Fyzika II - B2B02FY2 a A8B02PH2 (přednáší J. Koller)

Podmínky pro udělení zápočtu

1. získat alespoň 30 bodů,
2. odměřit předepsaný počet laboratorních úloh,
3. zpracovat a vyhodnotit takto získaná data do laboratorního sešitu,
   • laboratorní sešit nemusí obsahovat výpočet nejistot ani postup měření
   • grafy v laboratorním sešitu nemusí být velikosti A4
4. odevzdat dva referáty z laboratorních úloh určených cvičícím.
• do bodového hodnocení se počítá jen jeden lépe hodnocený.
• nedoporučuje se zadávat referáty z úloh označených červeným křížkem
• referáty jsou cvičícím přijaty, pokud splňují pokyny pro vypracování referátů, se kterými jsou studenti seznámeni na první hodině laboratorních cvičení.

1. písemky maximálně 50 bodů
   V průběhu semestru se budou psát dvě písemky (P) po 25 bodech. Obě písemky proběhnou v hodinách a místnostech určených přednášejícím.
   Doporučený postup k řešení i opravování příkladů (pro studenty i cvičící):
   •  výchozí vztahy
   •  obecný postup řešení
   •  výsledný vzorec
   •  číselný výsledek s rozměrem
2.  práci na cvičení maximálně 5 bodů (kladné body: počet bodů v pravomoci cvičícího, např. student podal dobrý výkon na početním cvičení, záporné body: za zásadní neznalosti, zásadní nepřipravenost na cvičení, atd.). (P)
3.  protokoly (-4 až 10 bodů) (L).
4.  práci v laboratoři maximálně 5 bodů (kladné body: počet bodů v pravomoci cvičícího, např. student je skvěle připraven na měření, záporné body:  za zásadní neznalosti, zásadní nepřipravenost na měření, atd.). (L)
5. 5 bodů může být získáno za webové testy (I) (+1 bod za test složený na plný počet bodů).

Laboratorní cvičení

Podmínky pro složení zkoušky

1. Zápočet z Fyziky II, který není starší než dva roky
2. V první části zkoušky student musí vyřešit počet příkladů, daný jeho bodovým ziskem ze semináře.  
   

   Nutný počet příkladů	Body ze semináře
   1	65 a více
   2	55 - 64
   3	45 - 54
   4	35 - 44
   5	méně než 35

   Po úspěšném absolvování první části zkouška pokračuje částí druhou
3. Ve druhé části zkoušky student písemně zodpoví položené otázky. Tyto odpovědi jsou bodovány. Lze takto získat až 30 bodů.
4. V ústní části zkoušky student obhajuje známku podle tabulky. A to podle sloupce, ve kterém dosáhne na lepší hodnocení.
   

   			zkoušková písemka	seminář + zkoušková písemka
   A	výborně	1	25	90
   B	velmi dobře	1-	23	80
   C	dobře	2	20	70
   D	uspokojivě	2-	18	60
   E	dostatečně	3	15	50
   				Zkoušková písemka musí být minimálně za 12 bodů.

Doporučená literatura

• Kubeš P., Kyncl Z.: Fyzika I, skripta ČVUT FEL Praha 2003
• Jelen J.: Fyzika II, skripta ČVUT FEL Praha 2000
• Štoll: Elektřina a magnetismus, skripta FJFI
• Halliday, Resnick, Walker: Fyzika 1-5, Vutium-Prometheus Brno 2000 (Originál: Fundamentals of Physics, Willey & Sons)
• Sedlák, Štoll: Elektřina a magnetismus, Academia
• Feynman P.: Feynmanovy přednášky z fyziky 1-3, Fragment Havlíčkův Brod 2000
• Pekárek S., Murla M.: Fyzika I-semináře, skripta ČVUT FEL Praha 1997
• Murla, Pekárek: Fyzika II-semináře, skripta FEL
• Kulhánek, Malinský, Murla, Pekárek, Plocek: Fyzika 2 - semináře, skripta FEL
• Bednařík M., Jiříček O., Koníček P.: Fyzika I a II – laboratorní praktikum, skripta ČVUT FEL Praha 2003
• Baiser A.: Úvod do moderní fyziky, Academia Praha 1975

Tematické okruhy ke zkoušce z předmětu FYZIKA II (B2B02FY2)

1. Rozdělení vln. Mechanické vlny. Elektromagnetické vlny. Vlny hmoty.
2. Příčné vlny. Podélné vlny.
3. Obecná vlnová rovnice.
4. Vlnová rovnice pro postupnou vlnu a její obecné řešení.
5. Vlnová rovnice pro kulovou vlnu a její obecné řešení.
6. Postupné vlnění. Sinusová vlna. Vlnová délka. Perioda kmitů. Rychlost postupné vlny. Fázová rychlost.
7. Stojaté vlny. Poloha kmiten a uzlů.
8. Disperze. Disperzní vztah.
9. Disperzní vztah a fázová rychlost v nedisperzním prostředí.
10. Disperzní vztah pro vlnový systém s prostorovým útlumem.
11. Disperzní vztah a fázová rychlost v slabě disperzním prostředí.
12. Grupová rychlost. Závislost grupové rychlosti na fázové rychlosti.
13. Normální disperze. Anomélní disperze.
14. Zvuk. Akustická výchylka. Akustická rychlost. Akustický tlak. Vlnová rovnice akustického pole.
15. Hladinové vyjádření akustických veličin. Hladina akustického tlaku. Hladina akustické intenzity.
16. Dopplerův jev a jeho využití.
17. Dopplerův jev pro pohyblivý zdroj.
18. Dopplerův jev pro pohyblivý přijímač.
19. Pohyb zdroje nadzvukovou rychlostí. Machův kužel. Machovo číslo.
20. Geometrická optika. Paprsková aproximace. Světelný paprsek a jeho vlastnosti.
21. Fermatův princip. Zákon odrazu. Zákon lomu. Kritický odraz.
22. Tenká čočka. Zobrazení pomocí tenké spojky a rozptylky. Zobrazovací rovnice ve vrcholovém tvaru.
23. Elektromagnetická vlna a její základní vlastnosti. Přenos energie elektromagnetickou vlnou. Poyntigův vektor. Vlnová rovnice elektromagnetického pole.
24. Interference vln. Optická dráha vlny.
25. Konstruktivní interference. Destruktivní interference.
26. Huygensův princip. Huygensova konstrukce.
27. Difrakce vln. Huygensův-Fresnelův princip.
28. Fresnelovo číslo. Blízké a vzdálené pole, Fresnelova a Fraunhoferova difrakce. Fraunhoferův difrakční integrál.
29. Ideální plyn. Stavová rovnice ideálního plynu.
30. Tlak plynu a jeho souvislost s efektivní rychlostí molekul plynu.
31. Maxwellovo rozdělení rychlostí molekul.
32. Vnitřní a vnější stavové veličiny. Dějové veličiny.
33. Rovnovážný termodynamický stav. Teplota.
34. Měření teploty. Mezinárodní teplotní stupnice ITS-9. Definice Kelvinova stupně. Definice Celsiovy stupnice.
35. Teplo. Tepelná kapacita. Tepelná kapacita při stálém tlaku a objemu.
36. Práce plynu.
37. První zákon termodynamiky.
38. Ekvipartiční teorém. Vnitřní energie ideálního plynu.
39. Molární tepelná kapacita ideálního plynu při stálém objemu.
40. První věta termodynamická pro ideální plyn.
41. Mayerův vztah pro ideální plyn. Poissonův koeficient.
42. Vratné a nevratné děje. Postulát entropie.
43. Makroskopická definice entropie.
44. Změna entropie pro nevratný proces.
45. Změna entropie v ideální plynu.
46. Mikroskopická (statistická) definice entropie. Souvislost entropie a pravděpodobnosti. Boltzmannova rovnice.
47. Druhý zákon termodynamiky.
48. Třetí zákon termodynamiky.
49. Tepelné stroje. Tepelné stroje s přímým cyklem. Tepelné motory. Tepelné stroje s inverzním cyklem.
50. Carnotův motor. Carnotův cyklus.
51. Práce a entropie v jednom cyklu Carnotova motoru. Účinnost Carnotova motoru. Zavedení termodynamické termodynamické teploty pomocí účinnosti Carnotova motoru.
52. Teplotní roztažnost látek. Teplotní součinitel délkové a objemové roztažnosti.
53. Přenos tepla (vedení, proudění, záření), tepelný tok, hustota tepelného toku.
54. Fourierův zákon, rovnice vedení tepla.
55. Vedení tepla slženou deskou, Vedení tepla rovinnou stěnou. Prostup tepla stěnou.
56. Záření těles. Záření absolutně černého tělesa.
57. Planckův zákon vyzařování. Stefan-Boltzmanův zákon. Wienův posunovací zákon.
58. Foton. Energie a hybnost fotonu.
59. Comptonův jev.
60. Fotoelektrický jev.
61. De-Broghlieho vlna, De-Broghlieho vlnová délka. Vlnově-částicový dualismus. Experimenty, potvrzující vlnový charakter částic.
62. Vlnová funkce a její interpretace.
63. Časová nerelativistická Schrödingerova rovnice.
64. Bezčasová Schrödingerova rovnice.
65. Heisenbergův princip neurčitosti.
66. Bohrův model atomu. Hladiny energie v atomu vodíku.
67. Kvantová čísla pro elektron v atomu, kvantování energie a momentu hybnosti, spin. Pauliho princip.
68. Řešení Schrödingerovy rovnice pro volnou částici.
69. Částice v nekonečné potenciálové jámě. Vlnová funkce. Kvantovaná energie.
70. Harmonický kvantový oscilátor a jeho energie.
71. Tunelový jev. Popis tunelového jevu pomocí Schrödingerovy rovnice. Koeficient průchodu. Aplikace tunelového jevu.
72. Pásová teorie pevných látek. Vodiče. Izolanty. Vlastní a nevlastní polovodiče.
73. Princip laseru. Spontánní a stimulovaná emise. He-Ne laser. Plynový laser. Polovodičový laser. Pevnolátkový laser. Použití laseru.
74. Základní pojmy z fyziky atomového jádra. Protonové číslo. Nukleonové́ číslo. Neutronové číslo. Poloměr atomového jádra. Vazebná energie atomového jádra.
75. Radioaktivní rozpad.
76. Zákon radioaktivní přeměny v integrálním a diferenciálním tvaru. Aktivita, poločas rozpadu.
77. Rozpad alfa. Rozpad beta minus a beta plus.
78. Rozdělení subjaderných částic. Fermiony a bosony. Leptony a hadrony, mezony a baryony. Částice a antičástice.>/li>
79. Jaderné štěpení.
80. Termojaderná fúze. Fúze ve hvězdách. Řízená termojaderná fúze. Lawsonovo kritérium.
81. Základní rozdělení urychlovačů čáastic. Lineární urychlovač. Kruhový urychlovač. Princip funkce cyklotronu. Cyklotronová frekvence. Urychlovač se vstřícnými svazky

Typové příklady

Výběr slidů z přednášek:

Poslední změna 21. 9. 2019