F4100 Úvod do fyziky mikrosvěta

Přírodovědecká fakulta
jaro 2004
Rozsah
2/2. 4 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.
Vyučující
prof. RNDr. Petr Dub, CSc. (přednášející)
prof. RNDr. Petr Dub, CSc. (cvičící)
Garance
prof. RNDr. Michal Lenc, Ph.D.
Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Petr Dub, CSc.
Rozvrh
Út 15:00–16:50 FSI, St 12:00–13:50 FSI
Předpoklady
( F1040 Mechanika a molekulová fyzika && F2070 Elektřina a magnetismus )||( F1030 Mechanika a molekulová fyzika && F2050 Elektřina a magnetismus )
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Předmět, kromě poskytnutí základních poznatků o vlastnostech mikroobjektů a jejich soustav, připravuje posluchače na axiomatický výklad kvantové mechaniky, která na něj v doporučeném učebním plánu bezprostředně navazuje. Proto není pojat encyklopedicky, ale opírá se o zevrubný rozbor nevelkého počtu problémů, jejichž zvládnutí má pro pochopení zákonitostí mikrosvěta klíčový význam. Konkrétní informace o mikrosvětě jsou při tom prezentovány jednak jako experimentální výsledky svědčící o nekompetentnosti klasické fyziky v této oblasti, jež se staly vodítkem při formulování adekvátnějších představ, jednak jako závěry nově koncipovaného popisu, opět konfrontované s experimentem.
Osnova
  • 1. Makro- a mikro- (historický vývoj představ o struktuře látek; makroskopické a mikroskopické teorie a jejich ověřování; objekty makrosvěta - částice a vlny). 2. Kvantové vlastnosti elektromagnetického záření (historický vývoj názorů na podstatu světla; rovnovážné tepelné záření, kvantová hypotéza; fotoelektrický jev; Comptonův jev; fotony). 3. Stavba atomu (historický vývoj představ o atomu; objev přirozené radioaktivity, objev elektronu; první modely atomu; rozptylové experimenty, objev atomového jádra). 4. Stará kvantová teorie (planetární model atomu, problém jeho stability; Bohrův model atomu vodíkového typu, Bohrův-Sommerfeldův model atomu; optická a rentgenová spektra atomů, spektrální analýza; interakce záření s periodickými strukturami; fyzikální, technické a lékařské aplikace). 5. Dualismus vlna-částice a jeho fyzikální interpretace (de Broglieova hypotéza a její experimentální ověření; Youngův dvojštěrbinový experiment s klasickými částicemi, vlnami a mikroobjekty). 6. Základy vlnové /kvantové/ mechaniky (popis stavu mikroobjektu pomocí vlnové funkce; princip superpozice a jeho fyzikální obsah, Heisenbergova relace neurčitosti pro polohu a hybnost, měření v mikrosvětě; vztah mezi klasickou a kvantovou mechanikou). 7. Základy jaderné a částicové fyziky (vlastnosti jádra; jaderné reakce; jaderné modely; jaderné štěpení a jaderná syntéza; interakce mezi částicemi; klasifikace částic; zákony zachování; standardní model mikrosvěta; základní experimentální metody jaderné a částicové fyziky).
Literatura
  • Halliday, David - Resnick, Robert - Walker, Jearl. Fyzika, část 5 - Moderní fyzika. Brno, Praha: Vutium, Prometheus, 2000.
  • BEISER, Arthur. Úvod do moderní fyziky. Translated by Josef Čada. Vyd. 2. Praha: Academia, 1978, 628 s. info
  • ŠPOL'SKIJ, Èduard Vladimirovič. Atomová fysika. Translated by Jaroslav Pernegr - Josef Tuček - Jaroslav Pačes. Vyd. 2. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1957, 432 s. URL info
  • ŠPOL'SKIJ, Èduard Vladimirovič. Atomová fysika. 2. vyd. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1958, 603 s. URL info
  • Úlehla, Ivan - Suk, Michal - Trka, Zbyšek. Atomy, jádra, částice. Praha: Academia, 1990.
  • HAJKO, Vladimír. Fyzika v experimentoch. 1. vyd. Bratislava: Veda, vydavateľstvo Slovenskej akadémie vied, 1988, 427 s. info
  • Hořejší, Jiří. Historie standardního modelu mikrosvěta. Školská fyzika, Vol. VII, č. 3 (2001) str. 4-60.
Metody hodnocení
Výuka: klasická přednáška, klasické cvičení Zkouška: písemná a ústní
Navazující předměty
Další komentáře
Předmět je vyučován jednou za dva roky.
Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2008 - akreditace, jaro 2011 - akreditace, jaro 2003, jaro 2005, jaro 2006, jaro 2007, jaro 2008, jaro 2009, jaro 2010, jaro 2011, jaro 2012, jaro 2012 - akreditace, jaro 2013, jaro 2014, jaro 2015, jaro 2016, jaro 2017, jaro 2018, jaro 2019, jaro 2020, jaro 2021, jaro 2022, jaro 2023, jaro 2024, jaro 2025.