Detail předmětu

Fyzika II

FSI-3FAk. rok: 2011/2012

Předmět Fyzika II má seznámit studenty jak se základními zákony a teoriemi klasické fyziky (elektromagnetismu), tak i základy kvantové fyziky. Získané znalosti jsou předpokladem pro pochopení teoretických základů moderních inženýrských disciplin.
Elektromagnetismus. Elektrostatické pole. Magnetické pole. Elektromagnetické pole. Maxwellovy rovnice. Základy kvantové fyziky. Částicové vlastnosti záření a vlnové vlastnosti částic. Elektronový obal atomu. Jádro atomu.

Výsledky učení předmětu

Získané znalosti o elektrostatickém, magnetickém a elektromagnetickém poli a o ustálených proudech by měli být studenti schopni aplikovat na jednoduché systémy a řešením úloh předpovědět jejich chování. Na základě poznatků z kvantové fyziky by měli být studenti schopni objasnit vlastnosti objektů a jednoduchým výpočtem stanovit jejich charakteristiky.

Prerekvizity

Znalosti a dovednosti z oblastí: Newtonvy zákony, pohyb v silovém poli, práce a energie, dynamika systému částic, gravitační pole, kmity a vlnění, interference vln, geometrická a vlnová optika, termodynamika, teplo a základní principy termodynamiky.

Doporučená nebo povinná literatura

HALLIDAY, D. - RESNICK, R. - WALKER, J.: Fyzika, VUTIUM, Brno 2001 (CS)
HALLIDAY, D. - RESNICK, R. - Walker, J.: Fundamentals of Physics, John Wiley and Sons, New York 1997 (EN)
http://physics.fme.vutbr.cz (CS)
ŠANTAVÝ, I a kol.: Vybrané kapitoly z fyziky, skriptum VUT, Brno 1986 (CS)
KREMPASKÝ, J.: Fyzika, Alfa, Bratislava - SNTL, Praha 1982 (SK)
ŠANTAVÝ, I.- LIŠKA, M.: Fyzika II, skriptum VUT Brno (CS)
HORÁK, Z. - KRUPKA, F.: Fyzika, SNTL, Praha 1976 (CS)
KUPSKÁ, I.- MACUR, M.- RYNDOVÁ, A.: Fyzika - Sbírka příkladů, skriptum VUT Brno (CS)
FEYNMAN, R.P.-LEIGHTON, R.B.-SANDS, M.: Feynmanovy přednášky z fyziky - revidované vydání,, Fragment, 2013 (CS)
KREMPASKÝ, J.: Fyzika, Alfa, Bratislava - SNTL, Praha 1982 (SK)
ALONSO, M. - FINN, E. J.: Physics, Addison - Wesley, Reading 1996 (EN)
ČSN ISO 1000 Veličiny a jednotky (CS)

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínky udělení zápočtu: alespoň 11 bodů v C1 a alespoň 6 bodů v C2a. V případech hodných zvláštního zřetele (zejména s ohledem na aktivitu studenta ve cvičeních) může vyučující stanovit náhradní podmínky pro získání zápočtu, které však nezvýší počet dosažených bodů.
Zkouška sestává z písemné části (povinné pro všechny) a ústní části, které se mohou dobrovolně podrobit studenti, kteří získali celkem alespoň 65 bodů. Pokud student získá z písemné části zkoušky méně než 25 bodů, pak u zkoušky neuspěl. Do klasifikačního hodnocení se zahrnují: 1. Výsledky v teoretickém a laboratorním cvičení. Maximálně lze získat 31 bodů. 2. Písemná část zkoušky (9 testových otázek a 3 příklady, max 48 bodů). 3. Ústní část (při splnění podmínek), celkem 21 bodů. Klasifikační hodnocení studenta (A - F) odpovídá celkovému dosaženému počtu bodů v souladu se Studijním a zkušebním řádem VUT. Podrobnosti na na serveru Physics.fme.vutbr.cz

Jazyk výuky

čeština

Cíl

Cílem výuky elektromagnetismu je vytvořit u studentů ucelený soubor poznatků o elektrických a magnetických jevech a připravit je ke studiu navazujících speciálních předmětů, resp. studiu literatury. Cílem výuky kvantové fyziky je seznámit studenty se způsobem popisu objektů v kvantové fyzice. K tomu slouží řešení vybraných úloh kvantové fyziky a diskuse jejich řešení v přednáškách.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Účast ve cvičení je kontrolována. Ve cvičení C1 jsou zařazeny 3 kontrolní práce (vždy 2 testové otázky, 2 příklady, max 7 bodů). Ve cvičení C2b se udělují body za domácí přípravu, vedení laboratorního sešitu a zprávy o samostatných úlohách (celkem max 10 bodů).
V případě neúčasti na KP, která bude omluvena závažnými a doloženými důvody (zejména nemoc), může student požádat učitele o náhradní KP, která bude jednotně pro celý ročník v zápočtovém týdnu.
V případě neúčasti v laboratorní výuce, která bude omluvena závažnými a doloženými důvody (zejména nemoc), učitel studentovi stanoví náhradní termín pro vypracování úlohy.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program B3A-P bakalářský

    obor B-MAI , 2. ročník, zimní semestr, 8 kreditů, povinný
    obor B-MTI , 2. ročník, zimní semestr, 9 kreditů, povinný
    obor B-MET , 2. ročník, zimní semestr, 9 kreditů, povinný

  • Program B3S-P bakalářský

    obor B-EPE , 2. ročník, zimní semestr, 7 kreditů, povinný
    obor B-STI , 2. ročník, zimní semestr, 8 kreditů, povinný

  • Program M2A-P magisterský navazující

    obor M-MŘJ , 1. ročník, zimní semestr, 9 kreditů, povinný

  • Program M2I-P magisterský navazující

    obor M-AIŘ , 1. ročník, zimní semestr, 9 kreditů, povinný
    obor M-ADI , 1. ročník, zimní semestr, 8 kreditů, povinný
    obor M-LPR , 1. ročník, zimní semestr, 9 kreditů, povinný
    obor M-SLE , 1. ročník, zimní semestr, 7 kreditů, povinný
    obor M-STG , 1. ročník, zimní semestr, 8 kreditů, povinný
    obor M-STM , 1. ročník, zimní semestr, 8 kreditů, povinný
    obor M-VSR , 1. ročník, zimní semestr, 7 kreditů, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Elektromagnetická interakce. Elektrostatické pole. Gaussův zákon.
Potenciál elektrostatického pole. Vztah mezi intenzitou a potenciálem.
Elektrostatické pole ve vodiči a v dielektriku, kondenzátor.
Ustálený stejnosměrný proud. Ohmův zákon. Elektromotorické napětí (emn).
Obvody se stejnosměrnými proudy. Kirchoffovy zákony.
Magnetické pole buzené pohybující se nabit.částicí a vodičem s proudem.
Silové působení magnetického pole na vodič s proudem.
Magnetické pole v látkách.
Elektromagnetická indukce. Faradayův zákon. Vlastní a vzájmená indukčnost.
Magnetoelektrická indukce. Maxwellovy rovnice.
Základy kvantové fyziky. Částicové vlastnosti záření a vlnový charakter částic.
Fyzika atomového obalu. Spektrum atomu vodíku. Atomy s více elektrony
Fyzika atomového jádra. Jaderné přeměny. Radioaktivita.

Cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Obsahem je řešení příkladů a úloh z učebnice [1];
1. téma: Elektrostatika I;
2. téma: Elektrostatika II;
3. téma: Proudy a obvody;
4. téma: Magnetické pole I;
5. téma: Magnetické pole II;
6. téma: Elektromagnetická indukce;
7. téma: Fotony a de Broglieovy vlny;
8. téma: Jaderná fyzika.

1. kontrolní práce (4. týden), obsah: 1. téma
2. kontrolní práce (8. týden), obsah: 2. a 3. téma
3. kontrolní práce (12. týden), obsah: 4. až 6. téma

eLearning