Detail předmětu

Fyzika 1

FEKT-TFY1PovinnýBakalářský (první cyklus)Ak. rok: 2015/2016Zimní semestr1 ročník6  kreditů

Předmět se nejdříve věnuje základům mechaniky částic, které jsou pak využity při zkoumání vlivu sil, které na částice působí ve fyzikálních polích. Podstatná část předmětu je věnována elektrickému a magnetickému poli, jejich vzniku, zákonům a společné podstatě vedoucí k pojmu elektromagnetické pole a Maxwellovým rovnicím. Následuje nauka o vlnění včetně vln elektromagnetických, optika a vysvětlení nutnosti kvantově mechanického pohledu na svět.

Zajišťuje ústav

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu je schopen:
definovat pojmy kinematiky a dynamiky částic, elektrického a magnetického pole pomocí diferenciálního a integrálního počtu,
popsat základní zákony a principy ve zmíněných oblastech,
diskutovat podmínky pro použití zákonů mechaniky, elektřiny a magnetizmu, vysvětlit vztahy mezi nimi a rozlišit, kterou formu zákonitostí je v dané oblasti výhodné použít,
aplikovat studované zákonitosti ve vzájemných souvislostech, roztřídit síly působící v elektrickém a magnetickém poli a počítat jednoduché trajektorie nabitých částic v těchto polích,
aplikovat studované zákony ve fyzikální laboratoři,
porovnat a analyzovat zákony elektrického a magnetického pole. Umí objasnit jejich společnou podstatu a vysvětlit proč mluvíme o poli elektromagnetickém popsaném Maxwellovými rovnicemi.

Prerekvizity

Student při vstupu do tohoto předmětu by měl na středoškolské úrovni: mít znalosti základních pojmů a zákonů mechaniky, elektřiny a magnetizmu, být schopen základní pojmy a zákony mechaniky, elektřiny a magnetizmu vysvětlit a také vyjádřit vlastními slovy oblasti jejich využití, být schopen aplikovat základní zákony mechaniky na jednoduchý pohyb částice, zákony elektřiny a magnetizmu aplikovat v jednoduchých elektrických obvodech. Matematický aparát: Při vstupu do tohoto předmětu by student měl být schopen diskutovat základní pojmy středoškolské algebry a geometrie, počítat lineární rovnice a aplikovat základní goniometrické funkce.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT. Zahrnují přednášky, cvičení odb. základů, cvičení na počítači a laboratoře. Předmět využívá e-learning (Moodle). Student odevzdává 6 laboratorních zpráv a domácí řešení souboru zadaných příkladů.

Způsob a kritéria hodnocení

Hodnocení studia je založeno na bodovacím systému. Celkové hodnocení předmětu: max. 100 bodů.
Semestr:
až 20 bodů za laboratorní cvičení (6 úloh s protokoly, vstupní testy k úlohám a souhrnný test)
až 20 bodů za půlsemestrální písemný test (test nemá náhradní termín).
Pro udělení zápočtu je nutné splnit povinnosti v laboratorním cvičení a získat neméně 12 bodů z 35 možných.
Zkouška:
až 65 bodů za zkoušku.
Zkouška je písemná. Tvoří ji test s výběrovými odpověďmi, část teoretická a část s příklady. Jak v části teoretické, tak i v části s příklady je nutné získat alespoň 6 bodů.
Podmínkou úspěšného ukončení předmětu je získání zápočtu a vykonání závěrečné zkoušky. Celkový dosažený počet bodů pro absolvování předmětu musí být minimálně 50.

Jazyk výuky

čeština

Osnovy výuky

1. Základy mechaniky částic. Pohybová rovnice a její aplikace.
2. Práce, energie, výkon. Gravitační a tíhové pole.
3. Elektrický náboj, Coulombův zákon. Intenzita elektrického pole.
4. Gaussův zákon elektrostatiky. Elektrický potenciál, napětí, kapacita.
5. Elektrický proud. Elektrický odpor. Vodiče, polovodiče, dielektrika. Vedení proudu v látkách
6. Magnetické pole vyvolané proudem, Biotův-Savartův zákon, Ampérův zákon celkového proudu. Silové působení magnetického pole.
7. Elektromagnetická indukce, Maxwellovy rovnice.
8. Kmity a vlny. Interference. Akustické vlny.
9. Elektromagnetické vlny, hmotnostní vlny. Dopplerův jev.
10. Světlo a optika. Odraz a lom světla.
11. Základy vláknové optiky. Polarizace světla, absorpce světla.
12. Interference a difrakce světla. Optická mřížka. Holografie.
13. Základy kvantové fyziky. Vlnové vlastnosti částic, princip neurčitosti. Tunelový jev. Částice v potenciálové jámě.

Cíl

Cílem předmětu je poskytnout studentům jasný a logický výklad základních fyzikálních pojmů a zákonů v oblasti Mechaniky, elektřiny a magnetizmu, optiky. Nastínit výsledky a hypotézy moderní fyziky.

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

Výuka ve všech cvičeních je povinná. Řádně omluvená cvičení, lze po domluvě s vyučujícím nahradit.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Cvičení odb. zák.

7 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Cvičení na poč.

6 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor