Home to UAFM Page!
Home to M.S. Page!
Informační stránka předmětu Aplikovaná fyzika a biofyzika
KIR/P1AFB
pro studenty FZS
(ZS 2014/2015)
Aktualizováno 20. 01. 2016
Přednášející: Doc. Miloš Steinhart
Počet přístupů (od 20. 02. 2006 (1607=msbio006)): CNW:Counter

!!! Vážení studenti, 20. ledna byly provedeny drobné úpravy otázek a přidán odkaz na pomocné podotázky! První ani druhá skupina vyzkoušených nedopadla příliš dobře. Pro absolvování zkoušky je nezbytné rozumět nejdůležitějším veličinám a jejich vztahům a analogiím (například: hmotnost ~ moment setrvačnosti, hybnost ~ moment hybnosti, energie, její druhy a zachování). Nejde o nějakou loterii, neexistuje otázka, kde by se na důležité pojmy nenarazilo! Velice pomůže je pochopit na vhodných příkladech. Řada vám byla ukázána na přednáškách a jsou v ppt prezentacích k nim.
Zde jsou podotázky, které se často vyskytují u zkoušky. Pokud si na ně dokážete odpovědět, je pravděpodobné, že dané látce rozumíte!!!

Vítejte na informační stránce předmětu Aplikovaná fyzika a biofyzika pro studenty FZS.
Zde získáte informace, týkající se přednášek, zápočtu a zkoušek, včetně aktuálního >>>¿ programu.
Přednášky byly ukončeny. Otázky ke zkoušce najdete zde.
Zkouškové termíny pro váš obor jsou zatím vypsány na:
12.1., 19.1., 26.1., 2. 2. a 9. 2., vždy po 10 místech.
Přihlaste se ve STAGu co nejdříve, protože termíny na konci zkouškového období bývají obsazeny!
*****
Jednou z možností získání zápočtu bude písemka. Protože nemáte seminář, počítejte si i samostatně.
Vhodné příklady k procvičování najdete například na stránkách pro DFJPi kam je dal laskavě k dispozici kolega Dr. Zajíc:
Příklady SF.
FI&II.
Neučte se je mechanicky, ale snažte se co nejlépe porozumět fyzikálnímu principu jejich řešení!
Prohlédněte si jednoduché fyzikální otázky z tohoto seznamu.
Ty by měly odhalit vaši schopnost porozumět základním principům a použít jich v běžném životě. Naučte se klást podobné otázky sami sobě!
Pro zájemce o použití fyziky v běžném životě doporučuji navšívit stránku. Velmi zajímavé jsou též přípravné texty k FO.
V minulém roce vyšla velice zajímavá knížka fyzikálních bajek: Straka v říši entropie.
Pro zájemce o moderní fyziku existuje pěkná kniha od George Gamowa: Pan Tomkins v říši divů. Její první český překlad vyšel v roce 1986.
Pro zájemce o užitečný souhrn fyziky, lze doporučit Přehled středoškolské fyziky od E. Svobody a kol.

Spojení na přednášejícího:

Studentská 84, místnost 514, Telefon do pracovny: 466 036 029, Telefon do kanceláře katedry: 466 036 026
Email: Milos.Steinhart@upce.cz
Vyjímečně (nefunguje, když jsem mimo CZ): SMS: 608 282 434


Hlavní informace:

Program přednášek pro studenty denního studia. Aktuální>>>¿

Budu vděčný za každou připomínku k této stránce, k výuce nebo k činnosti katedry obecně.
Za kolektiv katedry fyziky M. Steinhart


Na začátek
Pozor! Podmínky pro získání zápočtu se v letošním roce podstatně mění:
Pro získání zápočtu musí každý student získat minimálně 90 bodů, a to buď za účast na přednáškách nebo vypočítání zadaných příkladů nebo napsání písemné práce.
Za 100% účast lze získat 44 bodů. Účast na dvouhodinové přednášce se oceňuje 4 body, účast na čtyřhodinové 8 body. Oceňuje se jen celý přednáškový blok.
Prezence se provádí namátkově na jeho začátku, na konci nebo na začátku i na konci.
50 bodů lze získat za vypočítání a odevzdání těchto příkladů. Další podrobnosti budou popsány v jejich zadání. Řešení lze přinést na poslední přednášku nebo odevzdat na sekretariátu ÚAFM do 10. ledna 2015. V rámci zkoušky mohou být studenti namátkově dotázáni na některé detaily řešení, aby prokázali, že mu rozumí.
Získání zápočtu není podmínkou připuštění ke zkoušce. Přesto doporučuji, odevzdat příklady nejpozději v den zkoušky, raději dříve.
60 bodů lze získat za písemnou práci. Budou se řešit 4 příklady, každý za maximálně 15 bodů. Termín písemné práce bude vyhlášen později, s ohledem na praxi apod.

Podmínky zkoušky:
Snažte se co nejvíce porozumět následujícím otázkám.
Požaduje se jen znalost definičních vztahů.
Složitější rovnice nemusí student znát zpaměti. Musí je ale umět vysvětlit, když mu je zkoušející napíše.
Student by měl umět ukázat pochopení významu fyzikálních veličin a jejich vztahů na jednoduchých příkladech ze života.
Například: Student dostane otázku 'mechanická práce'. Musí vědět 'od boku', že 'práce je síla krát dráha'.
Když mu potom zkoušející napíše vektorovou rovnici dA = F.dl, měl by student umět vysvětlit její detaily: jak dlouhá je dráha dl, jaký význam má skalární součin a uvést nějaký příklad mechanické práce, na němž bude její vlastnosti ilustrovat.

Seznam otázek pro zkoušku z Fyziky:
  1. Základy vektorového počtu, složky vektoru, směrové cosiny, základní operace s vektory.
  2. Součásti klasické a moderní fyziky. Rozměr a jednotky fyzikálních veličin. Soustava SI.
  3. Základní pojmy kinematiky hmotného bodu - poloha, rychlost, zrychlení, pohyby přímočaré a křivočaré, pohyb hmotného bodu po kružnici.
  4. Newtonovy pohybové zákony, hybnost hmotného bodu a impuls síly.
  5. Práce a výkon při pohybu hmotného bodu, tření.
  6. Energie kinetická a potenciální. Zákon zachování energie.
  7. Newtonův gravitační zákon, práce v radiálním gravitačním poli.
  8. Intenzita a potenciál v gravitačním poli, vztah mezi intenzitou a potenciálem.
  9. Mechanika soustavy hmotných bodů. I. a II. impulsová věta. Hmotný střed.
  10. Mechanika dokonale tuhého tělesa. Rozklad silového působení na translační rotační.
  11. Moment síly vzhledem k bodu a vzhledem k ose otáčení, moment hybnosti hmotného bodu a tělesa.
  12. Pohybová rovnice rotačního pohybu tuhého tělesa, příklady rotačních pohybů.
  13. Moment setrvačnosti a jeho výpočet, Steinerova věta.
  14. Zákon zachování momentu hybnosti.
  15. Kinetická energie rotujícího tělesa, práce a výkon při otáčení tuhého tělesa.
  16. Napětí, deformace, Hookův zákon, průběh deformace namáhaných těles. Potenciální energie.
  17. Vlastnosti kapalin, hydrostatický tlak v kapalinách a plynech, Pascalův zákon.
  18. Archimédův zákon, aplikace.
  19. Proudění ideální kapaliny, rovnice kontinuity, Bernoulliova rovnice, hybnost.
  20. Kinematika a dynamika harmonického kmitavého pohybu hmotného bodu.
  21. Energie harmonického kmitavého pohybu.
  22. Skládání stejnosměrných a kolmých harmonických kmitů stejné frekvence a různých frekvencí.
  23. Vlnění příčné a podélné, rovnice vlnění v bodové řadě.
  24. Interference dvou vlnění šířících se v téže bodové řadě, stojaté vlnění.
  25. Teplota, měření teploty, teplotní roztažnost pevných látek, kapalin a plynů.
  26. Ideální plyn a jeho stavová rovnice.
  27. Teplo, tepelná kapacita, měrná tepelná kapacita, měrná skupenská tepla, kalorimetrie.
  28. Základy kinetické teorie idálního plynu, původ tlaku, vnitřní energie, ekvipartiční theorém.
  29. První věta termodynamická.
  30. Původ nevratnosti dějů.
  31. Elektrický náboj, elektrostatické pole, Coulombův zákon, intenzita, tok intenzity.
  32. Gaussova věta a její aplikace; vodič v elektrostatickém poli.
  33. Práce při přemísťování nábojů v elektrostatickém poli, potenciál, vztah potenciálu a intenzity.
  34. Kapacita, kondenzátory, energie nabitého kondenzátoru, spojování kondenzátorů.
  35. Dielektrikum v elektrostatickém poli, permitivita.
  36. Stacionární elektrický proud, Ohmův zákon, elektrický odpor, vodivost.
  37. Závislost odporu na teplotě, spojování odporů, vnitřní odpor zdroje.
  38. Práce a výkon elektrického proudu.
  39. Magnetické pole kvalitativně. Magnetická indukce a siločáry.
  40. Pohyb náboje v homogenním magnetickém poli, hmotnostní spektrometr.
  41. Silové působení magnetického pole na vodič protékaný proudem a na proudovou smyčku.
  42. Magnetické vlastnosti látek.
  43. Faradayův indukční zákon, výroba a přenos elektrické energie.
  44. Měření elektrických veličin, princip základních měřících přístrojů.
  45. Spektrum elektromagnetického vlnění. Fyziologické účinky elektromagnetického záření.
  46. Základy geometrické optiky, Fermatův princip.
  47. Odraz a lom světla. Zobrazování zrcadlem a tenkou čočkou. Základní optické přístroje.
  48. Záření absolutně černého tělesa. Wienův zákon.
  49. Vnější fotoelektrický jev.
  50. Rentgenové záření, vznik, vlastnosti a použití v lékařství a ve strukturní analýze.
  51. Optická spektra a jejich souvislost s energetickými hladinami elektronů v atomu.
  52. Popis atomu.
  53. Fyzikální základy některých radiodiagnostických a radioterapeutických metod v lékařství.

Na začátek

Program přednášek:

Rozsah předmětu se zdá velký. Na přednáškách ale budou podrobně a srozumitelně vysvětleny a ilustrovány hlavní myšlenky a vyjde najevo, co bude předmětem zkoušení.

I přes existenci dalších podpůrných materiálů rozhodně doporučujeme přednášky navštěvovat!

Program je rámcově naplánován do konce semestru.

Tempo je průběžně upravováno podle interakce se studenty. V cca polovině listopadu bude plán přednášek do konce semestru upraven podle skutečnosti.

Přesnější program bude existovat minimálně na dva týdny dopředu, ale velmi pravděpodobně nebude pokaždé úplně přesně dodržen.

K přesně naplánovaným přednáškám jsou již také připojeny aktuální doprovodné power-pointové prezentace.

Ke zbytku jsou připojeny starší ppt prezentace, které budou, podobně jako obsah přednášek ještě podstatně redukovány.

Prezentace je vhodné si vytisknout předem a místo psaní se soustředit na vlastní výklad.

Prezentace jsou ale jen kostrou výkladu a měly by sloužit jen jako pomoc při studiu. V žádném případě si ale nedělají nárok nahradit ani přednášku, ani skripta, ani jiný ucelený učební text.

Prezentace mohou být dodatečně nepatrně upravoveny. Na spodní části obrázků je datum, které odpovídá poslední úpravě.

Slidy označené * nebyly na přednášce promítány a přesahují požadavky pro tento kurs. Jsou ale v prezentaci ponechány, protože mohou být užitečné pro zvídavější jedince k získání ucelenějšího obrazu o probírané látce.

Na stránce i slidech je stále řada chyb. Budu vděčný za každou vaši pomoc a konstruktivní připomínku!



30.09. M.S. 2 hod. ZE-2: Úvod do fyziky
Předmět a rozdělení fyziky. Rozměry a jednotky. Základní jednotky SI. Předpony násobných jednotek. Úvod do vektorového počtu a základní matematiky. ffzsnnn_01

30.09. M.S. 2 hod. ZE-2: Kinematika hmotného bodu
Úvod do mechaniky. Základy kinematiky hmotného bodu. Pohyb přímočarý rovnoměrnný a rovnoměrně zrychlený. Pohyb po kružnici rovnoměrný a rovnoměrně zrychlený. Vrhy.
Obecné důsledky pro veličiny závislé na čase. ffzsnnn_02

14.10. M.S. 2 hod. ZE-2: Dynamika hmotného bodu
Newtonovy zákony. Základní dynamické veličiny: hybnost, práce energie, výkon. Systém hmotných bodů. Hmotný střed. ffzsnnn_03

14.10. M.S. 2 hod. ZE-2: Dokonale tuhé těleso. Dynamika rotačních pohybů. Gravitace.
Dynamika systému částic a dokonale tuhého tělesa. Vnitřní a vnější interakce. První a druhá věta impulsová. Moment hybnosti, moment síly, moment setrvačnosti. Statika. Steinerova věta.
Úvod do gravitace. Keplerovy zákony, Newtonův Gravitační zákon. Gradient. ffzsnnn_04

04.11. M.S. 2 hod. ZE-2: Mechanika reálných těles a tekutin
Úvod do nauky o pružnosti a pevnosti. Potenciálová jáma. Stabilní a labilní rovnováha. Napětí a deformace. Normálové a tečné namáhání. Hookův zákon. Základní materiálové parametry. (Tenzory napětí a deformace). Tekutiny z hlediska nauky o pružnosti. Základy mechaniky kapalin a plynů. Základy hydrostatiky. Pascalův a Archimedův zákon. ffzsnnn_04

04.11. M.S. 2 hod. ZE-2: Hydrodynamika
Úvod do hydrodynamiky. Zákony zachování: Rovnice kontinuity, zachování hybnosti. Zachování energie, Bernoulliho rovnice a její aplikace.
Hydrodynamika viskózních kapalin. Newtonovská kapalina. Stokesův vztah. Reynoldsovo číslo.
Hydrodynamika krevního oběhu. ffzsnnn_04

Na začátek

25.11. M.S. 2 hod. ZE-2: Kmity a vlnění
Obecná definice kmitu. Obecný, periodický a harmonický kmit.
Časová závislost výchylky, rychlosti, zrychlení, kinetické a potenciální energie. Celková energie.
Souvislost úhlové frekvence a úhlové rychlosti (harmonický pohyb jako průmět rovnoměrného pohybu po kružnici).
Torzní kmity, kyvadla. Skládání kmitů.
Úvod do vlnění. Harmonické vlny a jejich hlavní parametry: vlnová délka, vlnočet, vlnové číslo (úhlový vlnočet), rychlost šíření. Souvislost prostorové a časové periodicity. Prostorové šíření vln: rovinná vlna, vlnový vektor.
Typické vlastnosti vln: princip superpozice, interference, stojaté vlnění. Dopplerův jev.
ffzsnnn_05

25.11. M.S. 2 hod. ZE-2: Termika a termodynamika
Termika: Teplo a teplota. Jednotky teploty. Teplotní roztažnost a rozpínavost plynů. Souvislost teplotní roztažnosti a nesymetrie potenciálové jámy. Roztahování dutin, roztažnost kapalin, anomálie vody, teplotní napětí. Nultá věta TD. Měření teploty. Absolutní teplotní škála. Kalorimetrie, měrné teplo a tepelná kapacita. Skupenská tepla. přeměny. Vedení tepla. Ideální plyn a jeho stavová rovice.
Základy kinetické teorie plynů a její hlavní důsledky. Ekvipartiční theorém, Daltonův a Avogadrův zákon.
Poznámky k Maxwellovu rozdělení rychlostí. Střední volná dráha (souvislost s rychlostí zvuku).
Termodynamika I:. 1. věta TD.
Termodynamické děje po speciální cestě: izochorický, izobarický, izotermický, adiabatický a polytropický, ilustrace, je-li pracovní látkou 1 mol ideálního plynu. ffzsnn_06

02.12. M.S. 2 hod. ZE-2: Elektrostatika. Elektrokinetika.
Úvod do elektrostatiky. Náboj a jeho známé vlastnosti. Coulombův zákon. Porovnání elektrostatického a gravitačního pole. Elektrická intenzita. Tok elektrické intenzity. Nábojová hustota. Gaussova věta a příklady jejího užití.
Práce v elektrostatickém poli, konzervativní pole, potenciál, gradient. Elektrický dipól, jím vytvářené pole a jeho chování ve vnějąím poli. Popis pole pomocí siločar a ekvipotenciálních ploch. Rozložení náboje ve vodiči. Intenzita v okolí hran a hrotů.
Elektrický náboj a pole ve vodičích. Elektrický dipól, pole které vytváří a jeho chování ve vnějšZím poli.
Pojem kapacity. Kondenzátory a jejich zapojení. Chování nevodivých látek v elektrostatickém poli. Orientační a indukovaná polarizace dielektrika. Vložení dielektrika mezi elektrody kondenzátoru. Hustota elektrostatické energie ve vakuu a v látkách.
Pole stacionárních proudů. Definice proudu, hustota proudu, Ohmův zákon v integrálním tvaru. Zdroje. Rezistance a rezistory.
Mikroskopický pohled na proud. Ohmův zákon v diferenciálním tvaru. Měrný odpor a vodivost a jejich teplotní změny.
Pohyb náboje, rychlost chaotického pohybu, driftová rychlost a rychlost šíření pole.
I. a II. Kirhoffův zákon a jejich použití. Příklad na řešení obvodů. Princip superpozice. Metoda obvodových proudů - příklad na efektivnější řešení obvodů. Théveniova poučka a příklad jejího použití. Reálné zdroje. Výpočet předřadných odporů a bočníků.
Reálné zdroje. Měření napětí, proudu a odporu. Termočlánek. Peltiérův článek. Supravodivost. ffzsxn_07

02.12. *M.S. 2 hod. ZE-2: Magnetostatika. Elekromagnetismus.
Magnetismus: Kvalitativní popis. Magnetické pole vytvářené proudy. Působení magnetického pole na proudy.
Kvantitativní popis. Biot-Savartův a Ampérův zákon. Magnetický dipól, jím vytvářené pole a jeho chování ve vnějším magnetickém poli. Lorentzova síla i její aplikace. Magnetické pole solenoidu a toroidu. Pohyb náboje v elektrickém a magnetickém poli.
Hmotnostní spektroskpopie. Hallův jev. Chování látek ve vněj~Zím magnetickém poli. Elektromagnetická indukce, výroba elektrického proudu a přenos výkonu. Faradayův a Lentzův zákon.
Cívky, indukčnost. Přechodové jevy na cívce a kondenzátoru. Střídavé proudy. Jejich vznik a popis. Střední a efektivní hodnoty. Činný výkon střídavého proudu, účiník. Chování ideálních R, L, C v obvodech napájených střídavým napětím. Popis pomocí komplexních veličin. Zobecněný Ohmův zákon. Chování kombinací R, L, C. Kapacitní a induktivní zátěž, paralelní a seriová rezonance.
Thompsonův vztah. ffzsxn_07

09.12. M.S. 2 hod. ZE-2: Elektromagnetické vlny. Geometrická optika. Optické elementy a přístroje.
Maxwellovy rovnice. Elektromagnetické vlny a jejich spektrum. Využití různých druhů EMA záření.
Základy geometrické optiky. Huyghensův a Fermatův princip. Aplikace na odvození zákona odrazu a Snellova zákona pro lom. Související jevy: totální odraz, fata morgana. Obecné požadavky na optickou soustavu. Idealizace - tenká čočka, ohnisková vzdálenost. Tlustá čočka. Jedoduché optické přístroje: lidské oko, lupa, okulár, mikroskop, dalekohled. Poznámky k vlnové optice. ffzsn_11

09.12. M.S. 2 hod. ZE-2: Exkurze do moderní fyziky
Principy popisu mikrosvěta. Elektronový obal atomu. Úvod do moderní fyziky : Jevy a experimenty, které způsobily pád klasické fyziky a jejich využití. Krátká exkurze do teorie relativity (speciální a obecné), kvantové fyziky a atomové fyziky. Závažné otázky soudobé fyziky. Jak je starý vesmír? Existuje v něm život? Je vesmír deterministický? ffzsn_12 , ffzsxn_last

Na začátek
Celková účast, body za účast, body za příklady, body za písemku, body celkem, zápočet
Jestli jsou údaje u někoho nesprávné nebo kdo má nízkou účast a chce získat zápočet, pošlete mi email na adresu Milos.Steinhart@upce.cz!

Z15085 9 36 50 86 z
Z15273 11 44 50 94 z
Z14342 0 0
Z15086 10 40 40 90 z
Z15274 11 44 50 94 z
Z15275 11 44 50 94
Z15087 9 36 50 86 Z
Z15088 11 44
Z15089 9 36 50 86 z
Z15090 11 44 50 94 z
Z15091 11 44 50 94 z
Z15093 11 44 50 94 z
Z15094 11 44 50 94 Z
Z14117 0 0
Z15276 11 44 50 94 z
Z15096 11 44 50 94 z
Z15097 11 44 50 94 Z
Z14119 0 0
Z15277 11 44
Z15098 11 44 50 94 Z
Z15099 11 44 50 94 z
Z15100 11 44 50 94 z
Z15101 11 44 50 94 z
Z15278 11 44 50 94 z
Z14125 0 0
Z15102 11 44
Z15279 9 36 50 86 z
Z15103 11 44 50 94 Z
Z15104 11 44 50 94 Z
Z15105 11 44 50 94 z
Z15280 9 36 50 86 z
Z15106 11 44 50 94 z
Z14129 0 0
Z14130 0 0
Z15281 9 36 50 86 Z
Z14131 0 0
Z15108 11 44 50 94 z
Z15109 11 44 50 94 z
Z14135 0 0
Z15110 11 44
Z15282 11 44
Z15111 11 44 50 94 z
Z15112 11 44 z
Z15113 11 44 50 94 Z
Z15114 7 28
Z15115 8 32
Z15116 11 44 50 94 z
Z15283 11 44 50 94 Z
Z14146 0 0
Z15284 11 44 50 94 z
(z ... nárok na zápočet, Z ... zápočet udělen)
Na začátek