I3110 Panoráma fyziky

Přírodovědecká fakulta
podzim 1999
Rozsah
2/0/0. 6 kr. Ukončení: k.
Vyučující
prof. RNDr. Jan Novotný, CSc. (přednášející)
Garance
prof. RNDr. Jan Novotný, CSc.
Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Jan Novotný, CSc.
Předpoklady
Předpokládá se znalost základních pojmů, symboliky a nejjednodušších technik matematické analýzy (diferenciální a integrální počet funkcí jedné i více proměnných).
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Osnova
  • Vzdálenosti a struktury. Horizonty poznání. Vesmír a mikrosvět. Čtyři interakce a snahy o jejich sjednocení. Základní fyzikální paradigmata a jejich historický vývoj.
  • Stojíme nebo jedeme? Problém volby vztažného systému. Galileovo, Newtonovo a Machovo stanovisko. Jejich odraz v současné fyzice. Inerciální a neinerciální vztažné systémy.
  • Zákony pohybu. Newtonovský svět. Síla, hmotnost, zrychlení. Newtonovy pohybové zákony a zákony sil. Laplaceovský determinismus. Symetrie fyzikálních zákonů. Nebeská mechanika.
  • Zákony zachování. Hybnost, moment hybnosti, energie. Matematický a fyzikální význam zákonů zachování. Srážky částic.
  • Variační principy. Hamiltonův princip nejmenší akce, Lagrangeovy a Hamiltonovy rovnice. Zákony zachování a principy symetrie.
  • Procházka světem lagrangeovských teorií. Částice ve vnějším poli. Gravitační a elektromagnetická interakce částic. Keplerův problém. Teorie kmitů. Systémy podrobené vazbám. Pohyby tuhých těles. Fyzika v neinerciálních systémech.
  • Základy mechaniky kontinua. Síly dalekého a krátkého dosahu, roztřídění kontinuí, pohybové rovnice pro pružná tělesa a pro tekutiny, zvuk jako vlnění kontinua, zákony zachování v mechanice kontinua.
  • Elektromagnetické pole. Základní elektromagnetické jevy. Maxwellovy rovnice elektromagnetického pole.
  • Aplikace elektrodynamiky. Elektrodynamika látkového prostředí. Magnetismus. Elektromagnetické vlnění. Energie a hybnost elektromagnetického pole.
  • Speciální teorie relativity. Princip relativity a princip konstantní rychlosti světla. Lorentzova transformace. Kontrakce délky a dilatace času. Dopplerův jev. Relativistická energie a hybnost částice.
  • Čtyřrozměrný prostoročas. Minkowského geometrie. Minulost, přítomnost a budoucnost. Paradox dvojčat.
  • Termodynamika a statistická fyzika. Zachování energie a růst entropie. Statistické vysvětlení chování ideálního plynu.
  • Šipka času. Rozdíl mezi minulostí a budoucností. Různé šipky času a jejich souvislost.
  • Experimentální základy kvantové mechaniky. Planckův zákon. Fotoefekt. Bohrův model atomu. Relace neurčitosti v kvantové mechanice.
  • Stavba atomu. Schrödingerova rovnice. Vysvětlení tabulky prvků. Spin částice, bozony a fermiony.
  • Stavba látek z hlediska kvantové mechaniky. Fyzika pevných látek. Supratekutost, supravodivost.
  • Kvanta a relativita. Problém spojení kvantové mechaniky a teorie relativity. Kvantová elektrodynamika.
  • Atomové jádro a elementární částice. Jaderná fyzika, její praktické využití. Klasifikace elementárních částic. Snahy o vytvoření teorie všeho.
  • Spor o povahu reality. Problém měření v kvantové mechanice. Debata Bohra s Einsteinem. Bellovy nerovnosti.
  • Obecná teorie relativity. Zakřivený prostoročas. Einsteinovy gravitační rovnice. Schwarzschildovo sféricky symetrické řešení.
  • Astrofyzika. Stavba a vývoj hvězd. Herzsprungův-Russellův diagram. Galaxie.
  • Kosmologie. Historie kosmologie, Fridmanovy modely, rané fáze vývoje vesmíru.
  • Filosofické problémy fyziky. Vztah: hmota -- vědomí. Člověk a počítač. Antropické principy.
Literatura
  • MACHÁČEK, Martin. Encyklopedie fyziky. 1. vyd. Praha: Mladá fronta, Fond AV ČR pro vydávání vědecké literatury, 1995, 408 s. ISBN 8020402373. info
  • FEYNMAN, Richard Phillips, Robert B. LEIGHTON a Matthew L. SANDS. Feynmanove prednášky z fyziky. 2. vyd. Bratislava: Alfa, 1986, 451 s. info
  • FEYNMAN, Richard Phillips, Robert B. LEIGHTON a Matthew L. SANDS. Feynmanove prednášky z fyziky. 2. vyd. Bratislava: Alfa, 1985, 488 s. info
  • FEYNMAN, Richard Phillips, Robert B. LEIGHTON a Matthew L. SANDS. Feynmanove prednášky z fyziky. 1. vyd. Bratislava: Alfa, 1988, 572 s. info
  • FEYNMAN, Richard Phillips, Robert B. LEIGHTON a Matthew SANDS. Feynmanove prednášky z fyziky. 1. vyd. Bratislava: Alfa, 1989, 452 s. ISBN 80-05-00029-4. info
  • FEYNMAN, Richard Phillips, Robert B. LEIGHTON a Matthew SANDS. Feynmanove prednášky z fyziky. 1. vyd. Bratislava: Alfa, 1990, 542 s. ISBN 80-05-00518-0. info
  • LANDAU, Lev Davidovič a Jevgenij Michajlovič LIFŠIC. Úvod do teoretickej fyziky. 1. vyd. Bratislava: Alfa, 1982, 357 s. info
  • PENROSE, Roger. The emperor's new mind : concerning computers, minds, and the laws of physics. New York: Oxford University Press, 1989, xiii, 466. ISBN 0198519737. info
  • PENROSE, Roger. Shadows of the mind : a search for the missing science of consciousness. Oxford: Oxford University Press, 1994, xvi, 457. ISBN 0198539789. info
Další komentáře
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.
  • Statistika zápisu (nejnovější)
  • Permalink: https://is.muni.cz/predmet/sci/podzim1999/I3110