|
Vyučující
|
-
Pavlík Jaroslav, doc. RNDr. CSc.
-
Hejnová Eva, RNDr. Ph.D.
|
|
Obsah předmětu
|
1. týden: 0. Zavedení matematického aparátu Opakování základních pojmů a zavedení nových pojmů z vekorové algebry a vektorové analýzy (skalár, vektor, tenzor, algebra vektorů, skalární a vektorové pole, funkce, derivace a diferenciál v jednom i více rozměrech, operátor, gradient, divergence, rotace, diferenciální operátory 2. řádu). 2. - 3. týden: 1. Elektrostatika 1.1 Elektrostatické pole pevně rozložených nábojů ve vakuu Náboj, Coulombův zákon. Elektrostatické pole. Intenzita pole diskrétně i spojitě rozložených nábojů. Gaussova věta. Potenciál, Laplaceova a Poissonova rovnice. 4. týden: 1.2 Elektrostatické pole soustavy vodičů Rozložení náboje na vodiči, Coulombova věta. Elektrostatická indukce. Základní problém elektrostatiky. Kapacitní a influenční koeficienty. Kondenzátor. Elektrostatické generátory. 5. týden: 1.3 Elektrostatické pole v dielektriku Vektor elektrické polarizace. Vektor elektrické indukce. Obecné rovnice elektrostatického pole v dielektriku. Elektrická susceptibilita a permitivita. 6. týden: 1.4 Energie a síly v elektrostatickém poli Energie elektrického dipólu, Soustavy bodových nábojů a soustavy nabitých vodičů, potenciální energie dielektrického tělesa. Vyjádření energie pomocí vektorů pole. Síly působící v elektrostatickém poli na elementární dipól a nabitý vodič. Elektrostatické měřicí přístroje. 7. -8. týden: 2. Elektrický proud, stacionární elektrické pole 2.1 Základní vlastnosti proudu Definice proudu a proudové hustoty. Mechanismy vedení proudu. Rovnice kontinuity. 2.2 Stacionární elektrický obvod Proud v homogenním vodiči, Ohmův zákon v integrálním a diferenciálním tvaru. Stacionární elektrické pole. Elektromotorické napětí. Elektrické obvody a sítě. Kirchhoffovy zákony. Práce a výkon stacionárního proudu, Jouleův zákon. Měření veličin elektrického obvodu. 9. - 10. týden: 2.3 Vedení proudu v pevných látkách Klasifikace látek podle vodivosti. Homogenní a nehomogenní soustavy. Teplotní závislost vodivosti, supravodivost. Kontaktní potenciály. Termoelektrické jevy. Přechod p-n. 2.4 Vedení proudu v kapalinách Elektrolytická disociace, elektrolýza, Faradayovy zákony. Elektrolytická polarizace. Galvanické články. 2.5 Vedení proudu v plynech Nesamostatná a samostatná vodivost. Typy výbojů. Plasma. Emise elektronů. Rentgenovo záření. Základy teorie nesamostatné a samostatné vodivosti. 11. týden: 3. Magnetické pole v kvazistacionárním přiblížení 3.1 Základní zákony Silové účinky magnetického pole. Vektor magnetické indukce. Zákon elektromagnetické indukce. 3.2 Magnetické pole ve vakuu Ampérův zákon. Biotův-Savartův zákon. Magnetické pole v okolí jednoduchých vodičů. Vektorový potenciál. 12. týden: 3.3 Magnetické pole v látkovém prostředí Vektor magnetické polarizace a magnetizace. Magnetická susceptibilita a permeabilita. Diamagnetismus, paramagnetismus, feromagnetismus ? experimentální projevy, teoretické představy. Magnetický obvod. Magnetostatika. Obecné rovnice magnetického pole v látkovém prostředí. 13. týden: 3.4 Elektrický obvod v kvazistacionárním přiblížení Vlastní a vzájemná indukčnost. Přechodové jevy. Střídavý obvod. Transformace napětí. 14. týden: 4. Nestacionární elektromagnetické pole Základní vlastnosti elektromagnetického pole. Maxwellovy rovnice. Rovinná elektromagnetická vlna. Zdroje elektromagnetického vlnění.
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
|
nespecifikováno
|
|
Výstupy z učení
|
Cílem předmětu je seznámit studenty se základy elektřiny a magnetismu. V úvodu je probrán základní matematický aparát z vektorové algebry a analýzy, elektrostatické pole pevně rozložených nábojů, soustavy vodičů, v dielektriku, energie a síly v elektrostatickém poli, dále elektrický proud a stacionární elektrické pole, magnetické pole v kvazistacionárním přiblížení, nestacionární elektromagnetické pole.
|
|
Předpoklady
|
Výuka v angličtině je určena pro erasmové a zahraniční studenty. Výuka v případě malého počtu studentů probíhá formou individuálních konzultací.
|
|
Hodnoticí metody a kritéria
|
nespecifikováno
Podmínkou udělení zápočtu je získání alespoň polovičního množství bodů ze dvouzápočtových písemných prací, které studenti píšou v průběhu semestru. Zkouška bude ústní.
|
|
Doporučená literatura
|
-
Fyzika pro II. a III. ročník gymnázia.
-
Fuka J., Havelka B. Elektřina a magnetismus, SPN, Praha. 1965.
-
Hajko V.a kol. Fyzika v príkladoch,ALFA, Bratislava. 1983.
-
Klimeš B., Kracík J., Ženíšek A. Základy fyziky II, Academia, Praha. 1972.
-
Kvasnica J. Matematický aparát fyziky, Academia, Praha. 1989.
-
Sedlák, B., Štoll, I. Elektřina a magnetismus, Academia, Praha. 1993.
|