Úvod do moderní fyziky

Přednáška shrnuje základní fyzikální poznatky nutné pro práci ve vědeckých oborech, mechanikou počínaje a kvantovou fyzikou konče. Pro úspěšné zakončení kurzu musí posluchači dosáhnout alespoň 66% docházky a zúčastnit se víkendového soustředění z experimentální fyziky na FJFI, kde naměří nějakou školní úlohu fyzikálního praktika FJFI, zpracují protokol a své výsledky odprezentují ostatním účastníkům a hostům.

Prezentace jsou vytvořeny v aplikaci MS PowerPoint XP, ovšem vzhledem k minimálnímu obsahu animovaných prvků a složitých stylových konstrukcí jsou snadno přenositelné i do jiných aplikací (OpenOffice a podobně). Přednášky jsou volně ke stažení pro všechny účastníky projektu, jejich použití pro výuku či studium i mimo projekt je možné, čtěte pravidla pro použití dokumentů k projektu Cesta k vědě.

Fyzikální soustředění 18. - 19. 6. 2010 na FJFI

Zadání úkolů viz web praktika.fjfi.cvut.cz/?cgi=main&blok=fpii, respektive viz web buon.fjfi.cvut.cz/~pospisil/projZS2009.

Experiment	:	Kondenzátor a mapování elektrostatického pole
Skupina	:	T. Dupal, L. Toman
Výstup	:	elstat.pptx

Experiment	:	Měření hysterezní smyčky balistickým galvanometrem
Skupina	:	M. Dítě, J. Švec
Výstup	:	Hysterezni_Smycka_a_Resonance.ppt

Experiment	:	Balmerova série vodíku
Skupina	:	F. Blachowitz, J. Kliment
Výstup	:	balmer.pdf

Experiment	:	Studium rentgenového spektra Mo anody
Skupina	:	O. Horský
Výstup	:	RTG.ppt

Experiment	:	Geometrická optika
Skupina	:	F. Korvas, V. Šamla
Výstup	:	geop.odp

Experiment	:	Mikrovlny
Skupina	:	P. Šuhaj, O. Kolda
Výstup	:	Mikrovlny.ppt

Experiment	:	Měření s polarizovaným světlem
Skupina	:	J. Píro, D. Humpál
Výstup	:	polarizace.ppt

Experiment	:	Interference a ohyb světla
Skupina	:	D. Bernhauer, J. Hadrava
Výstup	:	interference.pdf

Experiment	:	Termická emise elektronů
Skupina	:	M. Rost, L. Záruba
Výstup	:	emise_elektronu.pdf

Experiment	:	Normální Zeemanův efekt
Skupina	:	O. Grover, P. Jiroušek
Výstup	:	zeeman-prezentace.ppt

Materiály k přednáškám

OPPA_Fyz_01_Uvod.ppt

Úvod, obsah přednášky, ohlédnutí za vývojem pohledu na vesmír

OPPA_Fyz_02_Mechanika1.ppt

Veličiny a jednotky, soustava SI, rozměrová analýza, souřadné systémy, kinematika hmotného bodu, závislost dráhy na čase, šikmé vrhy, dynamika hmotného bodu, inerciální a neinerciální soustavy, Galileiho transformace, impuls síly, práce, energie, výkon, potenciální síly a energie, pohybové rovnice, vlastnosti normálního a tlumeného harmonického oscilátoru, rezonance, matematické kyvadlo

Doplňkové animace :

Kmity na pružině s nízkou tuhostí, Kmity na pružině se střední tuhostí, Kmity na pružině s vysokou tuhostí, Tom a Jerry demonstrují rezonanci, Skáza Tacoma Bridge

OPPA_Fyz_03_Mechanika2.ppt

Pohyby v centrálním poli, řešení pohybových rovnic pomocí zákonů zachování , pohyby v centrálním gravitačním poli, Keplerovy zákony, Keplerova úloha, trajektorie v gravitačním poli, kosmické rychlosti, pohyby v neinerciální soustavě, mechanika soustavy těles, zákony zachování, raketová rovnice, úloha dvou těles, pružné binární srážky, srážkový diagram

OPPA_Fyz_04_Mechanika3_STR.ppt

Lagrangeův formalismus, Hamiltonův formalismus, pozadí vzniku STR, Lorentzovy transformace, postuláty STR, relativnost současnosti, dilatace času, kontrakce délek, skládání relativistických rychlostí

OPPA_Fyz_05_STR.ppt

Relativistický interval, algebra v STR, Minkowského časoprostor, čtyřrychlost a čtyřzrychlení, čtyřsíla, relativistická hmotnost, velikost relativistických efektů, princip kauzality, ekvivalence energie a hmoty, kinetická energie v STR, čtyřhybnost a její invariant, paradox dvojčat, relativistické zobrazování

OPPA_Fyz_06_Elektrina.ppt

Elektrický náboj a Coulombův zákon, Millikanův pokus, elektostatické pole, elektrický dipól, elektrický potenciál a napětí, náboj ve vodiči, kondenzátory a jejich zapojení, elektrický proud a odpor, rezistory a jejich zapojení, výkon v elektrickém obvodu, elektromotorické napětí, Kirchhoffovy zákony a výpočty ustálených proudů v obvodech, obvody s kondenzátorem

OPPA_Fyz_07_Magnetizmus_vlneni.ppt

Magnetické pole, pohyby částic v magnetickém poli, Hallův jev, Ampérova síla, proudová smyčka, magnetický dipól, magnetické pole elektrického proudu, elektromagnetická indukce, cívka a indukčnost, RL, LC a RLC obvody, Maxwellovy rovnice, elektromagnetická vlna

Doplňkové animace :

Model magnetického pole cívky, Model magnetického pole podkovovitých magnetů (posuv), Model magnetického pole podkovovitých magnetů (rotace), převzato ze stránky P. Nylandera

OPPA_Fyz_08_Kvantova_mechanika.ppt

Záření absolutně černého tělesa, Planckova kvantová hypotéza, fotoefekt, Comptonův rozptyl, vlnově-částicový dualizmus, Schrödingerova rovnice, Bornova pravděpodobnostní interpretace, relace neurčitosti, matematický rámec kvantové mechaniky

Doplňkové animace :

Průchod částice dvojštěrbinou, rozptyl částice na atomové mřížce, převzato ze stránky P. Nylandera

OPPA_Fyz_09_Atomova_jaderna_fyzika.ppt

Starověký atomizmus, chemický atomizmus, objev elektronu, objev atomového jádra – Rutherfordův pokus, Bohrův model atomu, řešení Schrödingerovy rovnice pro atom vodíku, Zeemanův jev, spin, kvantová čísla, Pauliho vylučovací princip, objev neutronu, atomové jádro, tabulka nuklidů, hmotnost a vazebná energie, jaderné štěpení, náboj a hustota jádra, spin jádra, Stern-Gerlachův pokus, Energetické hladiny jádra

Doplňkové animace :

Rutherfordův rozptyl

OPPA_Fyz_10_Casticova_fyzika.ppt

Vývoj částicové fyziky od 30tých let 20tého století ke standardnímu modelu : Yukawowa teorie mezonu a silná interakce, objev mionu, antičástice, objev neutrin, podivné částice, eightfold way a kvarkový model, barva kvarků, J/psi částice, těžké kvarky, rodiny kvarků a leptonů, čtyři interakce, standardní model