FYBSC0010 Atomic and Nuclear Physics

Institute of physics in Opava
summer 2021
Extent and Intensity
4/2/0. 7 credit(s). Type of Completion: zk (examination).
Guaranteed by
RNDr. Josef Juráň, Ph.D.
Institute of physics in Opava
Course Enrolment Limitations
The course is only offered to the students of the study fields the course is directly associated with.
fields of study / plans the course is directly associated with
there are 10 fields of study the course is directly associated with, display
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.
  • 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
The course is taught annually.
The course is taught: every week.
The course is also listed under the following terms summer 2022, summer 2023, summer 2024.
  • Enrolment Statistics (summer 2021, recent)
  • Permalink: https://is.slu.cz/course/fu/summer2021/FYBSC0010