Bakalářské předměty

Fyzika 1

Kód předmětu:FEKT-TFY1
Akademický rok:2015/2016
Typ předmětu:povinný
Typ studia:bakalářský (první cyklus)
Ročník:1
Semestr:zimní
Počet kreditů:
Výsledky učení předmětu:
Absolvent předmětu je schopen:
definovat pojmy kinematiky a dynamiky částic, elektrického a magnetického pole pomocí diferenciálního a integrálního počtu,
popsat základní zákony a principy ve zmíněných oblastech,
diskutovat podmínky pro použití zákonů mechaniky, elektřiny a magnetizmu, vysvětlit vztahy mezi nimi a rozlišit, kterou formu zákonitostí je v dané oblasti výhodné použít,
aplikovat studované zákonitosti ve vzájemných souvislostech, roztřídit síly působící v elektrickém a magnetickém poli a počítat jednoduché trajektorie nabitých částic v těchto polích,
aplikovat studované zákony ve fyzikální laboratoři,
porovnat a analyzovat zákony elektrického a magnetického pole. Umí objasnit jejich společnou podstatu a vysvětlit proč mluvíme o poli elektromagnetickém popsaném Maxwellovými rovnicemi.
Způsob realizace výuky:
90 % kontaktní výuka, 10 % distančně
Prerekvizity:
Student při vstupu do tohoto předmětu by měl na středoškolské úrovni: mít znalosti základních pojmů a zákonů mechaniky, elektřiny a magnetizmu, být schopen základní pojmy a zákony mechaniky, elektřiny a magnetizmu vysvětlit a také vyjádřit vlastními slovy oblasti jejich využití, být schopen aplikovat základní zákony mechaniky na jednoduchý pohyb částice, zákony elektřiny a magnetizmu aplikovat v jednoduchých elektrických obvodech. Matematický aparát: Při vstupu do tohoto předmětu by student měl být schopen diskutovat základní pojmy středoškolské algebry a geometrie, počítat lineární rovnice a aplikovat základní goniometrické funkce.
Korekvizity:
Není specifikováno.
Doporučené volitelné složky programu:
Není specifikováno.
Obsah předmětu (anotace):
Předmět se nejdříve věnuje základům mechaniky částic, které jsou pak využity při zkoumání vlivu sil, které na částice působí ve fyzikálních polích. Podstatná část předmětu je věnována elektrickému a magnetickému poli, jejich vzniku, zákonům a společné podstatě vedoucí k pojmu elektromagnetické pole a Maxwellovým rovnicím. Následuje nauka o vlnění včetně vln elektromagnetických, optika a vysvětlení nutnosti kvantově mechanického pohledu na svět.
Doporučená nebo povinná literatura:
Halliday D., Resnick R., Walker J.: Fyzika Vysoké učení technické v Brně Vutium, Prometheus Praha, 2000, 2003, 2006 (CS)
Halliday, D.; Resnick, R.; Walker J.: Fyzika. Vysoké učení technické v Brně Vutium, Brno, 2014, Překlad 8. orig. vydání. (CS)
Fyzika 1. Studijní materiály k přednáškám, cvičením a laboratornímu cvičení. Stránka předmětu TFY1 na eLearningu VUT. (CS)
Hyperphysics: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/hframe.html (EN)
Serway R.,A, Jewett J,W: Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics, 8 th Edition, Saunders College Publishing, 2010 (EN)
Booker R., Boysen E.: Nanotechnology For Dummies, John Willey & Sons, Inc., 2010 (EN)
Steve Holzner, Ph.D. : Physics For Dummies, John Willey & Sons, Inc., 2005 Steve Holzner, Ph.D. : Physics For Dummies, Steve Holzner, Ph.D. Steve Holzner, Ph.D. : Physics For Dummies, John Willey & Sons, Inc., 2005 Steve Holzner, Ph.D. : Physics For Dummies, Steve Holzner, Ph.D. (EN)
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody:
Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT. Zahrnují přednášky, cvičení odb. základů, cvičení na počítači a laboratoře. Předmět využívá e-learning (Moodle). Student odevzdává 6 laboratorních zpráv a domácí řešení souboru zadaných příkladů.
Způsob a kritéria hodnocení:
Hodnocení studia je založeno na bodovacím systému. Celkové hodnocení předmětu: max. 100 bodů.
Semestr:
až 20 bodů za laboratorní cvičení (6 úloh s protokoly, vstupní testy k úlohám a souhrnný test)
až 20 bodů za půlsemestrální písemný test (test nemá náhradní termín).
Pro udělení zápočtu je nutné splnit povinnosti v laboratorním cvičení a získat neméně 12 bodů z 35 možných.
Zkouška:
až 65 bodů za zkoušku.
Zkouška je písemná. Tvoří ji test s výběrovými odpověďmi, část teoretická a část s příklady. Jak v části teoretické, tak i v části s příklady je nutné získat alespoň 6 bodů.
Podmínkou úspěšného ukončení předmětu je získání zápočtu a vykonání závěrečné zkoušky. Celkový dosažený počet bodů pro absolvování předmětu musí být minimálně 50.
Jazyk výuky:
čeština
Pracovní stáže:
Není specifikováno.
Osnovy výuky:
1. Základy mechaniky částic. Pohybová rovnice a její aplikace.
2. Práce, energie, výkon. Gravitační a tíhové pole.
3. Elektrický náboj, Coulombův zákon. Intenzita elektrického pole.
4. Gaussův zákon elektrostatiky. Elektrický potenciál, napětí, kapacita.
5. Elektrický proud. Elektrický odpor. Vodiče, polovodiče, dielektrika. Vedení proudu v látkách
6. Magnetické pole vyvolané proudem, Biotův-Savartův zákon, Ampérův zákon celkového proudu. Silové působení magnetického pole.
7. Elektromagnetická indukce, Maxwellovy rovnice.
8. Kmity a vlny. Interference. Akustické vlny.
9. Elektromagnetické vlny, hmotnostní vlny. Dopplerův jev.
10. Světlo a optika. Odraz a lom světla.
11. Základy vláknové optiky. Polarizace světla, absorpce světla.
12. Interference a difrakce světla. Optická mřížka. Holografie.
13. Základy kvantové fyziky. Vlnové vlastnosti částic, princip neurčitosti. Tunelový jev. Částice v potenciálové jámě.
Cíl:
Cílem předmětu je poskytnout studentům jasný a logický výklad základních fyzikálních pojmů a zákonů v oblasti Mechaniky, elektřiny a magnetizmu, optiky. Nastínit výsledky a hypotézy moderní fyziky.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Výuka ve všech cvičeních je povinná. Řádně omluvená cvičení, lze po domluvě s vyučujícím nahradit.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Typ (způsob) výuky:
Přednáška:26 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor:prof. Ing. Lubomír Grmela, CSc.
Cvičení odb. zák.:7 hod., povinná
Vyučující / Lektor:doc. RNDr. Milada Bartlová, Ph.D.
Cvičení na poč.:6 hod., povinná
Vyučující / Lektor:Mgr. Nadezda Bogatyreva, Ph.D.
Laboratorní cvičení:26 hod., povinná
Vyučující / Lektor:Ing. Jitka Brüstlová, CSc.
Ing. Alexandr Knápek, Ph.D.

Partneři, projekty

© 2016 Ústav fyziky

System: Pavel Koktavý, Design: Martin Kopecký