Last update: Hofmann Jaroslav doc. Ing. CSc. (11.07.2013)
The subject of Physics (B) builds on the subject of Physics (A) and is devoted to selected topics from electromagnetic field theory, quantum mechanics, solid state physics, nuclear physics and elementary particle physics. Content of subject is modified with respect to the needs of downstream courses of the Bachelor's study program.
Last update: Hofmann Jaroslav doc. Ing. CSc. (08.11.2012)
Předmět Fyzika B navazuje na předmět Fyzika A a je věnován vybraným partiím z teorie elektromagnetického pole, kvantové mechaniky, fyziky pevných látek, jaderné fyziky a fyziky elementárních částic. Náplň předmětu je modifikována s ohledem na potřeby navazujících předmětů bakalářského studijního plánu.
Aim of the course -
Last update: TAJ444 (16.12.2013)
Students will be able to:
Explain the essence of selected physical phenomena in the area of electromagnetic fields, quantum mechanics, solid state physics, nuclear physics and elementary particle physics
Apply physical laws in the study of related objects
Separately deal with physical tasks, which are the basis for a follow-up study
To use computer technology with a suitable software (for example. MAPLE) to deal with the more complex physical tasks
Last update: Hofmann Jaroslav doc. Ing. CSc. (08.11.2012)
Studenti budou umět:
Vysvětlit podstatu vybraných fyzikálních jevů z oblasti elektromagnetického pole, kvantové mechaniky, fyziky pevných látek, jaderné fyziky a fyziky elementárních částic
Aplikovat fyzikální zákonitosti a souvislosti při studiu návazných předmětů
Samostatně řešit fyzikální úlohy, které jsou základem pro návazné studium
Využít výpočetní techniky s vhodným software (např. MAPLE) pro řešení složitějších fyzikálních úloh
Literature -
Last update: Hofmann Jaroslav doc. Ing. CSc. (11.07.2013)
R: Richard W.Robinet: Quantum Mechanics. Oxford University Press, 2006. ISBN 0-19-853097-8
R: John D.Cutnell, Kenneth W. Johnson: Physics. John Wiley&Sons, Inc., 1998. ISBN 0-471-15519-5
A: Frank J.Blatt: Modern Physics. McGRAW-HILL,INC. 1992. ISBN 0-07-005877-6
Last update: Hofmann Jaroslav doc. Ing. CSc. (15.11.2012)
Z: Urbanová M., HofmannJ., Jirešová J., Alexa P., Fyzika B, elektronická verze učebního textu,
http://ufmt.vscht.cz/cs/elektronicke-pomucky.html
Z: Hofmann J., Urbanová M., Jirešová J., Alexa P., Sbírka příkladů z Fyziky B, elektronická verze příkladníku, http://ufmt.vscht.cz/cs/elektronicke-pomucky.html
D: Urbanová M., Hofmann J., Fyzika II, VŠCHT Praha 2000, ISBN 80-7080-372-X
Learning resources -
Last update: Hofmann Jaroslav doc. Ing. CSc. (11.07.2013)
http://ufmt.vscht.cz/cs/elektronicke-pomucky.html (in Czech)
Last update: Hofmann Jaroslav doc. Ing. CSc. (15.11.2012)
http://ufmt.vscht.cz/cs/elektronicke-pomucky.html
Teaching methods - Czech
Last update: Hofmann Jaroslav doc. Ing. CSc. (08.11.2012)
Výuka formou přednášek a výpočetních seminářů
Syllabus -
Last update: Hofmann Jaroslav doc. Ing. CSc. (11.07.2013)
1.Inertial and non-inertial frames of reference, relativistic dynamics, the principle of equivalence.
2.Electromagnetic field: Gauss’ law, induced electric fields, induced magnetic fields, dielectrics, magnetic materials, Maxwell equations.
3.Electromagnetic waves: traveling, intensity, energy transport, polarization, optical activity.
4.Photons and the wave nature of particles: Blackbody radiation, photoelectric effect, X rays, Compton effect, particle-wave duality, de Broglie wavelength, the uncertainty principle.
5.Roots of the quantum theory: Schrödinger equation ,interpretation of the wave function, probability density, operators.
6.Solution of the Schrödinger equation I: Particle in infinite potential barriers, energy level diagram.
7.Solutions of the Schrödinger equation II: Harmonic oscillator, tunneling.
8.The hydrogen atom I: Bohr´s theory, energy level diagram, series of spectral lines.
9.The hydrogen atom II: Quantum solution, hydrogen atom wave functions, energy eigenvalues, radial probability density, quantum numbers.
10.Atom in magnetic field: The Zeeman effect, electron spin, splitting of the spectral line.
11.Many - electron atoms: central field approximation, Pauli exclusion principle, electronic configuration, Hund rules.
12.Fundamentals of solid state physics I:Band model, Fermi energy, intrinsic and doped semiconductor, PN transition.
13.Fundamentals of solid state physics II: Contact phenomenon, Seebeck´s effect, Peltier´s effect, piezoelectricity, photo diodes.
14.Fundamentals of nuclear physics: properties of nuclei, radioactivity, nuclear reactions. Elementary particles: fermions and bosons, quarks and leptons, forces.
Last update: Hofmann Jaroslav doc. Ing. CSc. (15.11.2012)
1.Inerciální a neinerciální vztažné systémy: Zdánlivé setrvačné síly. Relativistické dynamické veličiny v inerciálních systémech. Ekvivalence hmotnosti a energie.
2.Elektromagnetické pole: Elektrostatické pole prostorového náboje, Gaussova věta. Indukované elektrické pole, indukované magnetické pole, zobecněný Ampérův zákon. Elektrické a magnetické pole v látkách, polarizace a magnetizace, hystereze. Maxwellovy rovnice elektromagnetického pole v integrálním i diferenciálním tvaru.
3.Elektromagnetické vlnění a jeho vlastnosti: Vlnová rovnice, přenos energie, intenzita vlnění. Polarizace elektromagnetického vlnění. Optická aktivita látek, polarimetr, cirkulární dichroismus.
4.Elektrony a fotony, duální vlastnosti hmoty a záření: Záření černého tělesa, Planckův zákon vyzařování, absorpce, emise, laser. Fotoelektrický jev, rentgenové záření, rentgenová difrakce na krystalech. Comptonův jev, De Broglieova vlnová délka, difrakce elektronů na krystalové mřížce, elektronový mikroskop. Princip neurčitosti.
5.Základy kvantové mechaniky: Vlnová funkce a její vlastnosti, hustota pravděpodobnosti. Operátory - vlastní rovnice, vlastní číslo operátoru. Schrödingerova rovnice v časově závislém i časově nezávislém tvaru.
6.Kvantové řešení jednoduchých případů I: Volná částice, částice v nekonečně hluboké pravoúhlé potenciální jámě, spektrum energie, degenerace hladiny energie.
7.Kvantové řešení jednoduchých případů II: Tunelový jev, harmonický oscilátor, spektrum energie lineárního harmonického oscilátoru.
8.Elektron v atomu vodíku: Bohrův popis atomu vodíku, energiové hladiny, spektrum atomu vodíku.
9.Kvantové řešení atomu vodíku a atomů vodíkového typu: Vlnové funkce a kvantová čísla atomu vodíku, radiální hustota pravděpodobnosti. Konturové diagramy.
12.Úvod do teorie pevných látek I: Pásová struktura hladin energie pevných látek. Fermi-Diracovo rozdělení, Fermiho energie. Vlastní a nevlastní polovodiče, přechod P-N.
13.Úvod do teorie pevných látek II: Kontakt kov- polovodič, Schottkyho kontakt, termoelektrické jevy (Peltierův jev, Seebeckův jev), piezoelektrický jev, optoelektrické jevy, LED diody.
14.Úvod do jaderné a částicové fyziky: Radioaktivní rozpad, radioaktivita, účinky ionizujícího záření, jednotky. Přehled a vlastnosti elementárních částic, typy silových interakcí.
Registration requirements -
Last update: Hofmann Jaroslav doc. Ing. CSc. (11.07.2013)
Mathematics A
Mathematics B
Physics A
Last update: Hofmann Jaroslav doc. Ing. CSc. (08.11.2012)
Matematika A
Matematika B
Fyzika A
Teaching methods
Activity
Credits
Hours
Konzultace s vyučujícími
0.5
14
Účast na přednáškách
1
28
Příprava na přednášky, semináře, laboratoře, exkurzi nebo praxi
1
28
Příprava na zkoušku a její absolvování
2.5
70
Účast na seminářích
1
28
6 / 6
168 / 168
Coursework assessment
Form
Significance
Examination test
40
Continuous assessment of study performance and course -credit tests