FPF:UFAF01 Fundamentals of Theoretical Ph - Course Information
UFAF01 Fundamentals of Theoretical Physics
Faculty of Philosophy and Science in OpavaSummer 2020
- Extent and Intensity
- 0/0/0. 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
- Astrophysics (programme FPF, B1701 Fyz)
- Course objectives
- The course is part of the final exam for bachelor's degree in Astrophysics.
- Syllabus (in Czech)
- Klasická mechanika, elektrodynamika a speciální teorie relativity. Lagrangeovský a hamiltonovský formalismus. Keplerova úloha a základy nebeské mechaniky. Teorie elastického rozptylu. Malé kmity. Mechanika tuhého tělesa, pohyb setrvačníků. Základy hydrodynamiky a hydrostatiky, ideální a viskózní tekutina. Maxwellova teorie elektromagnetického pole, elektromagnetické vlny. Teorie elektromagnetického záření, záření urychleného náboje. Lorentzova transformace a její kinematické důsledky. Minkowského prostoročas, 4-dimenzionální formalismus. Relativistická dynamika, pohyb nabité částice v elektromagnetickém poli. Tenzor energie-hybnosti, relativistické zákony zachování. Tenzor elektromagnetického pole, 4-potenciál, Maxwellovy rovnice v kovariantním tvaru, invarianty elektromagnetického pole.
Termodynamika a statistická fyzika. Základní pojmy a postuláty termodynamiky. Zákony (principy, hlavní věty) termodynamiky. Tepelné kapacity a vztahy mezi nimi, Mayerův vztah. Práce ideálního plynu při různých vratných dějích. Carnotův cyklus, Carnotova věta, Clausiova rovnice. Termodynamická teplotní stupnice. Termodynamické potenciály, Maxwellovy vztahy. Komponenty a fáze, fázové diagramy, klasifikace fázových přechodů. Rovnice Clapeyronova a rovnice z ní odvozené. Gibbsovo fázové pravidlo. Vratné a nevratné děje, zákon růstu entropie. Základní pojmy a vztahy klasické statistické fyziky. Základní pojmy a vztahy kvantové statistické fyziky. Gibbsovo kanonické rozdělení, Maxwellův-Boltzmannův zákon rozdělení rychlosti. Grandkanonické rozdělení, Fermiho-Diracovo rozdělení. Boseho-Einsteinovo rozdělení a Planckův vyzařovací zákon.
Kvantová mechanika. Výchozí postuláty a principy kvantové mechaniky, vlnová funkce a její pravděpodobnostní interpretace, rovnice kontinuity. Operátory základních fyzikálních veličin, střední hodnota fyzikální veličiny. Komutátor a relace neurčitosti. Stacionární stavy. Klasická limita, princip korespondence, Ehrenfestovy rovnice. Schrödingerova rovnice a její přesná řešení (volná částice, částice v pravoúhlé potenciálové jámě, lineární harmonický oscilátor, tunelový jev). Moment hybnosti, spin v nerelativistické teorii. Pohyb elektronu v coulombickém poli, spektrum atomu vodíku. Atom vodíku v magnetickém poli (normální Zeemanův jev).
- Klasická mechanika, elektrodynamika a speciální teorie relativity. Lagrangeovský a hamiltonovský formalismus. Keplerova úloha a základy nebeské mechaniky. Teorie elastického rozptylu. Malé kmity. Mechanika tuhého tělesa, pohyb setrvačníků. Základy hydrodynamiky a hydrostatiky, ideální a viskózní tekutina. Maxwellova teorie elektromagnetického pole, elektromagnetické vlny. Teorie elektromagnetického záření, záření urychleného náboje. Lorentzova transformace a její kinematické důsledky. Minkowského prostoročas, 4-dimenzionální formalismus. Relativistická dynamika, pohyb nabité částice v elektromagnetickém poli. Tenzor energie-hybnosti, relativistické zákony zachování. Tenzor elektromagnetického pole, 4-potenciál, Maxwellovy rovnice v kovariantním tvaru, invarianty elektromagnetického pole.
- 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.
- Enrolment Statistics (recent)
- Permalink: https://is.slu.cz/course/fpf/summer2020/UFAF01