FC1031 Fyzika atomu a mikrosvěta

Pedagogická fakulta
podzim 2023
Rozsah
2/1/0. 12 hodin. 4 kr. Ukončení: zk.
Vyučující
Mgr. Jan Čech, Ph.D. (přednášející)
PhDr. Jan Válek, Ph.D. (cvičící)
Garance
Mgr. Jan Čech, Ph.D.
Katedra fyziky, chemie a odborného vzdělávání – Pedagogická fakulta
Kontaktní osoba: Jana Jachymiáková
Dodavatelské pracoviště: Katedra fyziky, chemie a odborného vzdělávání – Pedagogická fakulta
Předpoklady
FC1021 Mechanika s experimenty
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je určen pouze studentům mateřských oborů.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Vzdělávacími cíli předmětu jsou základní vědomosti o mikroskopické stavbě látek a základních experimentech, které potvrzují teorii. Dále pak základní dovednosti aplikace znalostí o stavbě mikrosvěta k výpočtům a odhadům vlastností zkoumaných objektů. Mezi hlavní vzdělávací obsahy patří pojmy jako foton, částice, kvantová čísla, dualismus, radioaktivita.
Cíle:
Vědomosti: částice, Rutherfordův pokus, zákony absolutně černého tělesa, fotoefekt, Comptonův jev, spektra, nukleony, vazebná energie, radioaktivita, jaderné reakce, rozdělení elementární částic
Dovednosti: provádět základní výpočty v atomové a jaderné fyzice; popsat fundamentální experimenty v atomové a jaderné fyzice, aplikovat znalost zákonů mikrosvěta na úvahy o vlastnostech prvků či látek.
Postoje: chápat význam a možnosti využití poznatků atomové fyziky.
Výstupy z učení
Po absolvování předmětu by měl student vědět a umět
• základní části vysokoškolského kurzu atomové fyziky (stavba atomu, elektronová struktura látek, jaderná fyzika)
• interpretovat principy a východiska atomové a jaderné fyziky
• charakterizovat prvky periodického systému a radionuklidy
Osnova
  • Sylabus přednášek (po týdnech či blocích):
  • 1. Historický úvod. Makroskopické a mikroskopické teorie a jejich ověřování.
  • 2. Elektromagnetické záření - (názory na podstatu světla; rovnovážné tepelné záření, kvantová hypotéza; fotoelektrický jev; Comptonův jev).
  • 3. Stavba atomu (vývoj názorů na atom; 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.
  • 5. Mendělejevova periodická tabulka.
  • 6. Atomová spektra (emisní a absorpční optické spektrum atomu; emisní a absorpční rentgenové spektrum atomu; spektrální analýza).
  • 7. Molekulová spektra a jejich interpretace
  • 8. Dualismus vlna-částice a jeho fyzikální interpretace (de Broglieova hypotéza, Youngův experiment).
  • 9. Základy jaderné a částicové fyziky (vlastnosti jádra; radioaktivita; jaderné reakce; jaderné modely).
  • 10. Jaderné štěpení a jaderná syntéza.
  • 11. Klasifikace částic; zákony zachování.
  • 12. Standardní model mikrosvěta.
Literatura
    povinná literatura
  • HALLIDAY, David, Robert RESNICK a Jearl WALKER. Fyzika : vysokoškolská učebnice obecné fyziky. Translated by Jan Obdržálek - Jiří Komrska - Petr Dub. Vyd. 1. V Brně: Vysoké učení technické, 2000, vii, s. ISBN 8071962147. info
  • NEPRAŠ, Miloš a Miloš TITZ. Základy teorie elektronových spekter : absorpční a luminiscenční spektra organických sloučenin v ultrafialové a viditelné oblasti světla. 1. vyd. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1983, 371 s. info
  • BEISER, Arthur. Úvod do moderní fyziky. Translated by Josef Čada. Vyd. 2. Praha: Academia, 1978, 628 s. info
    doporučená literatura
  • Špolskij, E. V., Atomová fyzika. 1, Úvod do atomové fyziky. 2. vyd. Praha: SNTL, 1957
  • Skála L.: Kvantová teorie molekul. Karolinum: Praha, 1995.
Výukové metody
přednášky, výpočetní cvičení a referáty
Metody hodnocení
průběžné kontroly během semestru (testy) [výsledky nad 50 %], referát na zvolené téma, ústní zkouška
Informace učitele
http://linus.highpoint.edu/~atitus/mandi/index.php?dcsid=1a00&qid=1a20001&view=solution
http://www.rsc.org/chemsoc/timeline//pages/1911.html


Další komentáře
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.
Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2024.