Fyzika 2

Kód: KFY/FYPX2 (KFY/FYPY2)
Rozsah: 2 / 0 / 0
Počet kreditů: 2
Ukončení: Zápočet (Zkouška)
Přednášející : Mgr. František Karlický

A. Elektřina a magnetizmus

I. Statické elektrické pole ve vakuu (PPT, PDF)

  1. Náboj a jeho vlastnosti - typy interakcí, experimentálně zjištěné vlastnosti elektrického náboje
  2. Coulombův zákon - Coulombův zákon, princip superpozice, velikost el. náboje, hustota náboje
  3. Intenzita elektrického pole - elektrostatické pole a jeho intenzita, el. intenzita v okolí bodového náboje a v okolí více bodových nábojů, siločáry, vektorový model pole
  4. Gaussova věta elektrostatiky - tok veličiny plochou, tok elektrické intenzity plochou, Gaussova věta elektrostatiky a její aplikace
  5. Potenciál elektrického pole - práce pole po křivce (křivkový integrál ), práce elstat. pole, elektrostatická potenciální energie, potenciál elektrického pole , potenciál v okolí bodového náboje, napětí , ekvipotenciální plochy, vztah intenzity a potenciálu
  6. Pole vodiče ve vakuu - vodič, elektrostatická indukce, vlastnosti vodičů v elektrostatickém poli, kapacita vodiče, kondenzátor a jeho kapacita, typy (deskový, válcový, kulový ) a zapojení, energie kondenzátoru

II. Statické elektrické pole v dielektriku (PPT, PDF)

  1. Dipól - konečný dipól, elektrický dipólový moment, kvadrupól, multipólový rozvoj elektrostatického pole, dipól v homogením elektrickém poli
  2. Dielektrikum - dielektrikum, struktura látky, polární a nepolární dielektrikum, vlastní a indukovaný dipólový moment, vektor elektrické polarizace, Gaussova věta pro dielektrikum, vektor elektrické indukce, permitivita prostředí, relativní permitivita
  3. Polarizace dielektrika - polarizace, atomová, iontová a orientační polarizace
  4. Jevy v dielektriku - elektrostrikce, piezoelektrický jev, pyroelektrický jev, ztráty v dielektriku

III. Stacionární elektrické pole, vedení elektrického proudu v látkách (PPT, PDF)

  1. Elektrický proud a jeho vlastnosti - elektrický proud, střední a okamžitá hodnota elektrického proudu, účinky el. proudu, ampérmetr, rovnice kontinuity, třídění proudů
  2. Ohmův zákon - Ohmův zákon pro část obvodu, elektrický odpor, elektrická vodivost, měrný odpor a měrná vodivost, teplotní závislost odporu, rezistor, zapojení rezistorů, elektromotorické a svorkové napětí, Ohmův zákon pro uzavřený obvod, práce a výkon proudu
  3. Kirhoffovy zákony - sítě stacionárních proudů (větev, uzel, smyčka), 1. Kirhoffův zákon, 2. Kirhoffův zákon
  4. Vedení el. proudu ve vodičích - vodivost, model elektronového plynu, vodivost kovů, supravodivost
  5. Vedení el. proudu v polovodičích - polovodič, vlastní vodivost, nevlastní vodivost typu p a n, p-n přechod
  6. Vedení el. proudu v kapalinách - elektrolyt, elektrolýza, Faradayovy zákony elektrolýzy, galvanické články - primární a sekundární
  7. Vedení el. proudu v plynech - nesamostatný a samostaný výboj, obloukový jiskrový a doutnavý výboj

IV. Magnetické pole ve vakuu a v magnetiku (PPT, PDF)

  1. Magnetické pole elektrického proudu - magnetické pole, magnetická indukce, magnetická síla, Lorentzova síla, magnetický indukční tok
  2. Vlastnosti magnetického pole - mg. pole elektrického proudu, síla mezi dvěmi vodiči s proudem, definice ampéru, Ampérův zákon, mg. pole smyčky s proudem, mg. pole cívky, náboje v magnetickém poli, pohyb nabité částice v homogenním mg. poli, hmotnostní spektrometr, urychlovače
  3. Magnetikum - magnetický dipól a jeho magnetický dipólový moment,  magnetikum, vektor magnetizace, Ampérův zákon pro magnetikum, magnetická intenzita, permeabilita prostředí, relativní permeabilita, diamagnetické, paramagnetické a feromagnetické látky, hystereze, magnetické pole Země

V. Nestacionární elektromagnetické pole, střídavé proudy (PPT, PDF)

  1. Elektromagnetická indukce - smyčka v magnetickém poli, Faradayův zákon elektromagnetické indukce, Lenzův zákon, vlastní indukce a indukčnost, Maxwellovy rovnice
  2. Střídavé proudy - střídavý proud, harmonické funkce, závit v homogenním magnetickém poli, jednoduché obvody střídavého proudu - obvod s odporem, obvod s kapacitou, obvod s indukčností, aplikace

VI. Půlsemestrální test (z elektřiny a magnetizmu).


Doporučená literatura:

[ 1 ] Fuka,J.-Havelka,B.: Elektřina a magnetizmus, SPN, Praha, 1979.
[ 2 ] Hyperphysics. Nejdůležitější fyzikální pojmy a zákony fyziky včetně elektřiny a magnetismu v multimediální podobě (anglicky).
[ 2 ] Čičmanec,P.: Elektřina a magnetizmus, Alfa, Bratislava, 1980.
[ 3 ] Horák,Z.-Krupka,F.: Fyzika, SNTL, Praha, 1965.
[ 4 ] Lysenko, V.: učební text pro fyziku 2, části ELEKTROSTATIKA, ELEKTRODYNAMIKA, POLOVODIČE, STŘÍDAVÉ PROUDY, MAGNETICKÉ POLE VE VAKUU, MAGNETICKÉ POLE V LÁTCE
[ 5 ] Halliday,D.-Resnik,R.-Walker,J.: Fyzika, část 3.- Elektřina a magnetizmus, vyd. VUTIUM Brno a Prometheus Praha.  

B. Optika

1. Světlo jako elektromagnetické vlnění.

elektromagnetické spektrum, rychlost světla ve vakuu, frekvence, vlnová délka, polarizace (lineární, eliptická, kruhová)

2. Šíření světla I - lom.

lom (refrakce) světla, index lomu, Snellův zákon (zákon lomu), úhel dopadu a lomu, totální odraz, mezný úhel, vláknová optika, čočky, zobrazení čočkou, zobrazovací rovnice tenké čočky, kartézská znaménková konvence, ohnisko a ohnisková vzdálenost, předmětová a obrazová vzdálenost, spojky a rozptylky, reálný a virtuální obraz, optická mohutnost, sférická a barevná vada (aberace), Fresnelovy čočky, hranoly, optické přístroje, (lupa, dalekohled Keplerův a Galileův, mikroskop), anizotropie (dvojlom).

3. Šíření světla II - odraz, absorpce, rozptyl, interference a difrakce.

odraz (reflexe) světla, zákon odrazu, koeficient odrazu, Fresnelovy vzorce, absorpce světla, rozptyl světla, Rayleighův rozptyl, Mieho rozptyl, interference, interference na dvouštěrbině a na mřížce, interference na tenké vrstvě (filmu), difrakce, Fraunhoferova difrakce (geometrie, štěrbina, kruhový otvor, Rayleghovo kritérium), Fresnelova difrakce (geometrie, štěrbina, kruhový terčík).

4. Kvantové vlastnosti světla.

foton a jeho absorpce a emise atomem, (čarová) spektra atomů, laser (stimulovaná emise, inverze populace), vlastnosti světla laseru (monochromatičnost, koherence, směrovost), holografie, vlastnosti hologramu.

5. Fotometrie a kolorimetrie; atmosférické jevy.

lidské oko (parametry), spektrální citlivost lidského oka, denní (fotopické) a noční (skotopické) vidění, tyčinky a čípky, fotometrie, světelný tok (lumen), svítivost (kandela), osvětlení (lux), fotometrický zákon, barvy (spektrální), odstín, sytost a jasnost barvy, barevný C. I. E. diagram, atmosférické optické jevy, duha (primární a sekundární), halové jevy (sluneční halo), polární záře (sluneční vítr, viz též zde), modrá obloha, rudý západ (východ) slunce, zelený paprsek, koróna.

6. Semestrální test (z optiky).

Doporučená literatura:

[1]        Hyperphysics. Nejdůležitější fyzikální pojmy a zákony fyziky včetně optiky v multimediální podobě (anglicky).
[2]        Optika pro distanční formu studia (R. Kalus, D. Hrivňák, studijní opora katedry fyziky)
[3]        http://artemis.osu.cz. Stránky katedry fyziky Ostravské univerzity včetně učebních textů ke kurzům.
[4]        Physics classroom. Multimediální kurz vysokoškolské fyziky (anglicky).
[5]        Horák,Z.-Krupka,F.: Fyzika, SNTL, Praha, 1965.
[6]        Halliday, D.- Resnik, R.- Walker, J.: Fyzika, část 4.- Elektromagnetické vlny - Optika - Relativita, vyd. VUTIUM Brno a Prometheus Praha, 2000.
[7]        Štrba A.: Všeobecná fyzika 3 – Optika. Alfa, Bratislava 1979
[8]        Mechlová, E., Košťál, K. a kol.: Výkladový slovník fyziky, Prometheus, Praha, 1999.