětyPředměty(verze: 806)
Předmět, akademický rok 2017/2018
   Přihlásit přes CAS
Fyzika II - základní kurz - NFOE012
Anglický název: Physics II - Basic Course
Zajišťuje: Kabinet výuky obecné fyziky (32-KVOF)
Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
Platnost: od 2012
Semestr: zimní
E-Kredity: 8
Rozsah, examinace: zimní s.:3/2 Z+Zk [hodiny/týden]
Počet míst: neomezen
Minimální obsazenost: neomezen
Stav předmětu: vyučován
Jazyk výuky: čeština
Způsob výuky: prezenční
Garant: prof. RNDr. Vladimír Baumruk, DrSc.
doc. Ing. Petr Praus, CSc.
doc. RNDr. Marek Procházka, Ph.D.
Kategorizace předmětu: Fyzika > Předměty širšího základu
Anotace -
Poslední úprava: T_KVOF (29.01.2003)

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 elektromagnetickými vlnám a podává základy vlnové a geometrické optiky. Kurz je určen pro posluchače Přírodovědecké fakulty UK.
Cíl předmětu -
Poslední úprava: T_KVOF (28.03.2008)

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 elektromagnetickými vlnám a podává základy vlnové a

geometrické optiky.

Kurz je určen pro posluchače Přírodovědecké fakulty UK.

Podmínky zakončení předmětu
Poslední úprava: doc. RNDr. Marek Procházka, Ph.D. (17.10.2017)

Zápočet uděluje Doc. Limpouchová, PřF UK. Ke zkoušce je nutný zápočet.

Literatura
Poslední úprava: T_KVOF (30.01.2003)

  • Stručné podklady k přednášce: http://sals.natur.cuni.cz/
  • 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

Metody výuky
Poslední úprava: doc. RNDr. Marek Procházka, Ph.D. (17.10.2017)

přednáška + cvičení.

Požadavky ke zkoušce
Poslední úprava: doc. RNDr. Marek Procházka, Ph.D. (17.10.2017)

Zkouška je ústní. Tři otázky: jedna z optiky, jedna z elektřiny a jedna z magnetismu. Je potřeba prokázat znalosti ze všech tří částí.

Sylabus -
Poslední úprava: T_KVOF (29.01.2003)

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