UFMZP01 Fundamentals of Applied Physics

Faculty of Philosophy and Science in Opava
Winter 2018
Extent and Intensity
0/0. 0 credit(s). Type of Completion: -.
Guaranteed by
Centrum interdisciplinárních studií – Faculty of Philosophy and Science in Opava
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
Course objectives
The course is part of the final exam for bachelor's degree in Environmental Monitoring.
Syllabus (in Czech)
  • 1. Základy elektřiny a magnetismu. Elektrostatika, elektrický náboj, elektrický dipól, Coulombův zákon, superpozice, elektrické pole, Gaussův zákon a symetrie, energie a potenciál, kapacita, dielektrika, výpočet elektrických polí. Magnetické pole, Lorentzova síla, magnetický dipól, výpočet magnetických polí (Biotův-Savartův zákon, Ampérův zákon), magnetické materiály a jejich klasifikace. Elektromagnetická indukce, Faradayův zákon. Elektrický proud, Ohmův zákon, stejnosměrné a střídavé obvody.
    2. Základy optiky. Odraz a lom světla, planparalelní destička, odrazné hranoly, tenké čočky, vizuální optické soustavy (lupa, mikroskop, dalekohledy). Vlnový charakter světla, interference světla (štěrbinové experimenty, mřížka, vrstvy), polarizace. Princip laseru.
    3. Základy moderní fyziky. Čtyři základní interakce. Gravitace: Newtonův gravitační zákon, pohybové zákony. Elektromagnetismus a jeho role ve stavbě světa. Slabá a silná interakce: základní znalosti o radioaktivním rozpadu a stavbě atomového jádra.
    4. Fyzikální vlastnosti polovodičů. Polovodiče vlastní a nevlastní. Vedení proudu v polovodičích. Základní vlastnosti přechodu PN a jeho VA charakteristika. Průraz přechodu v závěrném směru. Polovodičové diody, jejich charakteristiky a použití, (usměrňovací, stabilizační, tunelové, kapacitní, vysokofrekvenční a spínací).
    5. Elektronické součástky I. Spínací polovodičové součástky, jejich charakteristiky a použití (dvoubázová dioda, diak, tyristor, triak). Unipolární tranzistor (principy funkce FET, CMOS) charakteristiky a použití. Chemické zdroje proudu v elektronice.
    6. Elektronické součástky II. Bipolární tranzistor - princip činnosti. Základní zapojení bipolárního tranzistoru (SB, SE, SC). Hybridní charakteristika bipolárního tranzistoru v zapojení SE. Nastavení a stabilizace pracovního bodu bipolárního tranzistoru.
    7. Optoelektronické součástky. Princip činnosti, jejich charakteristika a použití (fotoresistor, fotodioda, fototranzistor, fototyristor, fototriak, LED diody, optrony). Polovodičové zobrazovací prvky (LED, LCD).
    8. Základní elektronické obvody. Síťové napájecí zdroje (usměrňovače, filtrace, stabilizace napětí a proudu, elektronická pojistka). Tranzistorové zesilovače s jednoduchými vazebními obvody. Tranzistorové zesilovače ve třídě A, B, AB.
    9. Zpětná vazba v zesilovačích. Operační zesilovače (OZ). Základní vlastnosti ideálního a reálného OZ. Lineární a nelineární aplikace s OZ (součet a rozdíl, násobení a dělení, integrace a derivace). Logaritmické a exponenciální funkční měniče.
    10. Princip digitalizace analogových signálů. Základní pojmy (vzorkování, kvantizace, rekonstrukce), vzorkovací (Shannonův) teorém. Rozsah, rozlišovací schopnost a přesnost převodníků. Dynamické vlastnosti a chyby převodníků. Systémové pojetí měření, rozdělení neelektrických veličin a fyzikální principy snímačů - převodníků neelektrických veličin na elektrické (odporové, indukční, kapacitní, piezoelektrické, termoelektrické, fotoelektrické aj.). Aktivní a pasivní snímače. Popis měřicího řetězce.
    11. Snímače pro měření neelektrických veličin. Snímače pro měření geometrických veličin, časově závislých veličin, posunutí a deformace, tlaku, teploty, vlhkosti, průtoku a rychlosti proudění - principy a elementární elektronické obvody těchto snímačů. Snímače pro měření fyzikálních vlastností pevných látek, složení a koncentrace tekutin - principy a elementární elektronické obvody těchto snímačů.
    12. Vlastnosti měřicích systémů. Bloková struktura měřicího systému, distribuovaný a centralizovaný systém. Základní bloková struktura měřicích karet, význam IRQ a DMA u mě
Language of instruction
Czech
Further comments (probably available only in Czech)
The course can also be completed outside the examination period.
Teacher's information
Satisfactory presentation and attestation of mastery of the curriculum during the final state examination.
The course is also listed under the following terms Winter 2007, Summer 2008, Winter 2008, Summer 2009, Winter 2009, Summer 2010, Winter 2010, Summer 2011, Winter 2011, Summer 2012, Winter 2012, Summer 2013, Winter 2013, Summer 2014, Winter 2014, Summer 2015, Winter 2015, Summer 2016, Winter 2016, Summer 2017, Winter 2017, Summer 2018, Summer 2019, Summer 2020.
  • Enrolment Statistics (Winter 2018, recent)
  • Permalink: https://is.slu.cz/course/fpf/winter2018/UFMZP01