F - maturita

Maturitní okruhy k opakování z FYZIKY

Kinematika přímočarých pohybů

• mechanický pohyb, hmotný bod, vztažná soustava (inerciální, neinerciální), trajektorie, dráha, pohyb rovnoměrný, nerovnoměrný, přímočarý, křivočarý, posuvný, otáčivý, relativnost pohybu
• okamžitá rychlost, průměrná rychlost, zrychlení, jednotky těchto fyzikálních veličin, jejich zařazení do SI, základní vztahy
• grafy závislosti dráhy, rychlosti a zrychlení na čase
• charakteristika jednotlivých pohybů (rovnoměrný přímočarý, rovnoměrně zrychlený, rovnoměrně zpomalený)
• skládání pohybů, princip skládání rychlostí pro v << c

Rovnoměrný pohyb hmotného bodu po kružnici

• z kinematického i dynamického hlediska
• definice rovnoměrného pohybu po kružnici a jeho zařazení
• perioda, frekvence, obvodová rychlost, úhlová rychlost, dostředivé zrychlení, definice těchto fyzikálních veličin, jejich zařazení v soustavě SI, vztahy mezi těmito veličinami
• příčiny pohybu tělesa po kružnici – dostředivá síla (druhy dostředivých sil, tahová, gravitační, magnetická)

Dynamika

• dynamika, čím se zabývá, definice a znázornění síly, zařazení do soustavy SI, jednotka síly
• skládání rovnoběžných i různoběžných sil působících na HB i těleso
• rozklad sil na složky (matematické kyvadlo, nakloněná rovina)
• Newtonovy pohybové zákony, jejich znění, praktické příklady jejich platnosti
• hybnost, definice a zařazení do soustavy SI, zákon zachování hybnosti a jeho využití (dokonale pružný a nepružný ráz, reaktivní motory)
• tření, třecí síla, tření smykové a valivé
• tíhová síla, tíha, gravitační síla, rozdíly mezi nimi
• inerciální a neinerciální vztažné soustavy, setrvačné síly

Mechanická práce a mechanická energie

• mechanická práce, vysvětlení pojmu mechanická práce, konkrétní příklady z praxe, pojem fyzické práce, základní vztahy pro mechanickou práci, jednotky (joule, wattsekunda, kilowatthodina, elektronvolt) a jejich vzájemné převody, oblasti, ve kterých se jednotlivé jednotky používají, zařazení práce do soustavy SI, pracovní diagram, co to je a k čemu slouží
• mechanická energie, kinetická a potenciální energie, definice, vztahy a jednotky, vzájemné přeměny jednotlivých druhů mechanické energie, (na matematickém kyvadle, při volném pádu atd.) zákon zachování mechanické energie a jeho využití (dokonale pružný ráz)
• výkon (okamžitý a průměrný), příkon, účinnost, definice, základní vztahy, jednotky

Mechanika tuhého tělesa

• definice pojmu tuhé těleso, pohyby tuhého tělesa (posuvný, otáčivý, složený, praktické příklady)
• moment síly vzhledem k ose otáčení, definice, vztah, jednotka, zařazení do soustavy SI, určení směru momentu (pravidlo pravé ruky), momentová věta
• skládání sil působících na TT (rovnoběžné souhlasně orientované i opačně orientované, různoběžné) působící ve dvou nebo více bodech TT (graficky i početně), rozklad sil na složky (rovnoběžné i různoběžné) dvojice sil a její otáčivý účinek
• Těžiště TT a způsoby jeho určování, vztah pro výpočet těžiště, rovnovážná poloha tělesa, definice, druhy rovnovážných poloh (stálá, vratká, volná) a jejich charakteristika, stabilita tělesa (jak je definována, vztah, na čem závisí, uvést příklady)
• moment setrvačnosti hmotného bodu, moment setrvačnosti TT (definice, vztah, jednotka), kinetická energie rotujícího tělesa

Gravitační pole

• definice pojmu gravitační pole, Newtonův gravitační zákon, příklady gravitačního působení mezi tělesy
• intenzita gravitačního pole a gravitační zrychlení (definice, definiční vztah, jednotka, zařazení do soustavy SI, závislost intenzity na vzdálenosti), znázornění gravitačního pole (homogenní, centrální) pomocí siločar a vektorů intenzity, gravitační a tíhové pole Země
• pohyby těles v homogenním tíhovém poli Země – vrhy (šikmý, svislý vzhůru, vodorovný, vztahy pro polohu tělesa, rychlost letu, dálku a výšku vrhu, trajektorie pohybu)
• pohyby těles v centrálním gravitačním poli Země, kosmické rychlosti, trajektorie, Keplerovy zákony, Sluneční soustava

Mechanika tekutin

• vysvětli pojmy tekutina, ideální plyn, ideální kapalina, vlastnosti tekutin (stlačitelnost, viskozita, …), uveď příklady
• tlak (definice, definiční vztah, jednotka, zařazení do soustavy SI), tlak v tekutině vyvolaný vnější silou, Pascalův zákon a jeho využití (hydraulické zařízení), hydrostatický tlak a atmosférický tlak, normální atmosférický tlak, hydrostatická a atmosférická tlaková síla, hydrostatické paradoxon
• Archimédův zákon, chování těles v kapalině
• proudění tekutin (laminární, turbulentní, proudnice, objemový průtok), rovnice spojitosti toku (kontinuity), Bernoulliho rovnice, znění, co vyjadřují, důsledky, (měření rychlosti proudící kapaliny, výtoková rychlost, princip rozprašovače …)
• obtékání těles reálnou kapalinou, odporové síly, využití energie proudící kapaliny

Základní poznatky molekulové fyziky a termika

• veličiny charakterizující látky z molekulového hlediska (relativní atomová a molekulová hmotnost, atomová hmotnostní konstanta, látkové množství, Avogadrova konstanta, molární hmotnost a objem) – definice, definiční vztahy, jednotky
• tři základní předpoklady kinetické teorie stavby látek, aplikace těchto předpokladů na jednotlivá skupenství
• termodynamická soustava, izolovaná soustava, teplota (celsiova, termodynamická), jednotky teploty, definice jednotek, převod mezi jednotkami
• vnitřní energie, definice jednotka, změna vnitřní energie (konáním práce, z potenciální nebo kinetické energie, tepelnou výměnou), teplo, definice, definiční vztah, jednotka, měrná tepelná kapacita, tepelná kapacita, kalorimetrická rovnice
• první termodynamický zákon
• přenos vnitřní energie (vedením, prouděním, zářením)

Struktura a vlastnosti plynů

• základní předpoklady kinetické teorie stavby látek aplikované na plyn, ideální plyn
• rychlost molekul plynu, střední kvadratická rychlost a její závislost na teplotě,
• střední kinetická energie částic, vnitřní energie plynu, tlak plynu
• stavové veličiny a stavové rovnice
• děje v plynech (izobarický, izochorický, izotermický, adiabatický), charakterizovat jednotlivé děje, zakreslit v pV diagramu, zákony týkající se těchto dějů
• děje v plynech z energetického hlediska, práce plynu, kruhový děj, práce při kruhovém ději, 2.věta termodynamiky, tepelné stroje

Struktura a vlastnosti pevných látek

• základní předpoklady kinetické teorie stavby látek aplikované na látky pevné
• látky krystalické (monokrystalické a polykrystalické), amorfní
• krystalická mřížka, elementární buňka (prostá, plošně centrovaná, prostorově centrovaná)
• poruchy krystalické mřížky (vakance, částice v intersticiální poloze, příměsi)
• deformace a její dělení (plastická, elastická, tlakem, tahem, …)
• normálové napětí, síly pružnosti, deformační křivka, Hookův zákon
• teplotní roztažnost pevných látek (délková, objemová) a její uplatnění v praxi

Struktura a vlastnosti kapalin

• základní předpoklady kinetické teorie stavby látek aplikované na kapaliny
• volný povrch kapaliny, povrchová vrstva, povrchová energie, povrchová síla, sféra molekulového působení, povrchové napětí a jeho závislost na teplotě a druhu kapaliny
• jevy na rozhraní dvou prostředí (smáčení a nesmáčení stěn nádoby kapalinou)
• tlak v bublině, kapilární tlak, kapilární jevy (elevace, deprese), kapilární jevy v praxi
• objemová roztažnost kapalin, anomálie vody

Skupenské přeměny

• tání, tuhnutí, vypařování a var, zkapalnění, sublimace, desublimace, vysvětlit jednotlivé skupenské přeměny z hlediska termodynamiky a molekulové fyziky, charakterizovat jednotlivé skupenské přeměny skupenskými teply a měrnými skupenskými teply
• teplota tání a její závislost na tlaku (látky typu led, látky typu olovo), regelace ledu
• teplota varu a její závislost na tlaku, sytá pára, tlak syté páry a jeho závislost na objemu a teplotě, přehřátá pára, fázový diagram (křivka sytých par, sublimační křivka, křivka tání, trojný bod, kritický bod)

Mechanické kmitání

• oscilátory, kmitavý pohyb, harmonický kmitavý pohyb, kmit, kyv, perioda, frekvence
• veličiny charakterizující harmonický kmitavý pohyb (okamžitá výchylka, okamžitá rychlost, okamžité zrychlení, amplituda výchylky, rychlost a zrychlení), veličiny odvodit z pohybu hmotného bodu po kružnici
• znázornění harmonického kmitavého pohybu (časový diagram, fázový diagram
• skládání kmitů izochronních pomocí časových a názorových diagramů
• dynamika kmitavého pohybu, síly způsobující kmitavý pohyb, energie kmitajícího oscilátoru a vzájemné přeměny různých druhů energií
• tlumené a netlumené kmity, vlastní a nucené kmitání, rezonance
• matematické kyvadlo, pružinový oscilátor

Mechanické vlnění

• mechanické vlnění a jeho druhy.(příčné, podélné), znázornění vlnění, odvození rovnice postupného vlnění, vlnová délka
• interference vlnění, koherentní vlnění, zesílení a zeslabení – podmínky, odraz vlnění na konci bodové řady (pevný a volný konec), stojaté vlnění (jeho vznik, kmitny a uzly), chvění mechanických soustav (struna, tyč,…)
• izotropní a neizotropní prostředí, vlnoplocha (rovinná, kulová), paprsek, Huygensův princip, odraz vlnění, zákon odrazu
• lom vlnění (ke kolmici, od kolmice), zákon lomu, úplný odraz
• ohyb vlnění, podmínka ohybu
• zvuk (zdroje zvuku a jeho vlastnosti, rychlost šíření, ozvěna, výška, barva), ultrazvuk a infrazvuk

Stacionární elektrické pole

• elektrický náboj a jeho vlastnosti (dělitelnost, druhy náboje,…), vzájemné silové působení elektricky nabitých těles, Coulombův zákon
• elektrické pole (definice), intenzita elektrického pole (definice, definiční vztah, jednotka, směr), druhy elektrického pole (homogenní, centrální,…) a jeho znázornění (pomocí vektorů intenzity, elektrických siločar), elektrický potenciál, (definice, definiční vztah, jednotka), znázornění elektrického pole pomocí ekvipotenciálních hladin
• potenciální energie, práce v homogenním elektrickém poli
• rozložení náboje na vodiči, plošná hustota náboje, vodič v elektrickém poli – elektrostatická indukce, izolant v elektrickém poli – polarizace
• kondenzátory a jejich kapacita (definice, vztah, jednotka), druhy kondenzátorů (deskový, otočný, Leidenská láhev, elektrolytický) a jejich kapacita, spojování kondenzátorů (sériové. paralelní, energie nabitého kondenzátoru

Elektrický proud v látkách

• elektrický proud jako fyzikální jev a fyzikální veličina, jednotka proudu, definice jednotky proudu, směr proudu, podmínky vzniku dočasného a trvalého proudu
• elektromotorické napětí, zdroje elektrického proudu
• teorie elektronové vodivosti kovů
• elektrický proud v kapalinách, podmínky vzniku, elektrolyt, elektrolytická disociace, elektrolýza, Faradayovy zákony elektrolýzy, galvanický článek
• elektrický proud v polovodičích, závislost měrného odporu polovodičů na teplotě, vlastní a nevlastní vodivost, polovodič typu N a P, polovodičová dioda a její využití jako usměrňovače, tranzistor jako zesilovač
• elektrický proud v plynech, ionizace, ionizační práce, samostatný a nesamostatný výboj (doutnavý, jiskrový, obloukový), praktické využití průchodu elektrického proudu plyny
• elektrický proud ve vakuu, termoemise a její využití

Elektrický proud v kovech

• elektronová teorie vodivosti kovů, obvody se stejnosměrným proudem, Ohmův zákon pro část obvodu, Ohmův zákon pro uzavřený obvod
• odpor vodiče, závislost odporu vodiče na teplotě a na jeho geometrických rozměrech odpor při sériovém a paralelním zapojení rezistorů, vodivost vodiče
• měření elektrického proudu, napětí a odporu
• práce a výkon elektrického proudu, práce a výkon zdroje napětí, účinnost
• Kirchhoffovy zákony a řešení elektrických sítí pomocí nich

Stacionární magnetické pole

• definovat stacionární magnetické pole, magnetická indukce, charakterizovat (pomocí magnetické indukce) a znázornit (pomocí magnetických indukčních čar nebo vektorů magnetické indukce), různé druhy magnetických polí (permanentních magnetů, přímého vodiče s proudem, dvou rovnoběžných vodičů, kruhové smyčky, solenoidu), směr magnetických indukčních čar (Ampérovo pravidlo pravé ruky)
• silové působení magnetického pole na přímý vodič s proudem, magnetická síla a její směr (Flemingovo pravidlo levé ruky), vzájemné působení mezi vodiči s proudem, Ampérův zákon, definice jednotky proudu, silové působení magnetického pole na částici s nábojem
• magnetické vlastnosti látek (feromagnetické, paramagnetické, diamagnetické), využití v praxi (elektromagnet, elektromagnetické relé,…), magnetizační křivka

Nestacionární magnetické pole

• vysvětli pojem nestacionární magnetické pole, kde vzniká, magnetický indukční tok, definice, definiční vztah, jednotka
• elektromagnetická indukce, vznik indukovaného napětí a proudu, Faradayův zákon elektromagnetické indukce, Lenzův zákon, vzájemná elektromagnetická indukce
• vlastní indukce, indukčnost cívky, energie magnetického pole cívky

Střídavý proud

• vznik střídavého proudu, trojfázový alternátor, trojfázová sousta (zapojení do trojúhelníku a do hvězdy), sdružené a fázové napětí
• elektromotor – princip a jeho využití, transformátor – princip, transformace nahoru a dolů, transformační poměr, přenos elektrické energie, ztrátový výkon
• obvody střídavého proudu s rezistorem, kondenzátorem, cívkou (fázový a časový diagram, fázový rozdíl mezi proudem a napětím, rezistence, induktance, kapacitance)
• sériový obvod RLC (impedance, fázový rozdíl mezi proudem a napětím, rezonance, rezonanční frekvence)
• výkon střídavého proudu v obvodu s rezistorem, efektivní hodnoty proudu a napětí, výkon střídavého proudu v obvodu s impedancí

Elektromagnetické kmitání a vlnění

• elektromagnetický oscilátor (LC obvod) a vznik elektrických kmitů v něm, Thomsonův vztah, druhy elektrických kmitů (tlumené, netlumené, vlastní, nucené), rezonance, rezonanční křivka, rezonační frekvence
• vznik elektromagnetického vlnění, základní rovnice elektromagnetického vlnění, vlnová délka, rychlost elektromagnetického vlnění ve vakuu a látkovém prostředí
• stojaté elektromagnetické vlnění, elektromagnetický dipól
• šíření a vlastnosti elektromagnetického vlnění (polarizace, odraz, ohyb, interference), sdělovací soustava (vysílač, mikrofon, reproduktor, vysílač)

Vlnová optika

• světlo jako elektromagnetické vlnění, vlnová délka, barva světla, světlo bílé a monochromatické, rychlost světla
• optické prostředí a jeho dělení (průhledné, průsvitné, neprůhledné, izotropní a anizotropní), index lomu prostředí a jeho závislost na vlnové délce (disperzní křivka)
• vlnoplocha (rovinná a kulová), paprsek, Huygensův princip
• průchod monochromatického světla optickým hranolem – deviace, rozklad bílého světla při průchodu optickým hranolem
• interference světla, koherence, optická a geometrická dráha, interferenční maximum, minimum, interference na planparalelní a neplanparalelní vrstvě
• ohyb světla na překážkách, podmínka ohybu, ohyb na štěrbině, dvojštěrbině, optické mřížce, ohybové spektrum
• polarizace světla, druhy polarizace (odrazem, lomem, dvojlomem)

Paprsková optika

• optické jevy na rozhraní dvou prostředí, odraz (zákon odrazu), lom (ke kolmici, od kolmice, zákon lomu), úplný odraz a jeho využití
• zobrazování odrazem, rovinná a kulová (dutá a vypuklá) zrcadla,, význačné paprsky, zobrazení úsečky kolmé k optické ose, zobrazovací rovnice, znaménková konvence, příčné zvětšení
• zobrazování lomem, čočky (spojky, rozptylky), význačné paprsky, zobrazení úsečky kolmé k optické ose, zobrazovací rovnice, znaménková konvence, příčné zvětšení, optická mohutnost
• oko jako optická soustava, akomodace, blízký bod, daleký bod, konvenční zraková vzdálenost, vady oka (dalekozrakost, krátkozrakost) a jejich korekce
• optické přístroje (lupa, mikroskop, dalekohled), schéma, úhlové zvětšení

Elektromagnetické záření

• elektromagnetické spektrum, druhy záření (gama, RTG, ultrafialové, viditelné světlo, infračervené, mikrovlny, rozhlasové vlny), vlnová délka, vlastnosti, vznik
• tepelné záření, záření černého tělesa, zákony charakterizující vyzařování černého tělesa (Wienův posunovací zákon, Stefanův-Boltzmanův zákon)
• veličiny charakterizující elektromagnetické záření (definice, definiční vztah, jednotka, definice jednotek)
• energetické veličiny (zářivost, zářivý tok, intenzita vyzařování), fotometrické veličiny (světelný tok, svítivost, osvětlení)

Speciální teorie relativity

• základní principy klasické fyziky, Galileiho princip relativity, princip skládání rychlostí, zákon zachování hmotnosti, neměnnost délky úsečky, času, Galileiho transformace
• příčiny vzniku teorie relativity, hypotéza éteru, Michelsonův pokus, Lorenzovy transformace, důsledky Lorenzových transformací, relativnost současnosti, dilatace času, kontrakce délky, relativistická dynamika, hmotnost, energie

Kvantová fyzika

• vnější fotoelektrický jev, foton, Einsteinova rovnice fotoelektrického jevu
• Comptonův jev, vysvětlení
• dualismus vlna – částice. vlnová a korpuskulární povaha světla a částic, de Brogliova vlna, Heisenbergův princip neurčitosti

Obal atomu

• základní poznatky o rozměrech a hmotnostech atomů, přehled modelů, jejich stručná charakteristika, nedostatky
• Rutherfordův model
• Bohrův model atomu vodíku, Bohrovy podmínky, závislost poloměru dráhy a rychlosti elektronu na dané kvantové dráze na hlavním kvantovém čísle, energetické hladiny, spektra (druhy spekter, čárové, pásové, spojité, emisní, absorpční), série čar (Lymanova, Balmerova, Paschenova,…)
• Sommerfeldův model, pojem slupka, podslupka, dráha, kvantová čísla, – jejich hodnoty, co udávají)
• laser, princip, vlastnosti laserového záření, využití

Fyzika atomového jádra

• experimentální metody sloužící k urychlování, detekci a určování hmotnosti částic (princip lineárního a kruhového urychlovače, G-M počítač, Wilsonova mlžná komora, hmotnostní spektroskop)
• modely jádra (slupkový, kapkový)
• jaderné síly a jejich vlastnosti
• elementární částice a jejich základní charakteristika (klidová hmotnost, klidová energie, náboj,…)
• druhy záření (α, β γ), vlastnosti, posunovací pravidla
• zákon radioaktivní přeměny, poločas rozpadu, přeměnová konstanta, aktivita, rozpadové řady, přirozená a umělá radioaktivita, využití radionuklidů
• hmotnost jádra, hmotnostní úbytek, vazebná energie, stabilita jádra
• štěpení jader, jaderný reaktor, jaderná elektrárna
• slévání jader
---

Zpět na Fyzika