FYZIKA II
Garant predmetu: doc. RNDr. Jarmila Müllerová, PhD.
Typ predmetu: povinný
Prednášky a semináre: doc. RNDr. Jarmila Müllerová, PhD.
Rozsah výučby: 4-1-1
Počet kreditov: 6
Forma ukončenia: zápočet, skúška
Por.č. |
Obsah prednášok v jednotlivých týždňoch semestra |
1 |
Elektrostatické pole vo vákuu, Coulombov zákon, princíp superpozície, intenzita elektrostatického poľa, potenciál. Súvis intenzity a potenciálu. Tok intenzity elektrostat. poľa, Gaussova veta a jej aplikácie. Poissonova a Laplaceova rovnica. Elektrický dipól. Pasívne a aktívne vlastnosti elektrického dipólu. Elektrostatické pole v okolí dipólu. |
2 |
Vodič v elektrostatickom poli. Kapacita vodičov, kondenzátory. Energia elektrostatického poľa. Pohyb elektrického náboja v homogénnom elektrostatickom poli. Elektrostat. javy v dielektrikách. Polarizácia dielektrika, vektor polarizácie, elektr. susceptibilita. Vektor elektrickej indukcie. 1. Maxwellova rovnica. Okrajové podmienky pre vektory intenzity a elektr. indukcie na rozhraní dvoch dielektrík. Energia elektrostat. poľa v dielektriku. |
3 |
Ustálený elektrický prúd, vektor prúdovej hustoty. Rovnica spojitosti el. prúdu. Ohmov zákon pre úsek vodiča. Ohmov zákon v diferenciálnom tvare. Práca a výkon el. prúdu. Jouleov zákon v diferenciálnom tvare. Vedenie el. prúdu v elektrolytoch. Faradayove zákony pre elektrolýzu. Vedenie el. prúdu v plynoch. Nesamostatná a samostatná vodivosť plynov. Ionizácia plynu a rekombinácia iónov. |
4 |
Magnetické pole vo vákuu. Lorentzova sila. Biotov-Savartov-Laplaceov zákon. Výpočet magn. indukcie v špeciálnych prípadoch. III. Maxwellova rovnica. Magn. silové pôsobe-nie medzi prúdovodičmi. Pohyb nabitej častice v magnetickom poli. Magn. tok. Faraday-ov zákon elektromagn. indukcie. II. Maxwellova rovnica pre elektromagn. indukciu. Pre-chodové javy v RC, RL obvode. Maxwellov posuvný prúd. IV. Maxwellova rovnica. |
5 |
Magnetické pole v látkovom prostredí, magnetický moment prúdovej slučky, vektor magnetizácie, intenzita magnetického poľa, magnetická susceptibilita. Zákon celkového prúdu. Energia magnetického poľa. Okrajové podmienky pre vektory magnetickej indukcie a intenzity na rozhraní dvoch magnetík. Obvody striedavých el. prúdov. |
6 |
Elektromagnetické vlny, vznik elmag. vĺn. Maxwellove rovnice. Vlnová rovnica a jej riešenie. Rovinná elektromagnetická vlna. Vzťahy medzi vektormi indukcie magn. poľa a vektorom intenzity elektr. poľa v rovinnej vlne. Prenos energie elektromagnetickou vlnou. Hustota toku energie v elektromagnetickom poli. Poyntingov vektor. Svetlo ako elektromagnetické vlnenie. Polarizácia svetla. |
7 |
Optické javy na rozhraní dvoch dielektrík. Odraz a lom svetelnej vlny. Fresnelove vzťahy. Interferencia svetla. Podmienky vzniku interferencie. Koherencia. Interferencia svetla dvoch zdrojov. Interferencia svetla na tenkej paralelnej vrstve. Interferencia na tenkej klinovej vrstve. Praktické využitie interferencie. |
8 |
Difrakcia svetla. Huygensov-Fresnelov princíp. Matematické vyjadrenie ohybových javov. Fraunhoferov ohyb na štrbine. Ohyb na mriežke. Vzťah vlnovej a geometrickej optiky. Základné zákony geometrickej optiky. Fermatov princíp. |
9 |
Maticový formalizmus geometrickej optiky.Zobrazovanie pomocou zrkadiel a šošoviek. Zobrazovacia rovnica dutého a vypuklého zrkadla. Zobrazovacia rovnica tenkej šošovky. Ohniská tenkej šošovky. Priečne a uhlové zväčšenie obrazu. Ľudské oko a videnie. Základné optické prístroje - lupa, mikroskop a ďalekohľad. |
10 |
Tepelné žiarenie. Žiarenie absolútne čierneho telesa. Zákon Stefanov-Boltzmanov a Wienov posuvný zákon. Planckova hypotéza a fotónova koncepcia žiarenia. Planckov vyžarovací zákon. Fotoelektrický jav. Fotoelektrická rovnica. Výstupná práca, hraničná vlnová dĺžka. Comptonov jav. RTG žiarenie. Luminiscencia. De Broglieho hypotéza. Vlnová funkcia a jej interpretácia. Princíp neurčitosti. |
11 |
Operátory v kvantovej mechanike. Schrödingerova rovnica a jej riešenie pre harmonický oscilátor, potenciálovú jamu a potenciálovú bariéru. Vývoj názorov na stavbu atómu. Bohrov model atómu vodíka. Spektrálne čiary. |
12 |
Základy kvantovej teórie atómu vodíka. Kvantové čísla a ich interpretácia. Spin elektrónu. Pauliho vylučovací princíp. Periodická sústava prvkov. |
13 |
Väzbová energia a podmienky stability jadra. Prirodzená rádioaktivita. Zákon rádioaktív-nych premien. Polčas rozpadu. Charakteristika rádioaktívneho žiarenia. Základy fyziky tuhých látok. |
Hodnotenie predmetu
Cez semester na seminároch (K1+K2+S+LC)
Nesmie byť žiadna neospravedlnená neúčasť na seminároch, ospravedlnené neúčasti nad počet 3 sa v odôvodnených prípadoch nahrádzajú počítaním zadaných príkladov.
Kontrolné práce (K1 + K2 ) - 25 bodov:
K1. V priebehu semestra. 5 bodov. Túto kontrolnú prácu nemožno opakovať.
K2. V zápočtovom týždni. 20 bodov. Možno opakovať v termínoch zverejnených na konci semestra, k hodnoteniu sa počíta najlepší výsledok.
Seminárna práca (S) - 5 bodov:
- téma sa vyberá zo zadaného zoznamu tém, práca je spracovaná písomne v rozsahu min. 5 strán A4 bez hlavičky, riadkovanie 2, včítane obrázkov, grafov diagramov a použitej literatúry,
- odovzdáva sa do 6.12, po tomto termíne sa seminárne práce už neprijímajú.
- 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+S+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 K2+S+SS, tj. 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
1. Krempaský J.: Fyzika, ALFA Bratislava 1982
2. Krupka F., Kalivoda L.: Fyzika, SNTL/ALFA, 1989
3. Beiser A.: Úvod do modernej fyziky, Academia, 1975
4. Feynman a kol.: Feynmanove prednášky z fyziky III. diel, ALFA Bratislava 1985
5. Hajko V. a kol.: Fyzika v príkladoch, ALFA Bratislava 1998
Nadväznosť na iné predmety a podmienenosť
Predmet nadväzuje bezprostredne na matematické predmety I. a II. semestra, hlavne matematickú analýzu. Vedomosti a zručnosti z predmetu uplatní študent v celom rade predmetov všeobecného inžinierskeho základu a odbornej špecializácie vo všetkých ročníkoch. Študent sa môže prihlásiť na skúšku, len ak ma ukončený predmet Fyzika I.