Elektrofyzika

 

pre bakalárské štúdium, odbor  Telekomunikačný manažment

 

Garant predmetu:             doc. RNDr. Jarmila Müllerová, PhD.

Typ predmetu:                  povinný

Prednášky a semináre:     doc. RNDr. Jarmila Müllerová, PhD.

Laboratórne cvičenia:      RNDr. Stanislav Jurečka, PaedDr. Mgr. Peter Hockicko

Rozsah výučby:                 3-2-1           

Počet kreditov:                  8       

Forma ukončenia:            zápočet, skúška

 

Por.č.

Obsah prednášok v jednotlivých týždňoch semestra

1

Úvod do štúdia fyziky. Fyzikálne veličiny a fyzikálne jednotky. Kinematika hmotného bodu. Polohový vektor, mechanický pohyb, hmotný bod, Rýchlosť a zrýchlenie hmotného bodu.

2

Krivočiary pohyb hmotného bodu. pohyb, rozklad zrýchlenia na tangenciálne a normálové, pohyb hmotného bodu po kružnici. Dynamika hmotného bodu, pojem hmotnosti a sily, princíp superpozície, Newtonove pohybové zákony. Pohybové rovnice.

3

Sily pri krivočiarych pohyboch. Inerciálne a neinerciálne sústavy, zotrvačné sily. Impulz sily, hybnosť hmotného bodu, 1. veta impulzová, zákon zachovania hybnosti, práca a energia, kinetická a potenciálna energia, potenciálna energia v poli tiaže, výkon, zákon zachovania mechanickej energie.

4

Dynamika sústavy hmotných bodov a telesa. Ťažisko (hmotný stred) sústavy hmotných bodov a tuhého telesa, skladanie síl v tuhom telese, translačný pohyb tuhého telesa, 1. impulzová veta, veta o pohybe ťažiska, rotačný pohyb tuhého telesa, moment sily a moment hybnosti, zákon  zachovania momentu hybnosti, 2. impulzová veta, kinetická energia rotujúceho tuhého telesa, moment zotrvačnosti tuhého telesa, Steinerova veta, pohybové rovnice rotujúceho tuhého telesa.

5

Gravitačné pole, Keplerove zákony, Newtonov gravitačný zákon, práca síl gravitačného poľa, potenciálna energia, intenzita a potenciál gravitačného poľa. Gravitačné pole Zeme. Závislosť tiažového zrýchlenia od zemepisnej šírky. Pohyb telesa v gravitačnom poli Zeme.

6

Harmonický oscilátor, netlmené kmity, energia harmonického oscilátora. Kyvadlá (matematické, fyzikálne), tlmené kmity, vynútené kmity, rezonancia, skladanie rovnosmerných kmitov, základy harmonickej analýzy.

7

Kinetická teória plynov. Tepelný pohyb, vlastnosti ideálneho plynu, základy klasickej štatistickej fyziky, hustota pravdepodobnosti, tlak plynu na stenu nádoby, Maxwellovo rozdelenie molekúl ideálneho plynu podľa rýchlostí, stredná kvadratická rýchlosť ideálneho plynu, rozdelenie molekúl ideálneho plynu podľa energie, stavová rovnica ideálneho plynu.

8

Termodynamická rovnováha, ekvipartičná teoréma, vnútorná energia, zákony pre ideálny plyn, ekvivalencia práce a energie, 1. termodynamická veta, tepelná kapacita.

9

Termodynamické deje (izotermický, izochorický, izobarický), teplo, adiabatický proces, polytropický proces, Carnotov cyklus, účinnosť tepelného stroja, 2. termodynamická veta.

10

Elektrostatické pole. Coulombov zákon, princíp superpozície. Intenzita a potenciál elektrostatického poľa. Elektrický dipól. Gaussova veta elektrostatiky a jej aplikácie. Elektrostatické pole vo vodičoch. Javy sprevádzajúce elektrostatickú indukciu (elektrostatická rovnováha, tienenie). Kapacita vodičov.

11

Elektrostatické pole v dielektrikách. Polarizácia dielektrika. Permitivita prostredia, susceptibilita. Doskový kondenzátor. Energia hustota energie elektrostatického poľa v dielektriku. Ustálený el. prúd. Elektrický prúd v kovoch, Ohmov zákon v diferenciálnom a integrálnom tvare, zákon zachovania elektrického náboja, rovnica kontinuity elektrického prúdu, práca a výkon el. prúdu.

12

Magnetické pole vo vákuu. Lorentzova sila. Biotov-Savartov-Laplaceov zákon a jeho použitie.  Ampérov zákon a jeho použitie. Magnetické pole v látkach. Elektromagnetická indukcia. Elektromagnetické pole. Maxwellove rovnice.

13

Svetlo ako elektromagnetické vlnenie. Základy vlnovej optiky. Základné princípy geometrickej optiky. Korpuskulárne vlastnosti svetla.

 

Hodnotenie predmetu

Cez semester K1+K2+K3+LC = 48 bodov

Semináre – počítanie príkladov

Nesmie byť žiadna neospravedlnená neúčasť na seminároch, ospravedlnené neúčasti nad počet 3 sa v odôvodnených prípadoch nahrádzajú počítaním zadaných príkladov.

Na seminároch - kontrolné práce (K1 + K2 + K3 ) - 30 bodov:

K1, K2. V priebehu semestra.  Každá po 5 bodov. Možno nahradiť riešením zadaných príkladov.

K3. V 12. týždni semestra.  20 bodov. Možno opakovať v termínoch zverejnených na konci semestra, k hodnoteniu sa počíta najlepší výsledok.

Laboratórne cvičenia (LC) – 18 bodov

-          povinné je zmeranie a odovzdanie protokolov z 6 laboratórnych úloh

-          za jeden protokol je možné získať maximálne 3 body

Podmienka udelenia zápočtu – min. 20 bodov zo súčtu K1+K2+K3+LC = max. 48 bodov

 

Hodnotenie na semestrálnej skúške (SS) - skúška je písomná 30 bodov.  Zadanie obsahuje:

-          15 otázok vyžadujúcich stručnú odpoveď - za správnu a úplnú 1 bod, spolu 15 bodov

-          3 otázky vyžadujúce vypracovanie – za správne a úplné vypracovanie 5 bodov,  spolu 15 bodov

 

Hodnotenie:  výsledok skúšky je súčet hodnotení [50 % z (K1+K2)]+K3+SS, t.j. maximálne 55 bodov

Klasifikácia v závislosti od výsledného počtu bodov podľa skúšobného poriadku fakulty :

               91 – 100 %

55 - 50 bodov

A       (výborne)

               81 – 90 %

49 - 44 bodov

B       (veľmi dobre)

               71 – 80 %)

43 - 39 bodov

C       (dobre

               61 – 70 %)

38 - 33 bodov

D       (uspokojivo

               51 – 60 %

32 - 28 bodov

E        (dostatočne)

               menej ako 51 %

27 bodov a menej

FX     (nedostatočne)

 

Konzultácie

piatok 13,00 – 14,00 hod., je potrebné sa vopred ohlásiť, iné termíny po dohode

 

Literatúra

1.      Krempaský J.: Fyzika, ALFA Bratislava 1982

2.      Hajko, V., Daniel-Szabó, J.: Základy fyziky. Veda, Bratislava 1980.

3.      Hajko V. a kol.: Fyzika v príkladoch, ALFA Bratislava 1998