Detail předmětu

Fyzikální praktikum III

FSI-TR3Ak. rok: 2023/2024

Předmět navazuje na znalosti a dovednosti, které studenti získali v předměty Fyzikální praktikum I a Fyzikální praktikum II.
Předmět seznamuje studenty s měřením pokročilejších úloh z oblasti elektřiny, magnetismu, elektrotechniky, vakuové fyziky, kvantové a atomové fyziky, fyziky polovodičů a spektrálních metod.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Garant předmětu

doc. Ing. Stanislav Průša, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav fyzikálního inženýrství (ÚFI)

Vstupní znalosti

Obecná fyzika II (Elektřina a magnetismus). Před studiem daného předmětu musejí mít studenti následující znalosti a dovednosti: a) matematické: řešení matematických úloh do úrovně diferenciálních a integrálních rovnic, b) fyzikální: aktivní řešení problémů z oblasti elektromagnetického pole, fyziky pevných látek a statistické fyziky. Schopnost matematického popisu fyzikálního problému.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Každý student vypracuje zprávu o samostatném řešení každého ze zadaných úkolů. Zprávy budou vyučujícím ohodnoceny. Základní podmínkou pro udělení zápočtu je získání minimálně dvou třetin z maximálně dosažitelného počtu bodů. K praktickému měření je student připuštěn po úspěšném absolvování vstupního pohovoru s vyučujícím nad tématem měřené úlohy. Student, který v pohovoru neprokáže dostatečnou úroveň znalostí a dovedností bude z praktika vzdálen a v seznamu studentů náležitým způsobem označen. Počet označených vzdálení je tak evidován a limitován vzhledem k jednotlivým studentům.
Přítomnost na cvičení je sledována vyučujícím. Způsob nahrazení zmeškaného praktika bude stanoven vyučujícím. V polovině semestru a na jeho konci bude jedno cvičení vyhrazeno na doplnění a opravu vybraných témat.

Učební cíle

Cílem předmětu je prakticky procvičit a ukotvit základními principy moderní fyziky. Tento proces probíhá formou individuální praktické činnosti na vybraných experimentálních sestavách.
Znalost základních zákonů moderní fyziky a schopnost je užít pro proměření fyzikálních systémů a vysvětlení jejich chování. Studenti získají praktické dovednosti a znalosti při detekci svazků částic a měření jejich vlastností. Seznámí se prakticky s teorií spektrálních metod, proměřování charakteristik polovodičů a se zákony vzniku difrakčních obrazců pro elektromagnetické záření a svazky pomalých elektronů.

Základní literatura

Halliday,D., Resnick,R., Walker,J.: Fyzika. VUTIUM, 2014
S. Průša: Materiály pro přípravu k Fyzikálnímu praktiku III. Elektronický studijní text, Brno 2016. http://physics.fme.vutbr.cz/ufi.php?Action=0&Id=159

Doporučená literatura

KUČÍRKOVÁ, A. - NAVRÁTIL, K.: Fyzikální měření I

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program B-FIN-P bakalářský 2 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Laboratorní cvičení

39 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Mgr. Jitka Strouhalová
doc. Ing. Stanislav Průša, Ph.D.
Ing. Karel Vařeka

Osnova

Na výuce se podílejí také studenti doktorského studia.


Specifický náboj elektronu (pohyb elektronu v magnetickém poli).
Stefanův-Boltzmannův zákon radiace (záření černého tělesa).
Excitační energie volných atomů Ne (Franckův-Hertzův experiment s neonem).
Feromagnetická hystereze (hysterezní smyčka).
Elektronová difrakce (difrakce elektronů na grafitu).
Emisní čarová spektra (jednoelektronová a dvojelektronová spektra).
Fotoelektrický jev (určení Planckovy konstanty).
Charakteristiky solárního článku (optimalizace konverze světelné energie).
Elementární náboj (Millikanův experiment).
Hallův jev v polovodiči (měření magnetických polí).