Předmět Kmity a vlny (OPT / KV)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu OPT / KV - Kmity a vlny, Přírodovědecká fakulta, Univerzita Palackého v Olomouci (UP).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Obsah

Volné netlumené harmonické kmity: oscilátory v přírodě a v technice, rovnice harmonického oscilátoru, energie kmitů, fázový prostor, superpozice kmitavých pohybů.Volné kmity s tlumením: příklady tlumených oscilací, podkritické, kritické a nadkritické tlumení.Nucené kmity: příklady nucených oscilátorů, rovnice nucených kmitů a její řešení, rezonance, Q-faktor rezonátoru, impedance.Vázané oscilátory: příklady vázaných oscilátorů, normální módy a metody nalezení jejich frekvencí. Vázané oscilátory v přírodě, mechanické a elektrické oscilátory.Vlnění v jednom rozměru: příčná vlna, vlnová rovnice struny a její řešení, normální módy konečné struny, Fourierova metoda. Šíření rozruchu v nekonečné struně, odraz a průchod vln na rozhraní, polarizace vln. Podélné vlny, šíření zvuku ve vzduchu.Interference vln: Machův-Zehnderův interferometr, Michelsonův interferometr. Rezonátory, Fabry-Perotův interferometr.Skládání vln, modulace, vlnové balíky, pulsy.Vlnění ve dvourozměrném a třírozměrném prostoru: vlnová rovnice, odhad počtu módů, řešení vlnové rovnice membrány a třírozměrného tělesa. Elektromagnetické vlny ve vakuu a v dielektriku (monochromatické).Disperze: tuhá struna, fázová a grupová rychlost, šíření a rozplývání vlnových balíků. Optické pulsy ve vláknech, chirp, zpomalené světlo v prostředí s elektromagneticky indukovanou transparencí.Vlny v nelineárním prostředí: generace vyšších harmonických, sestupná konverze. Solitony.

Získané způsobilosti

Schopnost identifikovat vhodné modely kmitů a vln a řešit pomocí nich typické problémy v přírodních dějích i technické praxi.

Literatura

Feynman, R. P., Leighton, R. B., Sands, M. Feynmanovy přednášky z fyziky. Fragment, Havlíčkův Brod, 2002. Main, I.G. Kmity a vlny ve fyzice. Academia Praha, 1990. Bajer, J. Mechanika 3. UP Olomouc, 2006. Pain, H. J. The Physics of Vibrations and Waves. J. Wiley and Sons LTD London, 6th ed., 2005.

Požadavky

Známka z předmětu bude vycházet z bodového hodnocení testů psaných v průběhu semestru, závěrečného testu a z hodnocení vystoupení ve cvičeních. Plný počet bodů za semestr je 100, z toho 40 je za závěrečný test, 15 bodů je za každý ze dvou průběžných testů a 30 bodů je za práci ve cvičení. Hodnocení ze cvičení vychází ponejvíce z výsledků desetiminutových testů na každém cvičení. Každý z těchto testů bude obsahovat pozměněnou variantu některého příkladu, zadaného za domácí úlohu v předchozím cvičení. Součástí hodnocení ze cvičení bude i vystoupení s krátkým (cca 5 min.) referátem o nějakém článku ze zahraničního fyzikálního časopisu (např. Physics Today, Nature, American Journal of Physics a pod.). Téma článku by mělo nějak souviset s problematikou kmitů a vlnění. Vystoupení s referátem a získání alespoň 18 bodů ze cvičení jsou nutnou podmínkou pro získání zápočtu. Známkování:A 91 - 100 bodů B 82 - 90 bodů C 73 - 81 bodů D 64 - 72 bodů E 55 - 63 bodů

Garant

prof. RNDr. Tomáš Opatrný, Dr.

Vyučující

prof. RNDr. Tomáš Opatrný, Dr.Mgr. Hamed Saberi, Ph.D.prof. RNDr. Tomáš Opatrný, Dr.Mgr. Hamed Saberi, Ph.D.