F9051 Prvky fyzikálních teorií 1

Přírodovědecká fakulta
podzim 2009
Rozsah
1/1. 3 kr. Doporučované ukončení: z. Jiná možná ukončení: k.
Vyučující
prof. RNDr. Martin Černohorský, CSc. (přednášející)
prof. RNDr. Martin Černohorský, CSc. (cvičící)
Garance
prof. RNDr. Michal Lenc, Ph.D.
Ústav teoretické fyziky a astrofyziky – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Rozvrh
Út 14:00–14:50 F4,03017, Út 15:00–15:50 F4,03017
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Cílem kurzu je (1) umět popsat s dobrým porozuměním obecné principy
(1a) metodologie budování pojmů, (1b) postupů vedoucích k formulaci zákonů;
(2) uplatnit je na struktuře newtonovské mechaniky a fakultativně v jiných oblastech.
Organickou součástí kurzu jsou fyzikálněhistorické jednotlivosti a poznámky k tematickým aktualitám.
Osnova
  • 1. Svět hmotných objektů. Svět psychiky. Reálný nehmotný svět.
  • 2. Budování pojmů ve fyzice a vytváření pojmů v matematice. Empirie. Experiment. Formální operace.
  • 3. Interakce. Hmotnost. Rychlost–zrychlení, hybnost–zhybnění. Kvantitativní charakteristika interakce. Síla.
  • 4. Ekvivalence zákonů. Nulové zhybnění, zachování hybnosti, třetí Newtonův zákon pohybu.
  • 5. Výstavba teorie. Od interakce a třetího a druhého zákona k impulsovým větám. Zachování hybnosti a momentu hybnosti. Newtonova mechanika a newtonovská mechanika.
  • 6. Energie. Energy. Od druhého axiomu k zachování mechanické energie dvoučásticových soustav. Thomsonova definice energie.
  • 7. Zákonitosti. Definice Přírodní skutečnost. Pravidlo. Zákon. Princip. Axiom. Synonymika a homonymita fyzikálních termínů. Výrok, hypotéza, propozice, poučka, tvrzení, teze, teorém, věta, korolár.
  • 8. Newtonova axiomatika mechaniky. Redukce šesti zákonů pohybu na tři axiomy a komentáře k nim. (Definitiones I-XII. Axiomata, sive Leges Motus. Colorraria I-V.)
  • 9. Translačně-rotační obsah Newtonovy formulace prvního axiomu. Problém redundantnosti prvního axiomu. Dobová podmíněnost oprávněnosti Newtonovy axiomatiky. Struktura newtonovské mechaniky.
  • 10. Einsteinovo odvození vztahu energie–hmotnost (1905).
  • 11. Fyzikální entity. Látka, záření. Pole. Hmota. Anihilace částic. Materializace záření.
  • 12. Principy ekvivalence. Gravitační hmotnost–setrvačná hmotnost, gravitační pole–zrychlení vztažného systému, energie–hmotnost, hmotnost–objem.
  • LITERATURA
  • Student dostane během výuky (1) faksimilia vybraných stránek z obtížně dostupné literatury, (2) české překlady faksimilií, pokud jsou v jiném jazyku než v angličtině, (3) listy ke speciálním tématům.
  • Koncepce kurzu využívá především tyto prameny: The conception of the course uses first af all the following sources:
  • 1. Newton, I.: PHILOSOPHIAE NATURALIS PRINCIPIA MATHEMATICA. Editio ultima. Amstaelodami, Sumptibus Societatis, 1723.
  • 2. Herivel, J.: THE BACKGROUND TO NEWTON'S PRINCIPIA. A Study of Newton's Dynamical Researches in the Years 1664–84. Oxford University Press 1965. 337 p. Pp. 29, 30-31, 77-86, 304-326.
  • 3. Newton, I.: THE PRINCIPIA. Mathematical Principles of Natural Philosophy. A New Translation by I. Bernard Cohen and Anne Whitman assisted by Julia Budenz. Preceded by A Guide to Newton's Principia by I. Bernard Cohen. University of California Press. Berkeley, Los Angeles, London, 1999.
  • 4. Mach, E.: Die Mechanik in ihrer Entwickelung historisch-kritisch dargestellt. Leipzig, F. A. Brockhaus, 1883. 496 S.
  • 5. Einstein, A.: Ist die Trägheit eines Körpers von seinem Energieinhalt abhängig? Ann. d. Phys. 18 (1905) 639-641.
  • 6. Černohorský, M.: Newtonova formulace prvního pohybového zákona. Pokroky matematiky, fyziky a astronomie 20 (1975) 344-349.
  • 7. Černohorský, M.: The rotation in Newton's wording of his first law of motion. In: Kamiński W. A. (red.): Proceedings of the Lublin Tercentary Celebration Isaac Newton's Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, 15-17 October 1987, Lublin, Poland. World Scientific Publ. Co., Singapore-New Jersey-Hong Kong, 1988. 221 p. Pp. 28-46.
Literatura
  • HALLIDAY, David, Robert RESNICK a Jearl WALKER. Fyzika :vysokoškolská učebnice obecné fyziky. Vyd. 1. Brno: VUTIUM, 2000, xxiv, 1198. ISBN 8171962147. info
  • Informace týkající se literatury jsou uvedeny na závěr Osnovy.
  • Information concerning the literature is to be found at the end of the Syllabus.
Výukové metody
Přednáška s diskusí
Metody hodnocení
Typ pracovního semináře (dílna) s výklady a diskusemi. Aktivity studenta: Účast v diskusích, krátká zadaná vystoupení (10 minut), písemné orientační testy ad hoc.
Informace učitele
Individuální konzultace mohou být sjednány při kterékoli pravidelné výuce.
Individual consultations can be setttled at the occasion of any regulare classes.
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2007 - akreditace, podzim 2010 - akreditace, podzim 2001, podzim 2002, podzim 2003, podzim 2004, podzim 2005, podzim 2006, podzim 2007, podzim 2008, podzim 2010, podzim 2011, podzim 2011 - akreditace, jaro 2012 - akreditace, podzim 2012, podzim 2013, podzim 2014, podzim 2015, podzim 2016, podzim 2017, podzim 2018, podzim 2019.