Předmět: Vybrané kapitoly moderní fyziky

« Zpět
Název předmětu Vybrané kapitoly moderní fyziky
Kód předmětu KFY/KMF
Organizační forma výuky Přednáška + Cvičení
Úroveň předmětu Bakalářský
Rok studia nespecifikován
Semestr Zimní a letní
Počet ECTS kreditů 4
Vyučovací jazyk Čeština
Statut předmětu Povinně-volitelný
Způsob výuky Kontaktní
Studijní praxe Nejedná se o pracovní stáž
Doporučené volitelné součásti programu Není
Dostupnost předmětu Předmět je nabízen přijíždějícím studentům
Vyučující
  • Erhart Jiří, prof. Mgr. Ph.D.
Obsah předmětu
1. Speciální teorie relativity - rychlost šíření světelné vlny, experimentální důkaz neexistence etheru jako prostředí pro šíření světla - Michelsonův-Morleyho pokus. 2. Nezávislost rychlosti světla na pohybu pozorovatele, kontrakce délek, dilatace času, současnost událostí, Lorentzova transformace, vztah hmoty a energie, Čerenkovovo záření. 3. Kvantová fyzika - Částicově - vlnový dualismus, fotoelektrický jev, emise a absorpce světelného kvanta, RTG záření a jeho difrakce. 4. Comptonův jev, rudý posuv, de Broglieho vlnová délka částice, experimenty Davissona a Germera, Estermanna, Sterna a Frische. Heisenbergův princip neurčitosti. 5. Základní pojmy kvantové teorie - vlnová funkce, Schrödingerova rovnice, operátory veličin a jejich komutátory. 6. Harmonický oscilátor, potenciálová jáma, tunelový jev. 7. Víceelektronové atomy, kvantová čísla, tabulka prvků, Pauliho vylučovací princip a Hundovo pravidlo. 8. Důkaz spinu elektronu - Sternův-Gerlachův pokus. Výběrová pravidla pro spektrální čáry, jejich štěpení ve vnějším magnetickém poli - normální a anomální Zeemanův jev. 9. Statistická fyzika - východiska kvantové statistiky - záření absolutně černého tělesa, vyzařovací zákon. 10. Statistická rozdělení pro systémy kvantových částic - bosony a fermiony, měrné tepelné kapacity látek. 11. Fyzika pevných látek - Modely atomu - Thompsonův model, experimenty s rozptylem částic, Bohrův model. 12. Emisní a absorpční spektra molekul a atomů. Franckův - Hertzův pokus, ionizační energie. Pásová struktura energií elektronů v látkách a její důsledky. 13. Chemická vazba - kovalentní, kovová a iontová. Charakteristické vlastnosti kovů, polovodičů a izolantů. 14. Jaderná fyzika a astrofyzika - Jádro a jeho složení z nukleonů, jaderné síly a vazební energie, jaderný rozpad (radioaktivní přeměna), jaderné reakce a jejich účinný průřez, elementární částice, jejich interakce, zákony zachování.

Studijní aktivity a metody výuky
Monologický výklad (přednáška, prezentace, vysvětlování)
  • Domácí příprava na výuku - 14 hodin za semestr
  • Účast na výuce - 14 hodin za semestr
  • Účast na výuce - 56 hodin za semestr
Výstupy z učení
Cílem předmětu je seznámit posluchače se základními principy moderních fyzikálních teorií, např. kvantové teorie a teorie relativity, a přehledem jejich aplikačních možností v atomové a jaderné fyzice, kvantové chemii, fyzice pevných látek, fyzice elementárních částic a astrofyzice. Důraz je položen na objasnění základních postulátů odlišujících moderní fyzikální teorie od teorií klasické fyziky včetně jejich filozofických aspektů. K tomuto bude částečně využit i historický přístup vysvětlující na vybraných konkrétních jevech odporujících klasickým fyzikálním teoriím příčiny, které vedly ke vzniku moderní fyziky.
Zvládnutí základů moderní fyziky ve vybraném rozsahu.
Předpoklady
Základy fyziky.

Hodnoticí metody a kritéria
Ústní zkouška, Písemná zkouška

Podmínkou zápočtu je aktivní účast na cvičeních. Podmínkou zkoušky je správné zodpovězení zadaných otázek.
Doporučená literatura
  • BEISER, A. Úvod do moderní fyziky. Praha: Academia, 1978.
  • HALLIDAY, D., R. RESNICK, J. WALKER. Fyzika (část 5). Brno: Vutium, 2000.
  • Kopal, A. a kol. Příklady z fyziky II. Liberec: TUL, 2006. ISBN 80-7372-123-6.
  • SKÁLA, L. Úvod do kvantové mechaniky. Praha: Academia, 2005.


Studijní plány, ve kterých se předmět nachází
Fakulta Studijní plán (Verze) Kategorie studijního oboru/specializace Doporučený ročník Doporučený semestr