Detail předmětu
Obecná fyzika II (Elektřina a magnetismus)
FSI-TF2 Ak. rok: 2020/2021 Letní semestr
Obecná fyzika II podává výklad klasického elektromagnetismu. Vychází z coulombovské interakce, na které buduje popis elektrostatického pole. Výklad magnetismu, elektromagnetické indukce a časově proměnných polí směřuje od popisu základních experimentů k formulaci Maxwellových rovnic a dále k popisu elektromagnetické vlny ve vakuu. Pole stacionárního a kvazistacionárního proudu ve vodiči je uvažováno v obvodech, pro jejichž řešení jsou formulovány Kirchhoffovy zákony. Vlastnosti vodičů, dielektrik a magnetik jsou popisovány vzhledem k pochopení jevů v materiálech a významu materiálových konstant. Přednáška má rozsah vysokoškolských učebnic základního kursu fyziky.
Jazyk výuky
čeština
Počet kreditů
7
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Kurs vybaví studenty schopností aplikovat diferenciální, integrální a vektorový počet při výpočtech intenzity a potenciálu elektrických a magnetických polí a chování nabitých částic v těchto polích. Kurs rozvíjí schopnost abstraktního myšlení a schopnost zobecňovat experimentální poznatky při formulaci fyzikálních zákonů.
Prerekvizity
Předpokládá se znalost diferenciálního, integrálního a vektorového počtu a znalost fyziky na středoškolské úrovni. Tento předmět je prerekvizitou pro předměty TF4 (Obecná fyzika 4, Moderní fyzika) a TDE (Elektrodynamika a STR).
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.
Způsob a kritéria hodnocení
Výsledná klasifikace závisí na výsledku průběžné kontroly ve cvičení formou testů a na výsledku zkoušky, která obsahuje test, výpočet příkladů a ústní část.
Učební cíle
Cílem kurzu je seznámit studenty s elektromagnetickou interakcí a se souvisejícími ději ve vakuu i v látkách, objasnit vzájemný vztah elektrického a magnetického pole, význam Maxwellových rovnic a ukázat souvislost elektromagnetismu s optikou a teorií obvodů.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Účast na cvičení je povinná.
Použití předmětu ve studijních plánech
Program B-FIN-P: Fyzikální inženýrství a nanotechnologie, bakalářský, povinný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
39 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
Elektrický náboj. Coulombův zákon.
Intenzita elektrostatického pole.
Gaussův zákon.
Potenciál elektrostatického pole. Elektrická potenciální energie.
Kapacita a kondenzátory. Dielektrika.
Elektrický proud. Ohmův zákon.
Obvody.
Magnetické pole. Amperova sila. Ampérův zákon. Biotův-Savartův zákon.
Magnetické pole v látkách.
Elektromagnetická indukce. Faradayův zákon, Indukčnost.
Oscilace v RLC obvodu.
Maxwellovy rovnice v integrálním a diferenciálním tvaru.
Energie elektromagnetické pole. Poyntingův vektor.
Elektromagnetické vlny.
Cvičení
26 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
Řešení úloh k tématům přednášce. Další problémy jsou řešeny ve volitelném (nepovinném) předmětu Fyzikální proseminář II.