FPF:UFMMTBP006 Atomic and Nuclear Physics - Course Information

UFMMTBP006 Atomic and Nuclear Physics

Extent and Intensity

4/2/0. 7 credit(s). Type of Completion: zk (examination).

Teacher(s)

RNDr. Josef Juráň, Ph.D. (lecturer)
RNDr. Josef Juráň, Ph.D. (seminar tutor)

Guaranteed by

RNDr. Josef Juráň, Ph.D.
Centrum interdisciplinárních studií – Faculty of Philosophy and Science in Opava

Timetable

Mon 13:05–14:40 B4, Tue 15:35–17:10 B1

• Timetable of Seminar Groups:

UFMMTBP006/A: Mon 14:45–16:20 B4, J. Juráň

Course Enrolment Limitations

The course is also offered to the students of the fields other than those the course is directly associated with.

fields of study / plans the course is directly associated with

• Multimedia techniques (programme FPF, MuMeT)

Course objectives (in Czech)

Cílem předmětu je osvojit si základní představy o struktuře atomu, stavbě atomového obalu a jádra. Do výkladu jsou zařazeny poznatky experimentální fyziky. Studenti se seznámí s řadou aplikací atomové a jaderné fyziky.

Syllabus (in Czech)

• Historie vývoje představ o atomu. Od atomů k nanotechnologiím. Rozměry a jednotky v atomové a jaderné fyzice.
• Elektron a jeho vlastnosti. Náboj v elektrickém a magnetickém poli.
• Černé těleso, Planckův vyzařovací zákon. Vyzařování černého tělesa v praxi.
• Dualismus. Dvojštěrbinový experiment, fotoefekt, Comptonův jev. De Broglieova hypotéza.
• Atomová struktura. Rutherfordův experiment a planetární model atomu.
• Atomy a jádra. Spektrální série atomu vodíku a jejich sjednocení. Bohrův model atomu vodíku. Elektronové energetické hladiny. Spektra atomů alkalických kovů. Sommerfeldova teorie a prostorové kvantování.
• Základní myšlenky kvantové mechaniky. Vlnová funkce, proces měření. Heisenbergovy relace neurčitosti. Hlavní rozdíly mezi klasickou a kvantovou fyzikou.
• Atomy s mnoha elektrony. Pauliho vylučovací princip. Slupkový model elektronového obalu. Zářivé přechody v elektronovém obalu.
• Vybrané experimenty atomové fyziky. Normální Zeemanův jev, anomální Zeemanův jev, Paschenův a Backův jev, Sternův a Gerlachův experiment, Franckův a Hertzův experiment.
• Rentgenové záření a jeho aplikace, počítačová tomografie.
• Lasery a jejich aplikace. Spontánní a stimulovaná emise, absorpce.
• Atomová jádra. Vlastnosti a základní charakteristiky jader. Jaderná síla, vazbová energie. Jaderná magnetická rezonance a její aplikace.
• Stabilita a modely jader. Jaderné přeměny.
• Radioaktivita. Rozpadový zákon, radioaktivní řady, druhy rozpadů. Jaderné reakce, typy a mechanismy průběhu. Důsledky zákonů zachování. Účinný průřez a jeho stanovení.
• Jaderné reakce s energetickým využitím. Mechanismus štěpné reakce, jaderný reaktor. Termojaderná syntéza.
• Interakce ionizujícího záření s látkou. Braggova křivka, Čerenkovovo záření.
• Detektory částic. Dráhové detektory, kalorimetry, spektrometry.
• Urychlovače částic. Principy urychlování, typy urychlovačů a jejich využití.
• Kosmické záření. Původ a detekce. Současné experimenty.

Literature

required literature
• Halliday D., Resnik R., Walker J. Fyzika. Část 5. 2000 - VUTIUM. Brno, PROMETHEUS, Praha., 2000. info

recommended literature
• HABRMAN P. Atomová a jaderná fyzika. Elektronická sbírka příkladů. SU Opava, 2005.
• Úlehla, I., Suk, M., Trka, Z. Atomy, jádra, částice. Academia, Praha, 1990. info
• NOSEK D. Jádra a částice, řešené příklady. Matfyzpress, 2005.
• LILLEY J. Nuclear Physics. Principles and Applications. John Wiley, New York, 2005. ISBN 0-471-97936-8. info

Teaching methods

Monological (lecture, briefing)
Tutorial
Students' self-study
One-to-One tutorial

Assessment methods

homework
random test
written test
oral and written exam

Language of instruction

Czech

Further Comments

Study Materials

• Enrolment Statistics (Summer 2022, recent)
  
• Permalink: https://is.slu.cz/course/fpf/summer2022/UFMMTBP006