SubjectsSubjects(version: 945)
Course, academic year 2023/2024
   Login via CAS
Physics for KATA - MC230P88
Title: Fyzika pro KATA
Czech title: Fyzika pro KATA
Guaranteed by: Department of Analytical Chemistry (31-230)
Faculty: Faculty of Science
Actual: from 2022 to 2023
Semester: winter
E-Credits: 3
Examination process: winter s.:combined
Hours per week, examination: winter s.:2/1, Ex [HT]
Capacity: unlimited
Min. number of students: unlimited
4EU+: no
Virtual mobility / capacity: no
State of the course: taught
Language: Czech
Note: enabled for web enrollment
Guarantor: doc. RNDr. Juraj Dian, CSc.
Teacher(s): doc. RNDr. Juraj Dian, CSc.
Annotation - Czech
Last update: doc. RNDr. Juraj Dian, CSc. (21.01.2024)
Základní kurz fyziky určený studentům KATA. Cílem kurzu je seznámení se základními pojmy z fyziky nezbytnými při studiu chemie.

Přednášky a cvičení probíhá v závislosti na epidemiologické situaci buď prezenční nebo distanční formou. V případě tří a více posluchačů probíhá výuka standardní formou, v případě nižšího počtu probíhá přednáška formou kontrolované četby a individuálních konzultací. Distanční výuka probíhá interaktivním způsobem v on-line režimu pomocí programového prostředí Microsoft Teams.

Distanční výuka může v případě překryvu více předmětů v rozvrhu probíhat po domluvě i v jinou dobu než je stanovená v SISu.

Studijní podklady k přednáškám a seminářům budou posluchačům zasílány nejpozději jeden-dva dny před konáním přednášky e-mailem.

Výstupy učení:
Na konci kurzu bude student schopen:

Klasická mechanika:
• Identifikovat a aplikovat základní jednotky soustavy SI.
• Používat vektorovou algebru pro skládání vektorů a výpočty skalárního a vektorového součinu fyzikálních veličin.
• Vysvětlovat kinematiku hmotného bodu, včetně rovnoměrného a rovnoměrně zrychleného přímočarého pohybu.
• Definovat rychlost a zrychlení, včetně vztahu k pohybu po kružnici.
• Aplikovat Newtonovy pohybové zákony a gravitační zákon.
• Identifikovat normálovou a třecí sílu a pracovat s nimi.
• Analyzovat práci ve fyzice, kinetickou energii a potenciální energii v různých kontextech.
• Vysvětlovat pohyby těles při pružných srážkách a aplikovat zákony zachování mechanické energie a hybnosti.
• Interpretovat rotační pohyb tuhého tělesa, včetně vektoru úhlové rychlosti a momentu setrvačnosti.

Kmity a vlnění:
• Používat pojem harmonického oscilátoru, vysvětlit souvislost mezi úhlovou rychlostí a periodou kmitu, popsat charakteristiky podélného a příčného vlnění.
• Porozumět postupné monochromatické vlně, úhlové rychlosti a úhlovému vlnočtu.
• Vysvětlit pojem vlnového vektoru a principy superpozice.
• Aplikovat princip superpozice pro popis interference vln a stojatého vlnění.

Elektrické pole:
• Používat Coulombův zákon a rozumět základním vlastnostem elektrického náboje.
• Vysvětlovat pojmy elektrického pole, intenzity elektrického pole a princip superpozice v elektrostatickém poli.
• Definovat elektrický dipól a popsat jeho chování ve vnějším elektrickém poli.
• Vyhodnocovat tok vektoru plochou při aplikaci Gaussova zákona elektrostatiky.
• Aplikovat Gaussův zákon elektrostatiky pro výpočet elektrického pole nabité roviny a nabitého vlákna.
• Vysvětlovat pojmy potenciální energie elektrického pole, elektrický potenciál a napěří.
• Porozumět vztahu mezi intenzitou elektrického pole a elektrickým potenciálem.
• Používat Ohmův zákon, rozlišovat mezi pojmy odpor a rezistivita.

Magnetické pole:
• Identifikovat základní vlastnosti magnetického pole a pracovat s Ampérovým zákonem.
• Analyzovat magnetickou indukci a Lorenzovu sílu.
• Vysvětlit pohyb nabité částice v magnetickém poli, Hallův jev a princip hmotnostního spektrometru.
• Interpretovat moment síly a potenciální energii magnetického dipólu ve vnějším magnetickém poli.
• Porozumět orbitálnímu a spinovému momentu hybnosti elektronu a magnetickému poli v atomu vodíku
• Vysvětlovat vztah mezi elektronovou strukturou a magnetickými vlastnostmi látek. Identifikovat diamagnetické, paramagnetické a feromagnetické látky.

Úvod do optiky:
• Používat Maxwellovy rovnice a vysvětlovat základní vlastnosti rovinné elektromagnetické vlny.
• Porozumět polarizaci světla, a odrazu a lomu na rovinném rozhraní.
• Aplikovat principy interference a difrakce světelných vln na konkrétní situace.
• Interpretovat a vysvětlovat různé aspekty optických jevů.
Literature - Czech
Last update: doc. RNDr. Karel Nesměrák, Ph.D. (06.04.2020)

D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Fyzika 1+2, VUTIUM, Brno, 2014

E. Svoboda a kol.: Přehled středoškolské fyziky, PROMETHEUS, Praha 2020

Requirements to the exam - Czech
Last update: doc. RNDr. Karel Nesměrák, Ph.D. (06.04.2020)

Zkouší se vše, co je odpřednášeno. Zkouška se koná kombinovanou formou.

Syllabus - Czech
Last update: doc. RNDr. Juraj Dian, CSc. (21.01.2024)

1. Klasická mechanika

Základní jednotky soustavy SI. Vektorová algebra – skládání vektorů, skalární a vektorový součin vektorů. Kinematika hmotného bodu, rovnoměrný a rovnoměrně zrychlený přímočarý pohyb, definice rychlosti a zrychlení. Pohyb po kružnici, zavedení úhlové rychlosti, úhlového zrychlení a dostředivého zrychlení

Dynamika hmotného bodu, síla a hmotnost, Newtonovy pohybové zákony. Newtonův gravitační zákon. Normálová a třecí síla. Práce ve fyzice, kinetická energie, teorém práce – kinetická energie. Potenciální energie v tíhovém poli. Pružná síla, potenciální energie pružné síly. Zákon zachování mechanické energie. Výkon síly. Pružné srážky těles, hybnost a impulz síly. Zákon zachování hybnosti.

Rotační pohyb tuhého tělesa, vektor úhlové rychlosti, kinetická energie rotačního pohybu, moment setrvačnosti. Moment síly a moment hybnosti.

2. Kmity a vlnění.

Harmonický oscilátor, podélné a příčné vlnění. Postupná monochromatická vlna, úhlová rychlost a úhlový vlnočet. Pojem vlnového vektoru. Princip superpozice, interference vln, stojaté vlnění.

3. Elektrické pole

Základní vlastnosti elektrického náboje, Coulombův zákon. Pojem elektrického pole, intenzita elektrického pole. Elektrostatické pole bodového náboje a soustavy nábojů, princip superpozice, elektrický dipól. Elektrický dipól ve vnějším elektrickém poli – moment síly a potenciální energie elektrického dipólu. Pohyb nabité částice v elektrickém poli

Tok vektoru plochou, Gaussův zákon elektrostatiky. Elektrické pole nabité roviny a nabitého vlákna. Potenciální energie elektrického pole, elektrický potenciál, pojem ekvipotenciální plochy. Vztah mezi intenzitou elektrického pole a elektrickým potenciálem.

Elektrické pole nabitého vodiče. Elektrické pole v dielektriku, polarizace dielektrika. Elektrický proud, proudová hustota, driftová rychlost. Odpor a rezistivita, Ohmův zákon.

4. Magnetické pole

Základní vlastnosti magnetického pole, Ampérův zákon. Magnetická indukce a Lorenzova síla. Pohyb nabité částice v magnetickém poli, Hallův jev a princip hmotnostního spektrometru.

Magnetický dipól ve vnějším magnetickém poli - moment síly a potenciální energie magnetického dipólu. Orbitální a spinový moment hybnosti elektronu, orbitální a spinový magnetický moment. Magnetické pole v látce – diamagnetické, paramagnetické a feromagnetické látky.

5. Úvod do optiky

Maxwellovy rovnice, základní vlastnosti rovinné elektromagnetické vlny. Polarizace světla, odraz a lom na rovinném rozhraní. Interference a difrakce světelných vln.

 
Charles University | Information system of Charles University | http://www.cuni.cz/UKEN-329.html