FU:FYBSC0010 Atomová a jaderná fyzika - Informace o předmětu

FYBSC0010 Atomová a jaderná fyzika

Rozsah

4/2/0. 7 kr. Ukončení: zk.

Garance

RNDr. Josef Juráň, Ph.D.
Fyzikální ústav v Opavě

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je určen pouze studentům mateřských oborů.

Mateřské obory/plány

• Aplikovaná matematika (program MU, B1101)
• Aplikovaná matematika pro řešení krizových situací (program MU, B1101)
• Astrofyzika (program FU, FYZB)
• Astronomie a popularizace (program FU, FYZB)
• Matematické metody a modelování (program MU, Bc-M)
• Matematické metody v ekonomice (program MU, B1101)
• Matematické metody v ekonomii (program MU, Bc-M)
• Matematické metody v krizovém řízení (program MU, Bc-M)
• Obecná matematika (program MU, Bc-M)
• Obecná matematika (program MU, B1101)

Cíle předmětu

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.

Osnova

• 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.

Literatura

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

doporučená literatura
• 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

Výukové metody

Monologická (výklad, přednáška)
Cvičení
Samostudium studentů
Individuální konzultace

Metody hodnocení

domácí úkoly
náhodný test
zápočtový písemný test
ústní a písemná zkouška

Další komentáře

Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

• Statistika zápisu (léto 2021, nejnovější)
  
• Permalink: https://is.slu.cz/predmet/fu/leto2021/FYBSC0010