PředmětyPředměty(verze: 945)
Předmět, akademický rok 2023/2024
   Přihlásit přes CAS
Fyzika II - MC260P120
Anglický název: Physics II
Český název: Fyzika II
Zajišťuje: Katedra fyzikální a makromol. chemie (31-260)
Fakulta: Přírodovědecká fakulta
Platnost: od 2019
Semestr: zimní
E-Kredity: 5
Způsob provedení zkoušky: zimní s.:
Rozsah, examinace: zimní s.:3/2, Z+Zk [HT]
Počet míst: neomezen
Minimální obsazenost: neomezen
4EU+: ne
Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
Stav předmětu: vyučován
Jazyk výuky: čeština
Vysvětlení: Kód MFF FOE012
Poznámka: povolen pro zápis po webu
Garant: prof. RNDr. Marek Procházka, Ph.D.
Vyučující: doc. RNDr. Peter Košovan, Ph.D.
doc. Ing. Zuzana Limpouchová, CSc.
doc. Ing. Petr Praus, CSc.
prof. RNDr. Marek Procházka, Ph.D.
Prerekvizity : MC260P34, MS710P52, MS710P53
Anotace -
Poslední úprava: prof. RNDr. Marek Procházka, Ph.D. (29.09.2021)
Výuka v ZS 2021/22 začne v rozvrhovaném čase prezenčně, v případě zhoršené epidemiologické situace bude pokračovat distanční formou (MSTeams).
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 Maxwellovým 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. Cvičení probíhá interaktivním způsobem na platformě Google Meet, materiály a informace jsou uveřejněny v systému Moodle.
Literatura
Poslední úprava: doc. Ing. Zuzana Limpouchová, CSc. (09.10.2020)

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.
Z. Limpouchová, E. Vavřinec, F. Uhlík: Elektřina, magnetismus a optika, Karolinum, Praha 1999

 

Požadavky ke zkoušce
Poslední úprava: prof. RNDr. Marek Procházka, Ph.D. (29.09.2021)
Zápočet bude udělen za získání dostatečného počtu bodů. Body lze získat za vypracování a prezentování příkladů během semestru a za správně vyřešené příklady v testech (zápočtový test na konci semestru a dva opravné testy během zkouškového období). Podrobnější informace jsou v systému Moodle. Zkouška je pouze ústní. Nutnou podmínkou pro konaní zkoušky je udělení zápočtu. Student dostane u zkoušky 3 otázky: jednu z optiky, jednu z elektřiny a jednu z magnetismu. Na přípravu má student asi 45 minut. Seznam otázek je k dispozici v systému ClassRoom Fyzika 2 -ZS 2021 Chemie.
Sylabus -
Poslední úprava: prof. RNDr. Marek Procházka, Ph.D. (17.08.2020)

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.

 
Univerzita Karlova | Informační systém UK