Kód predmetu:
N428F3_4B
Názov predmetu:
Fyzika II
Ukončenie a kredity:
skúška (4 kredity)
Garant predmetu:
doc. Ing. Pavol Fedorko, PhD.
Výsledky vzdelávania:
Študent získa základné poznatky z elektriny a magnetizmu, mechanického a elektromagnetického vlnenia, kvantovej fyziky a fyziky atómového jadra.
Podmieňujúce predmety:
žiadne
Stručná osnova predmetu:
1. Elektrostatické pole. (dotácia 7/12)
 
a. Elektrický náboj, jeho vlastnosti, hustota elektrického náboja. Coulombov zákon.
b. Intenzita elektrického poľa. Zobrazenie elektrického poľa. Princíp superpozície, intenzita elektrostatického poľa sústavy nábojov.
c. Tok vektora intenzity elektrického poľa. Gaussov zákon. Elektrostatické pole v okolí nabitého nekonečného priameho vodiča, plošne a priestorovo nabitej gule, nabitej nekonečnej roviny.
d. Práca síl elektrostatického poľa, konzervatívnosť elektrostatického poľa. Potenciálna energia bodového náboja a potenciál v elektrostatickom poli. Integrálny a diferenciálny vzťah medzi intenzitou a potenciálom elektrostatického poľa. Elektrické napätie.
e. Vodič v elektrostatickom poli, elektrické pole vo vodiči a v dutine vodiča. Coulombova veta.
f. Elektrický dipól. Elektrostatické pole v okolí elektrického dipólu. Elektrický dipól v homogénnom elektrostatickom poli - moment síl pôsobiacich na dipól a potenciálna energia dipólu.
g. Elektrická kapacita sústavy vodičov a jedného vodiča. Doskový, guľový a valcový kondenzátor. Spájanie kondenzátorov.
h. Polarizácia dielektrika v elektrostatickom poli. Vektor polarizácie a intenzita elektrického poľa v doskovom kondenzátore s dielektrikom. Vektor elektrickej indukcie. Gaussov zákon v dielektriku.
i. Potenciálna energia sústavy elektrických nábojov. Energia elektrostatického poľa nabitého kondenzátora. Hustota energie elektrostatického poľa.

2. Jednosmerný elektrický prúd. (dotácia 2/2)
 
a. Hustota elektrického prúdu. Ohmov zákon pre úsek vodiča a v elementárnom tvare. Rezistivita, konduktivita a ich teplotná závislosť. Klasifikácia materiálov podľa rezistivity.
b. Elektromotorické napätie. Vnútorný odpor zdroja. Kirchhoffove zákony. Riešenie jednoduchých elektrických sietí. Spájanie rezistorov.
c. Práca a výkon elektrického prúdu. Výkonové prispôsobenie zdroja a záťaže. Účinnosť zdroja.

3. Magnetické pole. (dotácia 3/4)
 
a. Magnetické pole vo vákuu. Experimentálne prejavy, história. Vektor magnetickej indukcie. Biotov-Savartov zákon. Intenzita magnetického poľa. Ampèrov zákon. Magnetické pole v strede kruhovej prúdovej slučky, v okolí nekonečne dlhého priameho vodiča, v dutine toroidu, v strede nekonečne dlhého solenoidu.
b. Ampèrova sila, Lorentzova sila. Sila medzi dvoma nekonečne dlhými priamymi vodičmi, definícia jednotky ampér.
c. Magnetický moment prúdovej slučky. Prúdová slučka v homogénnom magnetickom poli - moment síl pôsobiacich na slučku a potenciálna energia slučky.
d. Magnetické pole v látke. Vektor magnetizácie. Diamagnetické, paramagnetické a feromagnetické látky. Jav hysterézy vo feromagnetických látkach.
e. Tok vektora magnetickej indukcie. Gaussov zákon v magnetizme.

4. Elektromagnetická indukcia. (dotácia 1/1)
 
a. Faradayov zákon elektromagnetickej indukcie. Lenzovo pravidlo. Vlastná a vzájomná indukcia a indukčnosť. Vlastná indukčnosť dlhého solenoidu.
b. Energia magnetického poľa cievky. Hustota energie magnetického poľa.

5. Striedavé elektrické prúdy. (dotácia 2/1)
 
a. Vznik striedavého prúdu. Efektívna hodnota striedavého prúdu a napätia.
b. Fázorové znázornenie striedavých prúdov a napätí v jednoduchých obvodoch. Impedancia. Sériový obvod RLC. Rezonancia.
c. Výkon striedavého prúdu.

6. Maxwellove rovnice. (dotácia 1/0)
 
a. Maxwellov posuvný prúd.
b. Sústava Maxwellových rovníc.

7. Mechanické vlnenie. (dotácia 4/2)
 
a. Základné druhy vlnenia. Vlnová funkcia postupujúceho harmonického vlnenia. Vlnová rovnica. Vlnoplocha. Huygensov princíp. Odraz a lom vlnenia.
b. Interferenčné javy. Skladanie vlnení postupujúcich rovnakým smerom. Skladanie vlnení postupujúcich proti sebe - stojaté vlnenie. Vlnenie v obmedzenom prostredí, chvenie struny.
c. Energia a intenzita vlnenia.
d. Dopplerov jav.

8. Elektromagnetické vlnenie. (dotácia 2/0)
 
a. Elektromagnetické vlnenie. Základné vlastnosti elektromagnetického vlnenia. Energia prenášaná elektromagnetickým vlnením.
b. Vlnové vlastnosti svetla. Polarizácia svetla. Ohyb svetla na štrbine a na mriežke.

9. Úvod do kvantovej fyziky. (dotácia 2/2)
 
a. Zlyhanie klasickej fyziky. Žiarenie absolútne čierneho telesa. Wienov posuvný zákon. Stefanov-Boltzmannov zákon.
b. Planckov vyžarovací zákon, kvantovanie energie. Fotoelektrický jav. Fotón.
c. Vlnovočasticový dualizmus. Časticový charakter elektromagnetického žiarenia, vlnový charakter častíc, de Broglieove vlny.
d. Vzťahy neurčitosti.

10. Atómové jadro. (dotácia 2/2)
 
a. Väzbová energia jadra a jeho stabilita. Jadrové premeny - základné veličiny. Zákon premeny. Druhy jadrových premien.
b. Jadrové reakcie. Reťazová reakcia. Jadrový reaktor.

Odporúčaná literatúra:
Základná:
  • LAURINC, V. – HOLÁ, O. – LUKEŠ, V. – HALUSKOVÁ, S. Fyzika II. Bratislava : STU v Bratislave, 2006. 214 s. ISBN 80-227-2496-3.
  • LAURINC, V. – VALACH, F. Fyzika I. Bratislava: STU, 1995. 195 s. ISBN 80-227-0734-1.
  • HOLÁ, O. Fyzika II, Zbierka príkladov a úloh. Bratislava: STU, 2002. 179 s. ISBN 80-227-1746-0.
  • LAURINC, V. – FEDORKO, P. – BUŠOVSKÝ, L. – HOLÁ, O. – LUKÁČ, P. – SKÁKALOVÁ, V. Fyzika I. Zbierka príkladov a úloh. Bratislava: STU, 2000. 156 s. ISBN 80-227-1376-7.
Odporúčaná:
  • ILKOVIČ, D. Fyzika 2: Pre študujúcich na vysokých školách technických: Elektrodynamika, optika, atomistika, základy fyziky tuhých látok. Bratislava : Alfa, 1973. 434 s.
  • ILKOVIČ, D. Fyzika 1: Pre študujúcich na vysokých školách technických: Mechanika, akustika, termika. Bratislava : Alfa, 1972. 493 s.
  • KREMPASKÝ, J. Fyzika. Bratislava: Alfa, 1992. 751 s.
  • HALLIDAY, D. – RESNICK, R. – WALKER, J. Fyzika: Část 2: Mechanika - Termodynamika: Vysokoškolská učebnice obecné fyziky. Brno : VUTIUM, 2000. 246 s. ISBN 80-214-1868-0.
  • HALLIDAY, D. – RESNICK, R. – WALKER, J. Fyzika. Část 3. Elektřina a magnetismus: Vysokoškolská učebnice obecné fyziky. Brno : VUTIUM, 2000. ISBN 80-214-1868-0.
  • HALLIDAY, D. – RESNICK, R. – WALKER, J. Fyzika. Část 4. Elektromagnetické vlny. Optika. Relativita: Vysokoškolská učebnice obecné fyziky. Brno : VUTIUM, 2000. ISBN 80-214-1868-0.
  • WALKER, J. – HALLIDAY, D. – RESNICK, R. Fundamentals of physics. New York : John Wiley & Sons, 2008. 1248 s. ISBN 978-0-471-75801-3.
  • e-fyzika. Základný bakalársky kurz pre technické univerzity. Multimediálna učebnica fyziky, STU, text prístupný na www stránkach STU.
Plánované vzdelávacie aktivity:
Predmet sa člení na prednášky a seminárne cvičenia. Prednášky sú zameraná na vysvetlenie a objasnenie teoretických základov a seminárne cvičenia sa orientujú na riešenie príkladov a úloh.
Metódy a kritériá hodnotenia:
Elektronické testy v systéme Moodle sú priebežné testy zamerané najmä na základnú terminológiu a fyzikálne vzťahy používané v predmete Fyzika II. Sú výberom z otázok uvedených v skriptách Fyzika: Úlohy a testy I, II a v systéme Moodle. Študent ich vypracováva samostatne na počítači ako domáce úlohy. Počet testov a povinné termíny ich vypracovania sú uvedené v e-learningových harmonogramoch systému Moodle: http://ufchchf.chtf.stuba.sk/pedagogika-a-studium/aktualne-informacie/fyzika. Minimálna požadovaná úroveň vypracovania každého testu na domácu úlohu je 56 %. Nevypracovanie každej domácej úlohy s úspešnosťou lepšou ako 56% v stanovenom termíne sa hodnotí malusom, t.j. odčíta sa jeden bod za každú nevypracovanú domácu úlohu. Malusy (CM) získané počas semestra sa navzájom sčítavajú. Počas semestra prebehne písanie kontrolných elektronických testov Test I (elektrostatika, trvanie 30 minút) a Test II (elektrický prúd a magnetizmus, trvanie 30 minút). Za napísanie týchto kontrolných elektronických testov môže študent získať maximálne 20 bodov, ktoré sa mu priamo pripočítavajú ku skúške. Maximálny počet bodov za Test I je 10 a pre Test II je 10. Písanie priebežného elektronického Testu I a Testu II prebehne iba v 8. vyučovacom týždni a v 12. vyučovacom týždni zimného semestra 2018 a prihlasovanie sa uskutoční elektronicky prostredníctvom systému Moodle. V prípade závažného dôvodu neúčasti na písaní tohto testu v príslušnom týždni semestra môže garant predmetu určiť náhradný termín písania príslušného testu. Výsledné bodové hodnotenie ku skúške (SK) z priebežných testov a nevypracovania domácich úloh počas semestra sa vypočíta podľa vzťahu SK = TEC - CM, kde CM je celkový súčet malusových bodov získaných za nevypracovanie domácich úloh a TEC je počet bodov získaných za priebežné kontrolné elektronické testy ku skúške. V prípade zápornej hodnoty SK sa bodové hodnotenie považuje za rovné nule. Skúška je písomná a trvá maximálne 150 minút. Na skúšku sa študent prihlasuje elektronicky prostredníctvom Akademického informačného systému. V prípade, že na termíne skúšky sa píšu iba teoretické otázky, čas trvania skúšky je 90 minút. Podmienkou pre vykonanie skúšky je dosiahnutie predpísanej povinnej účasti na vzdelávacích činnostiach, t.j. prednáškach a výpočtových cvičeniach, a získanie minimálneho počtu bodov z SK (8 bodov). Celkový počet bodov, ktoré môže študent získať ku skúške z elektronických testov počas semestra je 20 bodov (SK) a z písomnej časti skúšky v skúškovom období môže študent získať maximálne 80 bodov. Samotný písomný skúšobný protokol pozostáva z troch častí: - zo základných teoretických otázok (ZO) za 20 bodov, - zo širších teoretických otázok (ŠO) za 30 bodov, - z príkladov (PR) za 30 bodov. Požadované minimum v každej z daných štyroch častí skúšky je 8 bodov za TEST I a II (SK), 12 bodov za ZO, 15 bodov za ŠO a 15 bodov za PR. V prípade, že študent nezískal minimálny počet z priebežných testov TEST I a TEST II (body TEC), má možnosť písať opravný test (elektrostatika, elektrický prúd a magnetizmus, trvanie 50 minút, maximum 20 bodov) na termínoch určených počas skúškového obdobia. Na termín písania testu sa študent prihlasuje elektronicky. Získané body SK sa pripočítavajú k hodnoteniu skúšky. Základné a širšie teoretické otázky sú výberom a prípadne kombináciou otázok zverejnených v zoznamoch Základné teoretické otázky a Širšie teoretické otázky. Príklady sú výberom čiastočne upravených príkladov z Harmonogramu odporúčaných úloh a príkladov pre výpočtové cvičenie z Fyziky II. Príklady možno na určených termínoch počas skúškového obdobia písať formou elektronického testu, ktorý trvá 50 minút. Na daný termín sa musí študent prihlásiť elektronicky. Nenapísaním testu študent nestráca termín skúšky. Napísaním príkladov s úspešnosťou lepšou ako 15 bodov sa toto hodnotenie ponecháva na celé obdobie akademického roka 2018/19, t.j. študent už nemusí písať príkladovú časť skúšky a v rámci skúšky píše iba test s teoretickými otázkami. V prípade, že študent podvádza na skúške, stráca body za príkladovú časť skúšky a postupuje sa v zmysle platných predpisov na FCHPT STU. Skúšobný protokol vyhodnocuje spravidla prednášajúci, u ktorého je študent registrovaný v rozvrhovom module AIS (Akademického informačného systému). Študent má právo oboznámiť sa s hodnotením jednotlivých úloh, ako aj so správnym riešením. Študent musí vedieť vysvetliť pojmy a postupy použité pri odpovedi na otázky a pri riešení príkladov. V opačnom prípade sa body za daný príklad alebo otázku nezapočítajú. Hodnotenie skúšky je podľa celkového získaného počtu percent (bodov zo 100 bodov) nasledovné: Počet percent (bodov) Hodnotenie 92,0 - 100,0 A 83,0 - 91,0 B 74,0 - 82,0 C 65,0 - 73,0 D 56,0 - 64,0 E 0,00 - 55,0 FX Ak študent dosiahol na skúške percentuálnu hodnotu 50 až 55% z celkového počtu bodov, skúšajúci môže po zvážení vypracovania jednotlivých častí skúšky a s prihliadnutím na úspešnosť testov v systéme Moodle počas semestra preveriť u študenta znalosť problematiky pre získanie výsledného hodnotenia E. Študent sa musí na skúšku vopred prihlásiť (a prípadne sa z nej včas odhlásiť) pomocou Akademického informačného systému STU. Študentovi, ktorý sa bez odhlásenia a ospravedlnenia nezúčastní na skúške, na ktorú je prihlásený, termín skúšky prepadne – zapíše sa mu známka FN. O organizačnom priebehu skúšky môže byť študent informovaný aj prostredníctvom e-mailu v AIS.
Vyučovací jazyk:
slovenský jazyk, anglický jazyk
Facebook / Youtube

Facebook / Youtube

RSS