čeština

6

Absolvent předmětu je schopen:
definovat pojmy kinematiky a dynamiky částic, elektrického a magnetického pole pomocí diferenciálního a integrálního počtu včetně řešení základních příkladů
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 vhodné 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 při měření úloh,
porovnat a analyzovat zákony elektrického a magnetického pole, objasnit jejich společnou podstatu a vysvětlit proč mluvíme o poli elektromagnetickém interpretovaném Maxwellovými rovnicemi.

Student při vstupu do tohoto předmětu by měl na středoškolské úrovni:
mít znalosti základních pojmů a zákonů mechaniky, elektřiny a magnetizmu,
umět vysvětlit základní pojmy a zákony mechaniky, elektřiny a magnetizmu 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.

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT. Zahrnují přednášky, cvičení odborného základu, cvičení na počítači a laboratoře. Předmět využívá e-learning (Moodle). Student odevzdává laboratorní zprávy a domácí řešení, soubory zadaných příkladů.

Hodnocení studia je založeno na bodovacím systému. Celkové hodnocení předmětu: max. 100 bodů.
Semestr:
až 10 bodů za laboratorní cvičení (2 úloh s protokoly, vstupní testy k úlohám a souhrnný test)
až 25 bodů za řešení domácích příkladů - viz pokyny
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. V části teoretické je nutné získat alespoň 6 bodů, včásti s příklady je minimální hranice 15 bodů
Podmínkou úspěšného ukončení předmětu je získání zápočtu a vykonání závěrečné zkoušky. Celkový dosažený počet bodů pro absolvování předmětu musí být minimálně 50.

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. Dopplerův jev.
9. Elektromagnetické vlny.
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.

Cílem předmětu je poskytnout studentům jasný a logický výklad základních fyzikálních pojmů a zákonů v oblasti Mechaniky, elektřiny a magnetizmu, optiky a moderní fyziky. Součástí je rozumět řešení fyzikálních příkladů.

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.

Halliday D., Resnick R., Walker J.: Fyzika Vysoké učení technické v Brně, Vutium, Brno, 2014, Překlad 8. orig. vydání (CS)

26 hod., povinná