Detail předmětu

Aplikovaná fyzika (K)

BBA002 předmět zařazen ve 2 studijních plánech

Bc. prez. program BPC-SI > spK povinný letní semestr 3. ročník 4 kredity

Bc. prez. program BPC-MI povinně volitelný letní semestr 4. ročník 4 kredity

Vlnění,vlnová rovnice, intenzita vlnění, stojaté vlnění, Dopplerův jev,základní akustické veličiny, akustika místnosti,propustnost a tlumivost stěn, doba dozvuku, teplota a teplo,termodynamika, vlastnosti soustav, zdroje a šíření tepla, tepelné záření a fotometrie, stejnosměrný proud, střídavý proud.

Garant předmětu

prof. RNDr. Zdeněk Chobola, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav fyziky

Výsledky učení předmětu

Získání teoretických znalostí, počítání příkladů a praktických znalostí a návyků v oblastech fyziky: vlnění a akustika, termika, vedení tepla, elektřina.


Prerekvizity

Znalost fyziky a matematiky z bakalářského studia.

Korekvizity

Aplikovaná matematika: vektory, derivace, jednoduchý a dvojný integrál, homogenní diferenciální rovnice druhého řádu s konstantními koeficienty.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.Metoda je založena na sérii přednášek (dvouhodinová přednáška každý týden) a laboratorním cvičení (dvouhodinové měření každý týden a vypracování protokolu o měření). Studenti také počítají příklady. Protokoly jsou pravidelně a průběžně kontrolovány učiteli v laboratorních cvičeních.

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínkou udělení zápočtu je změření devíti laboratorních úloh, vypracování devíti protokolů z těchto úloh a jejich průběžné a úspěšné odevzdávání, dále počítání příkladů a jejich odevzdávání učiteli v celkovém počtu dvaceti příkladů, poslední podmínkou je úspěšné napsání testu ve formě počítání příkladů.
Zkouška se skládá z písemné části, což jsou čtyři příklady, z ústní části, což jsou čtyři teoretické otázky, obojí z celé přednášené látky, obě části zkoušky musí být splněny úspěšně.

Cíl

Získání základních teoretických znalostí a praktických znalostí a návyků v následujících oblastech fyziky: vlnění a akustika, termika, vedení tepla, elektřina.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Přednáška

2 hod./týden, 11 týdnů, nepovinné

Osnova přednášek

1. Základní akustické veličiny. Akustika místnosti.
2. Teploměry. Roztažnost pevných látek a kapalných látek. Vliv roztažnosti na namáhání konstrukcí. Roztažnost a rozpínavost plynů.
3. Stavová rovnice plynů Základy kinetické teorie plynů. Vnitřní energie ideálního plynu.
4. První termodynamický zákon. Měrné teplo, kalorimetrická rovnice.
5. Adiabatické a polytropické děje. Druhý termodynamický zákon. Tepelné motory.
6. Skupenství a fáze látky. Přechod mezi kapalným a plynným skupenstvím. Přechod mezi pevným a kapalným skupenstvím.
7. Sublimace. Vzduch, parametry pro mikroklima.
8. Zdroje tepla, spalné teplo a výhřevnost paliv. Způsoby šíření tepla.
9. Základní pojmy vedení tepla. Stacionární vedení tepla stěnami.
10. Přestup tepla na rozhraní dvou prostředí. Stacionární vedení tepla válcovou plochou. Záření černého tělesa. Fotometrie.
11. Elektrický proud. Ohmův zákon. Elektromotorické napětí, práce a výkon. Kirchhoffovy zákony, Wheatstonův můstek. Vznik střídavého proudu, fektivní hodnota. Odpor, cívka, kondenzátor, rezonance. Výkon střídavého proudu.

Cvičení

2 hod./týden, 11 týdnů, povinné

Osnova cvičení

1. Návody – seznámení s používanými metodami měření, metodami výpočtů, rozdělení úloh na celý semestr (cyklické střídání úloh pro dvojice studentů, seznámení s bezpečnostními předpisy pro práci na elektrických zařízeních ve studentských laboratořích.
2. Měření první laboratorní úlohy podle rozpisu.
3. Následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů.
4. Následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů.
5. Následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů.
6. Následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů.
7. Konzultace – opravy, doměření nedostatků a doplnění všech předchozích měření, opravy všech nepřijatých protokolů, odevzdání spočítaných příkladů.
8. Následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů.
9. Následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů.
10. Následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů.
11. Následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů.
12. Následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů.
13. Písemka a odevzdání protokolu z předchozího měření, zápočet.
Laboratorní úlohy:
Frekvenční závislost činitele zvukové pohltivosti
Frekvenční analýza zvuku
Doba dozvuku v místnosti
Stanovení rezistance přímou metodou
Stanovení kapacity kondenzátoru přímou metodou
Stanovení indukčnosti a kvality cívky přímou metodou
VA charakteristika polovodičové diody
Stanovení výstupní charakteristiky tranzistoru
Stanovení náboje elektronu z charakteristiky tranzistoru
Stanovení měrné tepelné kapacity pevných látek kalorimetrem
Stanovení součinitele teplotní roztažnosti
Stanovení měrné tepelné vodivosti cihly nestacionární metodou
Stanovení adiabatické Poissonovy konstanty vzduchu
Stanovení cejchovní křivky termočlánku
Stanovení cejchovní křivky termistoru
Stanovení cejchovní křivky termodiody
Stanovení topného faktoru tepelného čerpadla
Závislost součinitele absorpce světla v průsvitných látkách na vlnové délce světla
Stanovení celkového světelného toku bodového zdroje
Experimentální sledování strukturních změn betonových vzorků při statickém zatěžování tahem za ohybu metodou akustické emise
Stanovení drsnosti lomové plochy konfokálním mikroskopem