Sylabus
1. Elektrostatické pole (6 hod.)Základní vlastnosti elektrického náboje, elektrostatické pole; Coulombův zákon, Gaussův zákon v integrálním a diferenciálním tvaru; pole homogenně nabité koule; potenciál j, Poissonova a Laplaceova rovnice; elektrický dipól a kvadrupól, pole elektrického dipólu; vodiče v elektrostatickém poli; kapacita; pole v deskovém kondenzátoru; energie nabitého kondenzátoru.2. Elektrické pole v dielektriku (2 hod.)Elektrická polarizace a indukce. Deskový kondenzátor s dielektrikem.Clausiův - Mosottiův vztah.3. Elektrický proud (3 hod.)Elektrický proud, proudová hustota; Ohmův zákon; měrná vodivost, driftová rychlost, pohyblivost; teplotní závislost vodivosti kovů a polovodičů.Lineární obvody stejnosměrného proudu; elektromotorické napětí, Kirchhoffova pravidla, výkon elektrického proudu.4. Stacionární magnetické pole (3 hod.)Stacionární magnetické pole; Lorentzova síla, Biotův - Savartův a Ampérův zákon. Gaussova věta pro magnetickou indukci. Magnetické pole přímého vodiče; magnetické pole na ose proudové smyčky; tenká cívka, velmi dlouhý solenoid, toroid.5. Náboj v magnetickém poli (3 hod.)Pohybující se náboj v magnetickém poli.Cyklotronová frekvence, Hallův jev, hmotový spektrograf.Pole proudové smyčky, magnetický dipól. Proudová smyčka v homogenním a nehomogenním magnetickém poli; energie smyčky v magnetickém poli.6. Magnetické pole v látkovém prostředí (3 hod.)Ampérovy proudové smyčky, veličiny B,M,H; Ampérův zákon pro intenzitu pole H.Základní typy magnetických vlastností látek: diamagnetika, paramagnetika, feromagnetika, supravodiče; závislosti M(H). Energie magnetického pole.7. Elektromagnetická indukce (3 hod.)Elektromagnetická indukce, Lenzovo pravidlo; vztah Lorentzovy síly a elektromagnetické indukce.Vzájemná a vlastní indukčnost, vlastní indukčnost dlouhého solenoidu.8. Kvazistacionární obvody (6 hod.)Přechodové jevy v RL, RC a v sériovém i paralelním RLC obvodu; přetlumený, kriticky tlumený a slabě tlumený obvod, vlastní kmity.Vynucené kmity v sériovém RLC obvodu; rezonance, činitel jakosti.Vektorové diagramy v komplexní rovině, vyjádření při užívání komplexní symboliky. Výkon střídavého proudu, účiník.9. Maxwellovy rovnice (2 hod.)Maxwellovy rovnice v integrálním tvaru; podmínky na rozhraní dvou prostředí.10. Elektromagnetické vlny (3 hod.)Vlnová rovnice v prostředí bez volných nábojů. Netlumená homogenní rovinná monochromatická vlna; kulová vlna; vztah mezi E,B a směrem šíření.Polarizace záření.Hustota energie, tok energie, Poyntingův vektor, intenzita záření.11. Interference záření (2 hod.)Interference dvou monochromatických vln; Youngův pokus, Michelsonův interferometr.Interference na tenké vrstvě, Fabryův - Perotův interferometr; interferenční proužky.12. Difrakce záření (3 hod.)Difrakce záření. Fresnelův ohyb, Fresnelovy zóny. Fraunhoferův ohyb. Důsledky pro zobrazovací systémy.Fraunhoferova difrakce na štěrbině, interferenční jev na soustavě štěrbin. Optická mřížka na průchod a na odraz; schéma monochromátoru. Teoretická mez spektrální rozlišovací schopnosti.13. Geometrická optika (3 hod.)Rovinná vlna na rozhraní dvou izotropních dielektrik; odraz a lom vln. Fresnelovy vztahy, grafické znázornění výsledků; Brewsterův úhel; polarizace odrazem; totální reflexe.
Anotace
Výuka v ZS 2021/22 začne v rozvrhovaném čase prezenčně, v případě zhoršené epidemiologické situace bude pokračovat distanční formou (MSTeams).
Jedná se o základní kurz, navazující na přednášku z klasické mechaniky. Poskytuje posluchačům nezbytné znalosti o elektrickém a magnetickém poli, elektromagnetické indukci, lineárních obvodech stejnosměrného a střídavého proudu, ukazuje zobecnění k Maxwellovým rovnicím a elektromagnetickým vlnám a podává základy vlnové a geometrické optiky.
Přednáška je doplněna cvičením v rozsahu 2 hod. týdně, na kterém se procvičují některé partie přednášené látky. Cvičení probíhá interaktivním způsobem na platformě Google Meet, materiály a informace jsou uveřejněny v systému Moodle.