|
Vyučující
|
-
Richterek Lukáš, Mgr. Ph.D.
|
|
Obsah předmětu
|
1. Úvod do studia fyziky Fyzikální veličiny a jednotky, základní a vedlejší jednotky soustavy SI, skalární a vektorové veličiny. 2. Vybrané kapitoly z elektřiny a magnetismu Stacionární elektrické pole, elektrický náboj, Coulombův zákon, elektrický potenciál, napětí, kapacita vodičů a kondenzátory. Elektrostatická indukce a polarizace dielektrika. Jednoduchý elektrický obvod, elektrický proud, elektromotorické napětí, Ohmův zákon, Kirchhoffovy zákony a jejich využití při řešení jednoduchých elektrických sítí. Ustálený elektrický proud v kovových vodičích, polovodičích, elektrolytech, plynech a ve vakuu, zákony elektrolýzy. Stacionární magnetické pole, magnetické pole vodiče s proudem, síly působící v magnetickém poli na nabitou částici a vodič s proudem, Lorentzova síla. Magnetické pole v látkovém prostředí a magnety. Nestacionární elektromagnetické pole, Faradayův zákon elektromagnetické indukce, vlastní a vzájemná indukce. Střídavé proudy, výroba elektrické energie, elektromagnetické kmity a vlny. 1. test 3. Vybrané kapitoly z optiky a fyziky mikrosvěta Fyzikální podstata, vznik a šíření optického záření. Vlastnosti a klasifikace optických prostředí, disperze, absorpce a rozptyl světla. Polarizace světla a základy teorie barev. Zákony geometrické optiky, paprskové zobrazování, lom a odraz světla. Základní typy optických systémů, zobrazení zrcadlem a tenkou čočkou, optické přístroje. Interference a koherence světla, difrakce, tenké vrstvy, štěrbiny, optická mřížka, Rayleighova mez rozlišovací schopnosti. Lasery a princip optické holografie. Korpuskulárně-vlnový dualismus, fotony, částice, de Broglieho vlny, vlnová funkce, relace neurčitosti a tunelový jev. Atomový obal, modely atomu, Bohrův model atomu vodíku a vlastnosti elektromagnetického záření. Jádro atomu, jeho složení a vlastnosti. Radioaktivní rozpad, ionizující záření, dozimetrie, jaderné procesy, štěpení, termojaderná fúze a jaderná energetika. 2. test K předmětu je doporučováno zapsat si volitelný předmět (C) KEF/PFCH-proseminář z fyziky pro chemiky, který je koncipován jako procvičení základních typů příkladů, které jsou základem splnění předmětu formou testu.
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
Přednášení, Dialogická (diskuze, rozhovor, brainstorming), Demonstrace
- Účast na výuce
- 36 hodin za semestr
|
|
Výstupy z učení
|
Cílem předmětu je poskytnout studentům základní kurz fyziky zaměřený na elektřinu a magnetismus, optiku, atomovou a jadernou fyziku. Předmět má vytvořit přehled o základních fyzikálních pojmech, veličinách, zákonech a modelech těchto oblastí a ukázat jejich význam pro přírodovědné obory, zejména v souvislosti s aplikacemi v chemii. Studenti si mají osvojit schopnost popsat fyzikální jevy pomocí odpovídajících pojmů a vztahů, porozumět základním principům elektrických a magnetických polí, elektrických obvodů, elektromagnetické indukce, optického záření, geometrické a vlnové optiky, kvantových jevů, stavby atomu, radioaktivity a jaderných procesů. Předmět zároveň rozvíjí schopnost aplikovat fyzikální poznatky při řešení modelových úloh.
Předmět zaměřený na získání znalostí. Po absolvování předmětu bude student schopen: - definovat základní fyzikální veličiny a jednotky soustavy SI; - rozlišovat skalární a vektorové fyzikální veličiny; - vysvětlit základní pojmy z elektřiny, magnetismu, optiky, atomové a jaderné fyziky; - popsat elektrické pole, elektrický náboj, elektrický potenciál, napětí, kapacitu vodičů a chování kondenzátorů; - aplikovat Ohmův zákon a Kirchhoffovy zákony při řešení jednoduchých elektrických obvodů; - charakterizovat vedení elektrického proudu v kovech, polovodičích, elektrolytech, plynech a vakuu; - vysvětlit vznik magnetického pole, působení magnetického pole na nabitou částici a vodič s proudem a význam Lorentzovy síly; - popsat elektromagnetickou indukci, střídavé proudy, elektromagnetické kmity a vlny; - vysvětlit základní principy geometrické a vlnové optiky, včetně odrazu, lomu, interference, difrakce, polarizace a koherence světla; - charakterizovat základní kvantové jevy, včetně korpuskulárně-vlnového dualismu, de Broglieho vln, vlnové funkce, relace neurčitosti a tunelového jevu; - popsat základní modely atomu, stavbu atomového jádra, radioaktivní rozpad, ionizující záření, dozimetrické veličiny a základní jaderné procesy; - prokázat teoretické znalosti při řešení modelových fyzikálních problémů.
|
|
Předpoklady
|
Předpokládají se znalosti středoškolské fyziky a základní matematické dovednosti potřebné pro práci s fyzikálními veličinami, jednotkami, rovnicemi a grafy. Student by měl umět pracovat se soustavou SI, rozlišovat skalární a vektorové veličiny a zvládat základní algebraické úpravy fyzikálních vztahů.
|
|
Hodnoticí metody a kritéria
|
Známkou, Písemná zkouška
Student/ka má prokázat znalost fyzikálních pojmů z oblasti elektřiny, magnetismu, optiky, atomové a jaderné fyziky a jejich souvislost s aplikacemi v chemii. Získání kreditů i výsledná klasifikace jsou založeny na bodování dvou dílčích testů. Na každý z testů jsou povoleny nejvýše tři pokusy a započítává se nejlepší dosažený výsledek. Položky hodnocení: - 2 domácí cvičení / DCV: celkem maximálně 10 bodů; - 2 testy: celkem maximálně 80 bodů; - případná ústní zkouška: 10 bodů (zlepšení známky o jeden stupeň). Klasifikace: A: 73 a více bodů; B: 66-72 bodů; C: 59-65 bodů; D: 52-58 bodů; E: 45-51 bodů; F: 44 a méně bodů.
|
|
Doporučená literatura
|
-
Krupka F., Kalivoda L.: Fyzika, SNTL Praha, 1989. Svoboda E. a kol.: Přehled středoškolské fyziky, SPN Praha, 1991..
-
Bartuška, K. a kol. (2000). Sbírka řešených úloh z fyziky III., IV.. Praha.
-
Halliday, D., Resnick, R., Walker, J. (2003). Fyzika, část 1-2. Prometheus.
-
Halliday, D., Resnick, R., Walker, J., Komrska, J., Obdržálek, J., Dub, P., Eckertová, L., Liška, M., Novotný, J., & Světlík, J. (2000). Fyzika: vysokoškolská učebnice obecné fyziky. Brno.
-
Knight Randall. Physics for Scientists and Engineers: A Strategic Approach with Modern Physics, Global Edition. Boston. 2022.
-
Kolářová, H., & Kubínek, R. (2008). Fyzika stručně a jasně: přehled fyziky v příkladech a textových otázkách. Olomouc.
-
Krupka F., Kalivoda L. (1989). Fyzika. Praha.
-
Svoboda, E. a kol. (2024). Přehled středoškolské fyziky. Praha.
-
Urone Paul Peter a kol. College Physics 2e. Rice University. 2022.
-
Walker J., Halliday D., Resnick R. Fyzika 1, 2. Brno. 2025.
-
Young, H. D., Freedman, R. A., Ford, A. L., Sears, F. W., & Zemansky, M. W. (2007). University Physics with Modern Physics. San Francisco.
|