UFAF01 Fundamentals of Theoretical Physics

Faculty of Philosophy and Science in Opava
Summer 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
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).
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 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, Winter 2018, Summer 2019.
  • Enrolment Statistics (recent)
  • Permalink: https://is.slu.cz/course/fpf/summer2020/UFAF01