Moderná fyzika 2025/26

Odporúčaná literatúra:

R.A.Serwey: Modern Physics 3rd Edition , Google
M.Markoš: Moderná fyzika, knižnica FMFI a Link
Stránka cvičení Tu.

Skúška

Vzorové zadanie skúšky Tu.
Zoznam otázok Tu.
Rozvrh

1. prednáška

Na úvodnej prednáške sme sa venovali klasicikej fyzike: mechanike a kinetickej teórii plynov a EM žiarenia. Klúčové poznatky sú:
Ekvipartičná teoréma, exponenciálne klesajúca pravdepodobnosť výskytu stavov s vysokou energiou a vyžarovanie nabitých častíc a nenulovým zrýchlením.
Prezentacia z prednášky tu Poznámky k prednáške tu

2. prednáška

Žiarenie dokonale čierneho telesa (teleso ktoré absorbuje všetko dopadajúve žiarenie, nič neodráža) je úmerné kvadrátu teploty - Stephanov-Boltzmanov zákon.
Vlnová dĺža maximálne spektrálnej intenzity žiarenia je nepriamo úmerné teplote - Wienov posunovaci zákon. Žiarenie dokonale čierneho telesa – klasická fyzika:
Rayleighov–Jeansov zákon zlyhá v opise žiarenia čierneho telesa. Dobrú zhodu s experimentom je možné získať pomocou predstavy kvantovania energie stojatých vĺn v dutine.
Kvantum energie E0=hv. Odvodenie planckovho zákona. Plnackova konštanta h= 6.626e-34 J.s = 4.135e-15 eV.s.
Prezentacia z prednášky tu Poznámky k prednáške tu

3. prednáška

Fotoelektrický jav- experimenty s vákuovou diódou, pri ktorých sa dôsledkom dopadajúceho žiarenia na kov uvoľnia elektróny - sa dá vysvetliť pomocou fotónov,
ktoré maju energiu E=hv. Maximálna kinetická energia uvoľnených fotónov je potom E_max=hv-Phi_0, kde Phi_0 je výstupná práca, teda minimálna energia potrebná
na uvolnenie elektrónu z kovu. Comptonov jav- rozptyl energetických fotónov na elektróne - experiment sa dá opísať ako zrážka dvoch častíc.
Poznámky k prednáške tu

4. prednáška

Fotóny v gravitačnom poli – Energia fotónov, teda frekvencie žiarenia, sa mení dôsledkom pôsobenia gravitácie.
Hmota je tvorená z atómov, Thomsonov experiment s katódovou trubicou: pomer e/m a platí univerzálne, nezvisle o voľby materiálu-kovu.
Milikanov experiment - presné určenie náboja e. Rutherfordov experiment a planetárny model atómu.
Prezentacia z prednášky tu Poznámky k prednáške tu

5. prednáška

Absorbčná a emisná spektroskopia a spektrálne série.
Bohrov model atómu hodíka úspešne vysvetľuje atomárne spektrá a dostávame bohrov polomer atómu vodíka a0=0.53x10-10m.
Franckov-Hertzov experiment priamo potvrdil existenciu diskrétnych energetických hladím a atómoch. Einsteinove koeficienty emisie a absorbcie.
Prezentacia z prednášky tu Poznámky k prednáške tu

6. prednáška

Jav stimulovanej emisie a zosilnenie pomocou stimulovanej emisie - LASER/MASER. De Broglieho vlnová dĺžka - Časticiam pripisujeme vlnovú dĺžku.
Priame potvrdenie ponúka Davissonov-Germerov experiment. Pri ostreľovaní povrchu kryštálu dochádza k rozptylu - difrakcii - elektrónov a nie k ich odrazu.
Vlnové vlastnosti elektónov využíva elektrónový mikroskop – vo všeobecnosti rozlišovacia schopnosť mikroskopov je limitovaná vlnovou dĺžkou vĺn.
De Broglieho vlnová dĺžka - Časticiam pripisujeme vlnovú dĺžku a z rovinných vĺn (ktoré sa dajú ťažko stotožniť s časticou, nie sú lokalizované) môžeme
pomocou fourierovho integálu vyskladať balík, grupu, ktorý sa šíri s grupovou rýchlosťou vg. Šírka balíka v k priestore a priestore x je previazaná.
Prezentacia z prednášky tu Poznámky k prednáške tu

7. prednáška

De Broglieho vlny a princípu neurčitosti. Heisenbergov mikroskop, vlnovo-časticový dualizmus a dvojštrbinový experiment.
Poznámky k prednáške tu

8. prednáška

Bornova interpretacia vlnovej funkcie a vlastnosti vlnovej funkcie. Voľná častica a častica v prítomnosti síl. Schrodingerova rovnica.
Prezentacia z prednášky tu Poznámky k prednáške tu