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

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

Zápočet se uděluje na základě výsledků dvou průběžných testů. Průběžné testy se píší během semestru, trvají 60 min. a každý je hodnocen maximálně 100 body. Průběžné testy se nenahrazují. Předpokladem k udělení zápočtu je zisk alespoň 100 bodů jako součet z obou průběžných testů.

V případě, že student toto kritérium pro udělení zápočtu nesplní nebo se z vážných důvodů nemůže účastnit průběžných testů, může psát zápočtový test, který zahrnuje látku za celý semestr. Zápočtový test trvá 100 min. a je hodnocen maximálně 200 body, z nichž student musí k udělení zápočtu získat alespoň 100 bodů. Zápočtový test může student psát maximálně dvakrát a to pouze v oficiálních termínech (v posledním výukovém týdnu v semestru a zpravidla v prvním týdnu zkouškového období).

Získaný zápočet se uznává, ale pouze jednou a pouze v případě, že si student předmět znovu zapíše v následujícím semestru. Pokud si ho zapíše s větším časovým odstupem, musí zápočet získat znovu podle výše uvedených pravidel.

Student, který získal zápočet, se může přihlásit ke zkoušce.

Zkouška se skládá z písemné části (zkouškový test) a ústní části. Zkouškový test trvá 100 min. a je hodnocen maximálně 100 body. Obsahuje obecné a numerické řešení fyzikálních příkladů a je doplněn i o teoretické otázky. Je-li výsledek zkouškového testu alespoň 50 bodů, může student skládat ústní část zkoušky. Při nesplnění tohoto limitu je celá zkouška klasifikována známkou „F“ (nedostatečně). Výsledná známka je souhrnem hodnocení zkouškového testu a ústní části zkoušky. V případě, že student u ústní části zkoušky neuspěje, nemusí zkouškový test opakovat.

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

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

Výuka formou přednášek a výpočetních seminářů

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.

10.Magnetické vlastnosti atomu: Spin elektronu, jemné štěpení hladin energie, Zeemanův jev. Spin-orbitální interakce.

11.Mnohaelektronové atomy: Orbitální aproximace, efektivní náboj jádra, stínění. Výstavbový princip, Hundovo pravidlo, Pauliho vylučovací princip.

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.

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.

https://ufmt.vscht.cz/index.php/cs/elektronicke-pomucky

https://ufmt.vscht.cz/index.php/cs/elektronicke-pomucky (in Czech)

Matematika A

Matematika B

Fyzika A

Mathematics A

Mathematics B

Physics A