PředmětyPředměty(verze: 901)
Předmět, akademický rok 2021/2022
  
Atomová fyzika - NFUF301
Anglický název: Atomic Physics
Zajišťuje: Katedra didaktiky fyziky (32-KDF)
Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
Platnost: od 2019 do 2021
Semestr: zimní
E-Kredity: 5
Rozsah, examinace: zimní s.:2/2 Z+Zk [hodiny/týden]
Počet míst: neomezen
Minimální obsazenost: neomezen
Virtuální mobilita / počet míst: ne
Stav předmětu: vyučován
Jazyk výuky: čeština
Způsob výuky: prezenční
Garant: doc. RNDr. Jiří Dolejší, CSc.
Kategorizace předmětu: Fyzika > Učitelství fyziky
Je neslučitelnost pro: NUFY103
Je záměnnost pro: NUFY103
Anotace
Poslední úprava: RNDr. Jitka Houfková, Ph.D. (22.01.2018)
Cílem předmětu je podrobně probrat několik ilustrativních témat z atomové fyziky s využitím návaznosti na absolvovanou kvantovou mechaniku, propojování poznatků z jednotlivých přednášek a hledáním současných aplikací. Jednotlivá témata jsou uvedena přednáškou, od posluchačů se vyžaduje příprava prezentace, která by mohla sloužit k výkladu středoškolákům a která je podrobena zevrubné diskusi a doplněna výkladem dalšího materiálu. Nedílnou součástí práce je vyhledávání a využívání webových zdrojů, hodnocení jejich vhodnosti a spolehlivosti.
Cíl předmětu
Poslední úprava: RNDr. Jitka Houfková, Ph.D. (24.01.2018)

Zvládnout vybraná témata atomové fyziky tak, aby je posluchači byli připraveni prezentovat středoškolákům srozumitelně, s dostatečnou hloubkou pochopení a vědomím souvislostí.

Podmínky zakončení předmětu
Poslední úprava: RNDr. Jitka Houfková, Ph.D. (22.01.2018)

Pro udělení zápočtu je vyžadována aktivita během semestru (alespoň jedna prezentace na dohodnuté téma) a úspěšné vyřešení krátké zápočtové písemky. Zápočet lze opakovat doplněním dosud nesplněných požadavků.

Zápočet je předpokladem konání zkoušky.

Zkouška je ústní. Požadavky u zkoušky odpovídají sylabu předmětu v rozsahu, jaký byl prezentován na přednášce a v dohodnutých studijních materiálech.

Literatura
Poslední úprava: doc. RNDr. Jarmila Robová, CSc. (25.05.2022)

Studijní literatura doporučená k přednášce Úvod do kvantové mechaniky a kvantové teorie

Haken H., Wolf H. Ch.: The Physics of Atoms and Quanta, Springer Berlin 1984 a další aktualizovaná vydání

Články ve Wikipedii (https://en.wikipedia.org v angličtině) a uvedené dostupné původní zdroje.

Nobelovské přednášky týkající se významných fyzikálních objevů na https://www.nobelprize.org/.

Sylabus
Poslední úprava: RNDr. Jitka Houfková, Ph.D. (27.05.2022)

Vývoj poznatků o atomu a částicích, Rutherfordův experiment a model. Rozptylový experiment, účinný průřez, pravděpodobnostní charakter procesů v mikrosvětě včetně výpočtů s použitím účinného průřezu.

Částicové vlastnosti záření, vlnové vlastnosti částic (experimenty a detailní interpretace s důrazem na kontrast mezi pohledem „klasické“ a kvantové fyziky).

Poznatky o spektrech atomů (optická, rentgenová, …) a ilustrace spekter současných světelných zdrojů. Podrobná diskuse Bohrova modelu a kvantové mechaniky jednoduchého systému (harmonický oscilátor, vodíkový atom), s opakováním znalostí z přednášky Kvantová mechanika a doplněním některých technických detailů, např. o formalismu momentu hybnosti.

Zavedení magnetického pole do popisu atomů a do kvantové mechaniky. Experimentální objev spinu elektronu a jeho popis v kvantové teorii.

Fermiony a bosony, Pauliho princip, příklady konstrukce vlnové funkce víceelektronového systému, elektronové stavy ve složitějších atomech, periodická soustava prvků. Základy chemické vazby.

Interpretační otázky kvantové mechaniky, kvantová informatika.

Ionizace a další jevy při průchodu nabitých částic hmotou, průchod fotonů hmotou. Aplikace při hodnocení biologického účinku záření, výpočtu dávky, lékařské aplikace.

Studijní opory
Poslední úprava: RNDr. Jitka Houfková, Ph.D. (22.01.2018)

Vybrané části z následujících materiálů

http://www-ucjf.troja.mff.cuni.cz/~dolejsi/textbook/Particle_physics_experiment_CZ.ppt

http://www-ucjf.troja.mff.cuni.cz/~dolejsi/textbook/Detectors_CZ.ppt

 
Univerzita Karlova | Informační systém UK