Úvod do fyziky 1. Co je fyzika ? 2. Fyzikální poznávání 3. Měření 4. Prostor, čas, pohyb 5. Síly, pole 6. Základní fyzikální konstanty 7. Zákony zachování 8. Kmity, vlny 9. Mikrosvět Literatura •New D.Halliday, R.Resnick, J.Walker: Fyzika. Brno VUTIUM 2001 •R.P.Feynman, R.B.Leighton, M.Sands : Feymanovy přednášky z fyziky 1.-3.díl. Havlíčkův Brod: FRAGMENT 2000-2002. • 1. Co je fyzika ? Jak studovat fyziku Fyzika je… Vztah k přírodním vědám Vztah k matematice Vztah k obecným problémům Fyzika a technické aplikace Fyzika a filosofie Fyzika - experimentální věda - měření - rozsah zájmu Image:Johann Josef Loschmidt.jpg Jan Josef Loschmidt ( 1821 - 1895) Obrázek “http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/67/Benzene_structure.png” nelze zobrazit, protože obsahuje chyby. Benzen C6H6 The structure of part of a DNA double helix The structure of part of a DNA double helix http://en.wikipedia.org/wiki/DNA Obrázek “http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/76/Mendel.png” nelze zobrazit, protože obsahuje chyby. Gregor Mendel (1822-1884) world_seismic1975_95 Distribution of earthquake epicenters from 1975 to 1995. www.physicalgeography.net/fundamentals/images... image ipac.jpl.nasa.gov/.../sig07-009_small.jpg M81 This image combines data from the Hubble Space Telescope, the Spitzer Space Telescope, and the Galaxy Evolution Explorer (GALEX) Obrázek “http://nd01.jxs.cz/404/429/fc734c9c39_36775493_o2.jpg” nelze zobrazit, protože obsahuje chyby. Chammurapiho zákoník 1780 př.n.l. Newton Maxwell Schrödinger Obrázek “http://www.aeolus-online.com/catalog/pics/Earthmoving_Machinery_Gears.jpg” nelze zobrazit, protože obsahuje chyby. www.aeolus-online.com Obrázek “http://sant.theiet.org.au/wp-content/uploads/2007/11/electricity-transmission-line.jpg” nelze zobrazit, protože obsahuje chyby. sant.theiet.org.au http://www.hellosanfrancisco.com/Images/Photos/972005Golden_Gate_Bridge-s.jpg www.city-data.com Obrázek “http://www.cogito.org/Images/Full/284/image.axd” nelze zobrazit, protože obsahuje chyby. http://www.intel.com/pressroom/archive/releases/20... 300 mm - 45 nm aristoteles Aristóteles 384 a.C. - c. 322.A.C paginas.terra.com.br/.../aristoteles.jpg newton Isaac Newton 1643-1727 www.crystalinks.com/newton.jpg Werner Karl Heisenberg (1901-1976). Photo taken circa 1926. Werner Karl Heisenberg (1901-1976) http://en.wikipedia.org/ Karl Raimund Popper 1902-1994 popper www.seop.leeds.ac.uk/.../popper/popper.jpg pwcrit1a_02-03 science.nasa.gov/.../lunarranging/tower1_med.jpg GalileoGalilei ww.cbk.waw.pl/zgp/images/dg/GalileoGalilei.jpg Galileo Galilei 1564-1642 Obrázek “http://www.cedmagic.com/history/transistor-1947.jpg” nelze zobrazit, protože obsahuje chyby. Obrázek “http://www.cogito.org/Images/Full/284/image.axd” nelze zobrazit, protože obsahuje chyby. http://www.cedmagic.com/history/transistor-1947.jpg L=2.1746±0.0003 m c=299 792 458 m/s; Δx·Δp>~h m(kg) 10-36 (neutrino) 100 (litr) 1050 (vesmír) l(m) 10-35 (Planck, struna) 100(člověk) 1026 (vesmír) t(s) 10-44(Planck) 100(srdce) 1017(vesmír) 2. Fyzikální poznávání Filosofie objevu -Koperník,Brahe, Kepler,Newton Model, teorie, zákon - model (světlo) - teorie (mechanika, relativita) - zákon (zákony zachování, empirie) Pravidlo pravidel (symetrie) http://galaxie.web2001.cz/astronomie/obrazky/geocentr.gif http://galaxie.web2001.cz/astronomie/obrazky/geocentr.gif http://geog.arizona.edu/about/ptolemy.jpg Obrázek “http://geog.arizona.edu/about/ptolemy.jpg” nelze zobrazit, protože obsahuje chyby. Claudius Ptolemaeus 85 - 165 Portrét Mikuláše Koperníka 1473 - 1543 http://galaxie.web2001.cz/astronomie/obrazky/heliocentr.gif http://galaxie.web2001.cz/astronomie/obrazky/heliocentr.gif wikipedie Obrázek “http://tycho-brahe.navajo.cz/tycho-brahe-2.jpg” nelze zobrazit, protože obsahuje chyby. Tycho Brahe 1546 - 1601 tycho-brahe.navajo.cz/tycho-brahe-2.jpg upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e0/T. Obrázek “http://www.muslimheritage.com/uploads/Sextant_Tycho_Brahe.jpg” nelze zobrazit, protože obsahuje chyby. Image:Johannes Kepler 1610.jpg http://en.wikipedia.org/wiki/Johannes_Kepler Johannes Kepler 1571-1630 Kepler's First Law of Orbital Motion Kepler's Second Law of Motion www.gravitywarpdrive.com/.../Kepler_2nd_Law.gif newton Isaac Newton 1643-1727 The first, 1704, edition of Opticks or a treatise of the reflections, refractions, inflections and colours of light http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Opticks.jpg p p´ pn pt pn´ pt´ φ φ´ U + - μA -5 0 5 10 15 20 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 U J I Ue I1 I2 I3 -5 0 5 10 15 20 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 U J I Ue I I 5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 6 x 10 14 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 f(hz) eU(eV) Cs K Na Li -1 -0.5 0 0.5 1 0 5 10 15 20 -1 -0.5 0 0.5 1 x z H y,t k E Amalie Emmy Noether Amalie Emmy Noether 1882-1935 http://en.wikipedia.org/wiki/Emmy_Noether Image:Da Vinci Vitruve Luc Viatour.jpg http://en.wikipedia.org/ Leonardo da Vinci's Vitruvian Man (ca. 1487) is often used as a representation of symmetry in the human body and, by extension, the natural universe. Image:Asymmetric (PSF).png Obrázek “http://illuminations.nctm.org/lessons/3-5/geometryart/linesofsymmetry.jpg” nelze zobrazit, protože obsahuje chyby. illuminations.nctm.org/.../linesofsymmetry.jpg Jim Muth's fractal image in GIF format (640x480). www.nahee.com/FOTD/images/Super_Symmetry_.GIF Fractal d2_pattern_1d_2d d2_pattern_3d metafysica.nl/d2_planegroup_p2_d.gif Obrázek “http://www.nyu.edu/classes/tuckerman/honors.chem/lectures/lecture_20/cube_symmetry.jpg” nelze zobrazit, protože obsahuje chyby. lattices www.nyu.edu/.../lecture_20/cube_symmetry.jpg 3. Měření Fyzikální veličiny Fyzikální jednotky Soustava SI Jiné soustavy Měření - chyby - zpracování výsledků měření - graf činitel předpona značka 1024 yotta Y 1021 zetta Z 1018 exa E 1015 peta P 1012 tera T 109 giga G 106 mega M 103 kilo k 102 hekto h 101 deka da 10-1 deci d 10-2 centi c 10-3 mili m 10-6 mikro μ 10-9 nano n 10-12 piko p 10-15 femto f 10-18 atto a 10-21 zepto (dříve banto) z (dříve b) 10-24 yokto y Veličina jednotka značka přesnost Délka metr m 10-10 Hmotnost kilogram kg 10-7 Čas sekunda s 10-14 Elektrický proud ampér A 10-5 Teplota kelvin K 10-4 Svítivost kandela cd 5.10-3 Látkové množství mol mol 10-6 Image:Platinum-Iridium meter bar.jpg http://en.wikipedia.org/wiki/ Image:CGKilogram.jpg m kg Obrázek “http://solidstate.physics.sunysb.edu/teach/phy132/lab_instructions/bullseye.gif” nelze zobrazit, protože obsahuje chyby. solidstate.physics.sunysb.edu/.../bullseye.gif PHY_error_analysis1 solidstate.physics.sunysb.edu/.../bullseye.gif Image:Normal Distribution PDF.svg Cumulative distribution function for the normal distribution http://en.wikipedia.org/ Image:Standard deviation diagram.svg http://en.wikipedia.org/ P(μ-σ, μ+σ)=0.682 P(μ-2σ, μ+2σ)=0.954 P(μ-3σ, μ+3σ)=0.997 y=sin(t) y=cos(t) x=sin(t) y=cos(t) z=t x=cos(t) y=sin(t) z=t z=x.exp(-x2-y2) interakce rel.vel. dosah gravitační „gravitony“ 10-38 1/r2 ∞ slabá W a Z bozony 10-15 10-18 elektromagnetická fotony 10-2 1/r2 ∞ silná gluony 1 10-15 interakce e-ν e-p p-p p-n,n-n gravitační 0 10-41 10-38 10-38 slabá 10-15 10-15 10-15 10-15 elektromagnetická 0 10-2 10-2 0 silná 0 0 1 1 relativní velikost pro vzdálenost 10-15m vesmírná gravitace pozemská gravitace gravitace Newton 1686 elektrické síly magnetické síly elektromagnetismus Maxwell 1864 slabá elektroslabá G S W 1979 silná ? 180px-Cavendish-lab Henry Cavendish 1731-1810 Image:GodfreyKneller-IsaacNewton-1689.jpg Isaac Newton 1643-1727 Obrázek “http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/42/Coulomb.jpg” nelze zobrazit, protože obsahuje chyby. Charles-Augustin de Coulomb 1736-1806 Image:Bcoulomb.png Obrázek “http://media-2.web.britannica.com/eb-media/20/96320-004-3FC5219A.jpg” nelze zobrazit, protože obsahuje chyby. Obrázek “http://www.iop.org/activity/education/Projects/Teaching%20Advanced%20Physics/Fields/Images%20400/i mg_tb_4734.gif” nelze zobrazit, protože obsahuje chyby. lanternanim Roemer Olaf (Ole) Roemer (1644-1710) Image:Roemer.jpg Obrázek “http://www.geocities.com/rlok69/figures/fizeau.gif” nelze zobrazit, protože obsahuje chyby. Image:Hippolyte Fizeau.jpg Hippolyte Fizeau 1919-1896 Literatura D.Halliday, R.Resnick, J.Walker: Fyzika. Brno VUTIUM 2001 R.P.Feynman, R.B.Leighton, M.Sands : Feymanovy přednášky z fyziky 1.-3.díl. Havlíčkův Brod: FRAGMENT 2000-2002. http://www.lightandmatter.com/ http://www.google.com/ http://scholar.google.com/ http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/hph.html#mechcon