Osnova předmětu ELMO pro Fakultu dopravní, 4. semestr, 2+2

Osnova předmětu EMOP pro Fakultu dopravní, 4. semestr, 2+2

Osnova předmětu EMO pro Fakultu dopravní, 4. semestr, 2+1

 Předpoklady

• Základy středoškolské fyziky (znalost základních fyzikálních veličin).
• Znalost práce s vektory (sčítání a odčítání vektorů, velikost vektoru, skalární a vektorový součin).
• Ovládání diferenciálního a integrálního počtu jedné a více proměnných.
• Sestavení (a v některých případech řešení) soustav pohybových rovnic hmotného bodu, soustavy hmotných bodů, tuhého tělesa, kontinua.
• Znalost základních zákonů mechaniky, termodynamiky.
• Znalost zákonů zachování hybnosti, momentu hybnosti, energie.
• Znalost tvaru vlnové rovnice a popisu rovinné harmonické vlny.

 Obsah předmětu

1. Elektrický náboj (kvantování náboje, hustota náboje, elektrický dipól). Coulombův zákon. Intenzita a potenciál elektrostatického pole. Gaussova věta elektrostatická.
2. Elektrické pole ve vodičích a v nevodičích. Polarizace dielektrika. Permitivita a susceptibilita prostředí. Kondenzátory a jejich zapojení. Energie elektrostatického pole.
3. Ustálený elektrický proud. Elektrická vodivost. Ohmův zákon. Kirchhoffovy zákony. Práce a výkon elektrického proudu. Kontaktní napětí a termoelektrické jevy v kovech.
4. Zdroje magnetického pole. Magnetická indukce. Lorentzova síla.
5. Ampérův zákon. Biotův – Savartův zákon. Aplikace pro vakuum (volná částice, vodič pod proudem). Magnetický indukční tok.
6. Faradayův zákon elektromagnetické indukce. Indukční proud. Vlastní a vzájemná indukčnost. Energie magnetického pole. Střídavý proud.
7. Magnetické vlastnosti látek. Intenzita magnetického pole. Diamagnetizmus, paramagnetizmus, feromagnetizmus, hysterezní smyčka.
8. Elektromagnetické pole. Maxwellovy rovnice. Elektromagnetické vlny a jejich spektrum. Energie elektromagnetického pole.
9. Geometrická optika. Podstata světla a rychlost světla. Odraz a lom. Zobrazovací soustavy (zrcadla, čočky). Optická vlákna. Optické přístroje.
10. Vlnové vlastnosti světla. Odraz a lom světla. Interference. Difrakce. Polarizace. Koherence.
11. Kvantové vlastnosti elektromagnetického vlnění. Foton. Planckův vyzařovací zákon. Základy termovizního měření. Interakce elektromagnetického záření s látkou. Fotoelektrický jev.
12. Složení atomu. Elementární částice. Vlnová povaha částic. Heisenbergovy relace. Pravděpodobnostní popis mikrosvěta. Pauliho vylučovací princip. Emisní a absorpční spektra. Spontánní a stimulovaná emise. Princip laseru.
13. Struktura pevných látek. Druhy vazeb. Pásová struktura. Polovodiče vlastní a příměsové.
14. Rezerva.

  Dosažené znalosti

• Sestavení (a v některých případech řešení) pohybové rovnice pro nabitou částici v elektrickém, magnetickém a elektromagnetickém poli.
• Znalost určení intenzity elektrostatického pole z principu superpozice a z Gaussovy věty elektrostatické.
• Znalost určení veličin v jednoduchém elektickém obvodu.
• Znalost základních zákonů magnetického a elektromagnetického pole (Coulombův zákon, Biotův – Savartův zákon, Ampérův zákon, Faradayův zákon elektromagnetické indukce), Snellova zákona lomu, vyzařovacích zákonů, přeměnového zákona.
• Znalost vlastností elektromagnetického vlnění.
• Znalost zobrazení pomocí zobrazovací soustavy se společnou optickou osou.
• Znalost určení konstruktivní a destruktivní interference na tenkých vrstvách.
• Znalost vzniku emisních a absorpčních spekter atomů.
• Znalost elektrických vlastností pevných látek z pásové struktury.

Literatura:
Malá, Z., Nováková, D., Vítů, T.: Fyzika I, Vydavatelství ČVUT, Praha 2009
Nováková, D., Malá, Z., Novák, R.: Fyzika II, Vydavatelství ČVUT, Praha 2009