OTÁZKY KE ZKOUŠCE

 Literatura:

1. P. Kubeš, Z. Kyncl: Fyzika I (skriptum FEL)
2. J. Jelen, J. Lego: Fyzika II (skriptum FEL)
3. F. J. Blatt: Modern Physics, McGRAW-HILL, INC 1992

I. TERMODYNAMIKA

1. První věta termodynamická - vnitřní energie, tepelná energie, práce, úplné a neúplné diferenciály, měrná tepla. Mayerův a Poissonův vztah.
2. Základní vratné děje - isochorický, isobarický, isotermický, adiabatický a polytropní děj.
3. Entropie - definice entropie, absolutní teplota, statistický význam entropie, Boltzmannova rovnice.
4. Tepelné stroje - Carnotův cyklus, účinnost.
5. Druhá a třetí věta termodynamická.
6. Fázové přeměny - reálný plyn, fázový diagram, trojný a kritický bod.

II. KMITY

1. Harmonický oscilátor - Taylorův rozvoj potenciální energie v okolí minima, tuhost oscilátoru, frekvence oscilátoru, energie oscilátoru.
2. Tlumené kmity - koeficient útlumu, logaritmický dekrement útlumu.
3. Vynucené kmity - amplituda a fáze vynucených kmitů, výkonová rezonance, činitel jakosti rezonance.
4. Skládání kmitů - rázy a Lissajoussovy obrazce.

III. VLNĚNÍ

1. Základní vztahy - amplituda, fáze, úhlová frekvence, vlnový vektor, vlnoplocha, fázová rychlost. Longitudinální a transverzální vlna. Polarizace.
2. Typy vln - rovinná, kulová, kruhová vlna.
3. Huyghensův princip - odraz, lom, ohyb.
4. Dopplerův jev - pohyb zdroje a pozorovatele, rázová vlna.
5. Superpozice vln - disperzní relace, vlnový balík, fázová a grupová rychlost.
6. Vlnová rovnice - postupná vlna, Laplaceův a D’Alambertův operátor.
7. Vlnění v bodové řadě - stojaté vlnění, volný a pevný konec.
8.  Intenzita vlnění - intenzita a hladina intenzity v akustice.

IV. ELEKTROMAGNETICKÉ VLNY

1. Maxwellovy rovnice - Gaussovy věty, Faradayův zákon, Ampérův zákon.
2. Zákon zachování náboje a energie - rovnice kontinuity, Poytingův vektor.
3. Fourierova transformace MR - princip superpozice, základní pravidla.
4. Elektromagnetické vlny - ve vakuu, v anizotropní látce. Řešení Fourierovou transformací.
5. Elektromagnetické vlny - ve vodiči (telegrafní rovnice), disperzní relace v kovu, útlum. Řešení FT.
6. Základní pojmy teorie pole - elektromagnetické potenciály, rovnice pro potenciály.
7. Vlna na rozhraní - TE a TM vlna, spojitost složek
8. Vlna na rozhraní - Brewsterův úhel, totální reflexe, odraz na opticky hustším prostředí.

V. OPTIKA

1. Fermatův princip - příklady.
2. Interference a ohyb - korelace a koherence. Interference. Fresnelův a Fraunhoferův ohyb.
3. Anisotropní látky - typy krystalů, řádná a mimořádná vlna. Čtvrtvlná destička, nikol.
4. Základní pojmy geometrické optiky - virtuální a reálný obraz, kardinální body soustavy, příčné a úhlové zvětšení.
5. Chod paprsků optickou soustavou - geometrické řešení, zobrazovací rovnice, dvojice centrovaných soustav.
6. Optické přístroje - lupa, mikroskop, dalekohled.
7. Optické vady - sférická vada, koma, zkreslení, barevná vada.

VI. RELATIVITA

1. Problém síly ve fyzice - inerciální soustava, definice síly, řešení v obecné relativitě a v kvantové teorii pole.
2. Základy speciální teorie relativity - Galileův princip, Michelsonův experiment, principy STR, jednotky v STR.
3. Lorentzova transformace a její důsledky - maticový zápis LT, dilatace času, kontrakce délek, kauzalita a kužel budoucnosti.
4. Další vztahy v STR - Transformace rychlostí, hmotnost, energie, kinetická energie.
5. Transformace čtyřvektorů - relativistický Dopplerův jev, Heavisideovo pole letící nabité částice (cvičení)
6. Princip ekvivalence - Lokálně inerciální systém, vztah OTR a STR, Harold-Waagův experiment.
7. Základní efekty OTR - Ohyb světla v gravitačním poli, gravitační čočka. Rudý posuv v gravitačním poli, změna chodu času, paradox dvojčat, Pound-Rebkův experiment.
8. Černé díry - Schwarzschildův poloměr, statická mez, ergosféra, ”no hair” teorém, závěrečná stadia vývoje hvězd.
9. Vznik a vývoj Vesmíru - Olbersův paradox, Hubblovo rozpínání, reliktní záření. Friedmannovy modely.

VII. KVANTOVÁ TEORIE

1. Experimenty, které vedly ke kvantové teorii - záření absolutně černého tělesa, fotoelektrický jev, ohyb elektronů, existence atomu.
2. Základní vztahy - de Broglieho formulace duality vlna-částice, Bohrův model atomu, Heisenbergovy relace neurčitosti.
3. Schrödingerova kvantová teorie - diskrétní a spojité řešení, jámy, tunelování. Sférický potenciál, kvantová čísla n,l,m,s. časová Schrödingerova rovnice.
4. Relativistická kvantová teorie - Diracova rovnice, Klein-Gordonova rovnice. Spin. Fermiony a bosony. Pauliho vylučovací princip. Pozitron, antičástice.
5. Základy kvantové teorie pole - Feynmannovy diagramy, výměnné částice, Polarizace vakua. Lambův posuv.
6. Teorie elementárních částic - leptony, kvarky, mezony, hadrony.
7. Interakce - elektromagnetická, slabá a silná interakce. Vůně a barva. Symetrie v přírodě.
8. Sjednocovací teorie - Planckovy škály, GUT a SUSY teorie. Struny. Sjednocení ve vícedimenzionálních prostorech.

VIII. JADERNÁ FYZIKA

1. Stavba atomu - jádro a obal, vazebná energie.
2. Rozpady částic - rozpadový zákon, poločas rozpadu, záření a, b a g.
3. Urychlovače částic - cyklotron, fázotron, lineární urychlovače. LEP, SLAC, LHC.
4. Syntéza a štěpení - reakce ve Slunci, vodíková bomba, fúze, tokamak,  jaderný reaktor.
5. Jaderná energetika - typy reaktorů, palivo, moderátor, okruhy. Temelín.