|
|
|
||
|
Poslední úprava: Mgr. Dina Novotná Obeidová (03.08.2022)
Požadavky ke státní závěrečné zkoušce
Studentovi jsou zadána tři z níže uvedených témat (jsou rozdělena do šesti okruhů a jednotlivá témata jsou očíslována). Student si během vymezeného času připraví písemný podklad k ústní části zkoušky. Prověřována je jak hloubka porozumění tématům, tak také šíře jejich pochopení v souvislostech (včetně souvislostí s běžným životem a technickou praxí).
A. Klasická mechanika
1.~Kinematika a~dynamika hmotného bodu, Newtonovy pohybové zákony (z.). 2.~Soustava hmotných bodů, její kinematický a~dynamický popis. 3.~Tuhé těleso, rotace, moment setrvačnosti. 4.~Rovnováha soustav hmotných bodů a~těles, princip virtuální práce. 5.~Síly a~silová pole, vztah síly a~energie, zobecněné síly. 6.~Hybnost, první věta impulzová, zákon zachování hybnosti (ZZ), zobecněná hybnost. 7.~Moment hybnosti, druhá věta impulzová, ZZ~momentu hybnosti. 8.~Kinetická a~potenciální energie, ZZ~mechanické energie. 9.~Lagrangeovy rovnice druhého druhu, Hamiltonovy rovnice. 10.~Využití variačního počtu v~klasické mechanice, brachistochrona. 11.~Inerciální soustavy, Galileiho transformace, klasický princip relativity, souvislost s~STR. 12.~Neinerciální soustavy, setrvačné síly, beztížný stav. 13.~Odporové síly, pohyb pod vlivem odporových sil. 14.~Pohyb v~poli centrální síly, Keplerovy zákony. 15.~Pružné a~nepružné srážky, rozptyl, Rutherfordův pokus. 16.~Harmonický oscilátor, netlumené a~tlumené kmity, kyvadlo. 17.~Buzené kmity a~rezonance. 18.~Vázané kmity, malé kmity soustav hmotných bodů. 19.~Rovnice struny, postupné a~stojaté vlnění. 20.~Kontinuum, popis napětí a~deformace. 21.~Vztah napětí a~deformace v~kontinuu, pružnost, reologická klasifikace látek. 22.~Hydrostatika, rovnováha tekutin, Pascalův~z. a~Archimedův~z. 23.~Pohyb ideálních a~viskózních tekutin, rovnice kontinuity.
B. Elektřina, magnetismus a~klasická elektrodynamika
1.~Maxwellovy rovnice. 2.~Elektrický náboj, Coulombův~z., elektrostatické pole, Gaussův~z. elektrostatiky. 3.~Intenzita a~potenciál elektrostatického pole, Laplaceova rovnice. 4.~Vodič v~elektrostatickém poli, elektrostatické pole vodičů. 5.~Kapacita a~kondenzátory. 6.~Dielektrika v~elektrostatickém poli. 7.~Stacionární elektrický proud, ZZ~elektrického náboje, rovnice kontinuity. 8.~Elektrické obvody se~stacionárním proudem. 9. Odpor vodičů, prvky elektrických obvodů. 10.~Magnetické pole permanentních magnetů a~stacionárního proudu, Ampèrův~z. 11. Elektrický a~magnetický dipól. 12.~Magnetické pole v~látkovém prostředí. 13.~Pohyb nabité částice v~homogenním elektrickém a~homogenním magnetickém poli, působení magnetického pole na~vodič s~proudem. 14.~Faradayův~z. elektromagnetické (elmag.) indukce. 15.~Indukčnost, cívky. 16. Přechodové jevy v~obvodech s~kondenzátorem a~cívkou. 17.~Střídavý proud. 18.~Rezistor, kondenzátor a~cívka v~obvodu střídavého proudu. 19.~LC a~RLC oscilační obvody. 20.~Transformátor. 21.~Polovodičové prvky a~jejich aplikace. 22.~Vektorový a~skalární elmag. potenciál. 23.~Vlnová rovnice pro elmag. vlny ve~vakuu, dielektriku a~ve~vodiči. 24.~Kvazistacionární pole ve~vodiči a~mimo vodič. 25.~ZZ~energie v~elmag. poli. 26.~ZZ hybnosti v~elmag. poli. 27.~Klasická elektrodynamika jako součást klasické fyziky a~její meze.
C. Optika
1.~Rovinná a~kulová harmonická elmag. vlna~–~parametry, polarizace, energie (okamžité a~časové střední hodnoty). 2.~Skládání elmag. vln~–~koherence, Youngův interferenční pokus, interference na~planparalelní desce. 3.~Difrakce na~štěrbině a~kruhovém otvoru. 4.~Difrakce na~optické mřížce. 5.~Odraz a~lom elmag. vln na~rovinném rozhraní. 6.~Optické hranoly~–~odrazné a~disperzní (rozkladné). 7.~Kolineární zobrazení, zobrazení kulovou odraznou a~lámavou plochou v~aproximaci paraxiálních paprsků. 8.~Zobrazení zrcadlem a~čočkou, jejich vady. 9.~Jednoduché optické přístroje~–~lupa, mikroskop, dalekohled. 10.~Lidské oko~–~stavba, zobrazovací funkce, vnímání barev, vady. 11.~Optická anizotropie~–~šíření elmag. vln v~jednoosém krystalu, praktické využití. 12.~Foton a~jeho vlastnosti. 13.~Absorpce, spontánní a~stimulovaná emise optického záření. 14.~Princip laseru.
D. Termodynamika, statistická fyzika a~molekulová fyzika
1.~Východiska a~výchozí pojmy termodynamiky, termodynamické postuláty a~teplota. 2.~První termodynamický zákon a~jeho důsledky. 3.~Vlastnosti ideálního a~reálného plynu, jednoduché děje. 4.~Druhý termodynamický zákon a~Carnotův cyklus. 5.~Fázový diagram a~klasifikace fázových přechodů. 6.~Východiska statistické fyziky~–~fázový prostor, ergodická hypotéza, Liouvilleův teorém. 7.~Kanonický soubor a~jeho rozdělení. 8.~Statistická rozdělení nerozlišitelných částic. 9.~Entropie z~termodynamického i~statistického pohledu. 10.~Ekvipartiční teorém. 11.~Zákony záření černého tělesa. 12.~Rozdělení rychlostí molekul plynu. 13.~Rozdělení molekul plynu v~konzervativním silovém poli. 14.~Transportní jevy v~plynech. 15.~Vlastnosti povrchové vrstvy kapalin.
E. Atomová a~kvantová fyzika
1.~Vývoj názorů na~podstatu světla, experimentální důvody vzniku kvantové teorie. 2.~Atomová hypotéza a~modely atomu. 3.~Popis stavu jedné částice a~popis fyzikálních veličin v~kvantové mechanice, axiom o~měření. 4. Časový vývoj v~kvantové mechanice. 5.~Rozptylové a~vázané stavy v~1D případech. 6.~Atom vodíku a~jeho optické spektrum. 7.~Základní myšlenky metod přibližného řešení úloh v~kvantové mechanice. 8.~Moment hybnosti a~magnetický moment. 9.~Systémy mnoha částic v~kvantové mechanice. 10.~Základy chemické vazby. 11.~Odlišné chování objektů v~mikrosvětě a~přechod mezi klasickou a~kvantovou mechanikou.
F. Speciální teorie relativity
1.~Základní principy speciální teorie relativity (STR) a~pokusy, které k~nim vedly. 2.~Lorentzova transformace, kontrakce délek, dilatace času. 3.~Relativita současnosti, nadsvětelné rychlosti, STR a~kauzalita. 4.~Skládání rychlostí v~STR a~jeho aplikace. 5.~Prostor a~čas v~klasické mechanice a~v~STR, prostoročasové diagramy. 6.~Hybnost a~energie v~STR. 7.~Relativistická pohybová rovnice, aplikace na~pohyb nabité částice. 8.~Ekvivalence hmotnosti a~energie. 9.~Dopplerův jev, optický vzhled pohybujících se těles. 10.~Vztah STR a~klasické mechaniky.
|