F2100 Klasická, relativistická, kvantová a statistická fyzika

Přírodovědecká fakulta
jaro 2020
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (plus ukončení). Ukončení: k.
Vyučující
prof. Mgr. Dominik Munzar, Dr. (přednášející)
Garance
prof. RNDr. Jana Musilová, CSc.
Ústav fyziky kondenzovaných látek - Fyzikální sekce - Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. Mgr. Dominik Munzar, Dr.
Dodavatelské pracoviště: Ústav fyziky kondenzovaných látek - Fyzikální sekce - Přírodovědecká fakulta
Předpoklady
Ochota sledovat fyzikální přístup k popisu a porozumění vybraných jevů v jejich klasické, relativistické, kvantové a statistické variantě. Základní pojmy, symbolika a techniky matematické analýzy.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je otevřen studentům libovolného oboru.
Cíle předmětu
Po úspěšném absolvování tohoto kurzu bude student schopen: porozumět základním pojmům klasického a relativistického popisu fyzikálních jevů; orientovat se ve vybraných modelových situacích; identifikovat odlišnosti v klasickém a kvantovém popisu; posoudit úspěchy a problémy popisu soustav mnoha částic.
Výstupy z učení
Po úspěšném absolvování tohoto kurzu bude student schopen: porozumět základním pojmům klasického a relativistického popisu fyzikálních jevů; orientovat se ve vybraných modelových situacích; identifikovat odlišnosti mezi klasickým a kvantovým popisem; posoudit úspěchy a problémy popisů soustav mnoha částic.
Osnova
  • 1. Uvedení do scény klasické fyziky, základní zákony a rovnice klasické mechaniky, variační princip v klasické mechanice. 2. Newtonův gravitační zákon – objev a význam, Cavendishovo ,,vážení Země". Ilustrace: slapové jevy. 3. Koncept pole, gravitační a elektromagnetické pole. Ilustrace: elektromagnetická indukce a elektromagnetické záření. 4. Základní ideje speciální teorie relativity. Ilustrace: experimentální pozorování ,,paradoxu dvojčat", role teorie relativity v systému GPS. 5. Zákony zachování a Einsteinův vztah mezi hmotností a energií. Ilustrace: jaderné přeměny. 6. Základní ideje obecné teorie relativity, zakřivený prostoročas. Ilustrace: nedávné experimenty prokazující existenci gravitačních vln. 7. Základní ideje kvantové teorie. Ilustrace: dvojštěrbinové experimenty, experimenty s propletenými (entanglovanými) páry částic, fundamentální experimenty, za které byla udělena N. cena v r. 2012. 8. Elementární částice - od atomu k Higgsovu bosonu. Ilustrace: nedávné experimenty prokazující existenci Higgsova bosonu. 9. Makroskopické kvantové jevy. Ilustrace: kvantový Hallův jev, experimenty s Bose-Einsteinovými kondenzáty a se supravodiči. 10. Soustava jednotek SI – historie a nové definice využívající fundamentální konstanty.
Literatura
  • HALLIDAY, David, Robert RESNICK a Jearl WALKER. Fyzika. 1. vyd. Brno, Praha: Vutium, Prometheus, 2001. ISBN 80-214-1868-0. info
  • LEIGHTON, Robert B., Matthew SANDS a Richard Phillips FEYNMAN. Feynmanovy přednášky z fyziky s řešenými příklady. 1. vyd. Havlíčkův Brod: Fragment, 2000. 732 s. ISBN 8072004050. info
  • FEYNMAN, Richard Phillips, Robert B. LEIGHTON a Matthew SANDS. Feynmanovy přednášky z fyziky s řešenými příklady. 1. vyd. Havlíčkův Brod: Fragment, 2001. 806 s. ISBN 8072004204. info
  • FEYNMAN, Richard Phillips, Robert B. LEIGHTON a Matthew SANDS. Feynmanovy přednášky z fyziky s řešenými příklady. 1. vyd. Havlíčkův Brod: Fragment, 2002. 435 s. ISBN 8072004212. info
  • FEYNMAN, Richard Phillips. O povaze fyzikálních zákonů :sedmkrát o rytmech přírodních jevů. Vyd. 1. Praha: Aurora, 1998. 185 s. ISBN 80-85974-53-3. info
Výukové metody
Přednášky, presentace
Metody hodnocení
Během semestru jsou zadávána témata pro stručný rozbor. K závěrečnému kolokviu je třeba vybrat a zpracovat alespoň jedno téma.
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2008 - akreditace, jaro 2011 - akreditace, 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.
  • Statistika zápisu (nejnovější)
  • Permalink: https://is.muni.cz/predmet/sci/jaro2020/F2100