Data pro 2017/2018
Fyzika II
| Kredity | 5 |
| Rozsah | 2 / 2 / 0 |
| Examinace | Z+Zk |
| Jazyk výuky | čeština |
| Úroveň | bakalářský předmět |
| Garant |
doc. Ing. Jaroslav Hofmann, CSc. prof. RNDr. Marie Urbanová, CSc. |
| Elektronické materiály | dostupné v e-learningu VŠCHT |
Anotace
Předmět Fyzika II navazuje na předmět Fyzika I a je věnován vybraným partiím z teorie elektromagnetického pole, kvantové mechaniky, fyziky pevných látek, jaderné fyziky a fyziky elementárních částic. Náplň předmětu je modifikována s ohledem na potřeby navazujících předmětů bakalářského studijního plánu.
Sylabus
1.Inerciální a neinerciální vztažné systémy: Zdánlivé setrvačné síly. Relativistické dynamické veličiny v inerciálních systémech. Ekvivalence hmotnosti a energie.
2.Elektromagnetické pole: Elektrostatické pole prostorového náboje, Gaussova věta. Indukované elektrické pole, indukované magnetické pole, zobecněný Ampérův zákon. Elektrické a magnetické pole v látkách, polarizace a magnetizace. Maxwellovy rovnice elektromagnetického pole.
3.Elektromagnetické vlnění a jeho vlastnosti, přenos energie, intenzita vlnění. Polarizace elektromagnetického vlnění. Optická aktivita látek, polarimetr, cirkulární dichroismus.
4.Duální vlastnosti hmoty a záření: Comptonův jev, De Broglieova vlnová délka, difrakce elektronů na krystalové mřížce, elektronový mikroskop. Princip neurčitosti.
5.Základy kvantové mechaniky: Vlnová funkce a její vlastnosti, hustota pravděpodobnosti. Operátory - vlastní rovnice, vlastní číslo operátoru. Schrödingerova rovnice.
6.Kvantové řešení jednoduchých případů I: Volná částice, částice v nekonečně hluboké pravoúhlé potenciální jámě, spektrum energie, degenerace hladiny energie.
7.Kvantové řešení jednoduchých případů II: Tunelový jev, harmonický oscilátor, spektrum energie lineárního harmonického oscilátoru.
8.Elektron v atomu vodíku: Bohrův popis atomu vodíku, energiové hladiny, spektrum atomu vodíku.
9.Kvantové řešení atomu vodíku a atomů vodíkového typu: Vlnové funkce a kvantová čísla atomu vodíku, radiální hustota pravděpodobnosti. Konturové diagramy.
10.Magnetické vlastnosti atomu: Spin elektronu, jemné štěpení hladin energie, Zeemanův jev. Spin-orbitální interakce.
11.Mnohaelektronové atomy: Orbitální aproximace, efektivní náboj jádra, stínění. Výstavbový princip, Hundovo pravidlo, Pauliho vylučovací princip.
12.Úvod do teorie pevných látek I: Pásová struktura hladin energie pevných látek. Fermi-Diracovo rozdělení, Fermiho energie. Vlastní a nevlastní polovodiče, přechod P-N.
13.Úvod do teorie pevných látek II: Kontakt kov- polovodič, Schottkyho kontakt, termoelektrické jevy (Peltierův jev, Seebeckův jev), piezoelektrický jev, optoelektrické jevy, LED diody.
14.Úvod do jaderné a částicové fyziky: Radioaktivní rozpad, radioaktivita, účinky ionizujícího záření, jednotky. Přehled a vlastnosti elementárních částic, typy silových interakcí.
2.Elektromagnetické pole: Elektrostatické pole prostorového náboje, Gaussova věta. Indukované elektrické pole, indukované magnetické pole, zobecněný Ampérův zákon. Elektrické a magnetické pole v látkách, polarizace a magnetizace. Maxwellovy rovnice elektromagnetického pole.
3.Elektromagnetické vlnění a jeho vlastnosti, přenos energie, intenzita vlnění. Polarizace elektromagnetického vlnění. Optická aktivita látek, polarimetr, cirkulární dichroismus.
4.Duální vlastnosti hmoty a záření: Comptonův jev, De Broglieova vlnová délka, difrakce elektronů na krystalové mřížce, elektronový mikroskop. Princip neurčitosti.
5.Základy kvantové mechaniky: Vlnová funkce a její vlastnosti, hustota pravděpodobnosti. Operátory - vlastní rovnice, vlastní číslo operátoru. Schrödingerova rovnice.
6.Kvantové řešení jednoduchých případů I: Volná částice, částice v nekonečně hluboké pravoúhlé potenciální jámě, spektrum energie, degenerace hladiny energie.
7.Kvantové řešení jednoduchých případů II: Tunelový jev, harmonický oscilátor, spektrum energie lineárního harmonického oscilátoru.
8.Elektron v atomu vodíku: Bohrův popis atomu vodíku, energiové hladiny, spektrum atomu vodíku.
9.Kvantové řešení atomu vodíku a atomů vodíkového typu: Vlnové funkce a kvantová čísla atomu vodíku, radiální hustota pravděpodobnosti. Konturové diagramy.
10.Magnetické vlastnosti atomu: Spin elektronu, jemné štěpení hladin energie, Zeemanův jev. Spin-orbitální interakce.
11.Mnohaelektronové atomy: Orbitální aproximace, efektivní náboj jádra, stínění. Výstavbový princip, Hundovo pravidlo, Pauliho vylučovací princip.
12.Úvod do teorie pevných látek I: Pásová struktura hladin energie pevných látek. Fermi-Diracovo rozdělení, Fermiho energie. Vlastní a nevlastní polovodiče, přechod P-N.
13.Úvod do teorie pevných látek II: Kontakt kov- polovodič, Schottkyho kontakt, termoelektrické jevy (Peltierův jev, Seebeckův jev), piezoelektrický jev, optoelektrické jevy, LED diody.
14.Úvod do jaderné a částicové fyziky: Radioaktivní rozpad, radioaktivita, účinky ionizujícího záření, jednotky. Přehled a vlastnosti elementárních částic, typy silových interakcí.
Literatura
Z:Urbanová M., Hofmann J., Jirešová J., Alexa P., Fyzika II,elektronická verze učebního textu, http://ufmt.vscht.cz/cs/elektronicke-pomucky.html
Z:Hofmann J., Urbanová M., Jirešová J., Alexa P., Sbírka příkladů z Fyziky II, elektronická verze příkladníku, http://ufmt.vscht.cz/cs/elektronicke-pomucky.html
D:Urbanová M., Hofmann J., Fyzika II, VŠCHT Praha 2000, ISBN 80-7080-372-X
D:Halliday D., Resnick R., Walker J., Fyzika, VUTIUM-PROMETHEUS, 2000, 80-214-1868-0, 81-7196-213-9
Z:Hofmann J., Urbanová M., Jirešová J., Alexa P., Sbírka příkladů z Fyziky II, elektronická verze příkladníku, http://ufmt.vscht.cz/cs/elektronicke-pomucky.html
D:Urbanová M., Hofmann J., Fyzika II, VŠCHT Praha 2000, ISBN 80-7080-372-X
D:Halliday D., Resnick R., Walker J., Fyzika, VUTIUM-PROMETHEUS, 2000, 80-214-1868-0, 81-7196-213-9