Fyzika

Specializace bakalářského studijního programu Fyzika

Pro koho je určena specializace Fyzika?

Chcete studovat fyziku, ale nechcete se zatím zaměřit jen na jednu z jejích oblastí? Pak specializace Fyzika je právě pro Vás. Cílem specializace je poskytnout co nejobecnější fyzikální vzdělání. To znamená, že získáte základy ve všech odvětvích fyziky a pokud možno objevíte to, kterému se budete chtít nadále věnovat.

Co se naučíte?

V rámci 12 povinných fyzikálních předmětů se naučíte vše od klasické mechaniky, přes elektřinu a magnetismus, termiku, elektrodynamiku, fyziku plazmatu, fyziku pevných látek až po kvantovou mechaniku.

Matematické předměty se zabývají lineární a multilineární algebrou (dva semestrální kurzy) a matematickou analýzou (3 semestrální kurzy). Získáte tak potřebný aparát pro práci s fyzikálními teoriemi.

A protože správný fyzik by měl také umět navrhnout a provést nějaký ten experiment, čekají na vás 4 semestry fyzikálních praktik, kde si budete moct vyzkoušet experimenty z různých oblastí fyziky a následné zpracování vámi naměřených dat.

V průběhu studia je rovněž třeba složit zkoušku z programování a z angličtiny. Pokud si nejste jistí svými programátorskými schopnostmi nebo úrovní angličtiny, tak si můžete zapsat volitelné přípravné předměty jako jsou Python pro fyziky a Angličtinu pro fyziky I a II.

Dále si můžete zapsat i různé volitelné předměty a to i jiných specializací jako je Astrofyzika, Biofyzika či Nanotechnologie. Výhodou studia na Masarykově univerzitě je také možnost zapsání jakéhokoliv předmětu vyučovaného na jednom z vice než dvou set ústavů. Chcete se naučit více matematiky? Zapište si předměty Ústavu matematiky a statistiky. Chcete se zlepšit v programovaní? Na Fakultě informatiky najdete předmět snad ke každému programovacímu jazyku. A tak dále pro další obory jako je chemie, biologie, geologie...

Co potřebujete do začátku?

Ideální student by měl mít dobré základy matematiky, fyziky a práce s počítačem. Chápeme ale, že ne každá střední škola je schopná všechny tyto základy studentům poskytnout. Pokud máte dobré logické myšlení a chuť se učit nové věci, tak jde všechno dohnat. Nebudeme vám ale nic nalhávat, bude to stát hodně práce.

  • Nejste si jistí matikou? Doporučujeme si zapsat Přípravný kurz ke studiu, předmět konaný týden před začátkem prvního semestru, který začínajícím studentům zopakuje středoškolskou matematiku.

  • Neumíte programovat? Nevadí, zapište si Python pro fyziky.

Vědecké zaměření

Začátek bakalářského studia je pro všechny stejný. Své vědecké zaměření si studenti volí při výběru tématu bakalářské práce ve třetím ročníku a zapisováním volitelných předmětů. Pro představu čím vším se u nás můžete zabývat uvádíme pár příkladů závěrečných prací:

Entropie černých děr v teorii strun

V této bakalářské práci jsou nejdříve uvedeny některé základní koncepty, které se využívají v teorii strun. Následně je dvěma různými způsoby spočtena entropie extrémní pětidimenzionální černé díry – pomocí Bekensteinovy-Hawkingovy formule a využití popisu černých děr v IIB superstrunové teorii. Supersymetrie garantuje shodu obou výsledků.

Plný text práce

Rtg difrakční analýza oxidových vrstev

Předložená práce se zabývá studiem vlastností oxidů (La,Sr)CoO3 a YBCO deponovaných na substrátech LAO a LSAT. K určení těchto vlastností byly využity dvě rozdílné metody rentgenové strukturní analýzy. První z nich je reflexe rentgenového záření, pomocí níž jsme schopni určit především tloušťku tenké vrstvy, hustotu obou krystalů a drsnost jejich rozhraní. Metoda spočívá v analýze rentgenové reflexní křivky a jejím srovnáním s numerickou simulací. Druhá z metod se jmenuje mapování reciprokého prostoru a využívá principu rentgenové difrakce. Slouží k určení mřížových parametrů krystalů, ze kterých je dopočítáno také mechanické napětí v tenké vrstvě. Práce obsahuje jak popis obou metod, tak také komentované výsledky měření pro jednotlivé zkoumané vzorky.

Plný text práce

Fyzika a modelování Hallova motoru

Halluv motor je velice efektivní typ pohonu satelitů, který v současné době používá řada telekomunikačních družic. Motor využívá elektrostatického potenciálu k urychlení iontů na velmi vysokou rychlost (10 až 50 km/s). Základním principem Hallova motoru je využití silného lokálního elektrického pole generovaného v plazmatu vlivem příčného magnetického pole, které snižuje elektronovou vodivost. Vzniklé elektrické pole urychluje ionty, které následně způsobují tah motoru. Za tímto jednoduchým principem se díky složitému transportu elektronů přes magnetické pole v kombinaci s elektrickým polem a neutrálními atomy skrývá velice vzrušující nelineární fyzika. Cílem práce bude vyvinout model pro tzv. 'dýchající' oscilace v Hallově motoru.

Plný text práce

Transformační optika s konformními zobrazeními

V této bakalářské práci se věnujeme konformním zobrazením a jejich aplikaci. Nejprve zkoumáme aplikaci v transformační optice, kde slouží především k tzv. transmutaci indexu lomu. Poté se zabýváme aplikací v elektrostatice, kde pomocí konformních zobrazení můžeme popsat diskrétní rozložení náboje v rovině. Práce ukazuje, jak lze na zobrazení pohlížet jako na přesun diskrétních nábojů na Riemannových prostorech. Závěrečná část je věnována problematice eliptického zrcadla.

Plný text práce

Kontaktní geometrie ve fyzice

V této bakalářské práci se věnujeme kontaktní geometrii a jejím aplikacím v teorii diferenciálních rovnic a fyzikálních disciplinách, zejména optice, termodynamice a\linebreak mechanice. Nejdřív zkoumáme parciální diferenciální rovnice prvního řádu a jejich charakteristické křivky geometricky. V geometrické optice bereme optické systémy jako symplektické nebo kontaktní transformace a zaobíráme se Fermatovým principem.\linebreak Pak odvodíme Maxwellovy relace v termodynamice a reálné materiály reprezentujeme Legendreovými podvarietami v termodynamickém prostoru. V poslední kapitole pak diskutujeme Hamiltonovu-Jacobiho rovnici a výhody užití kontaktní struktury místo symplektické. Zejména pak eliminujeme problem mnohoznačnosti akce po správné trajektorii. Jeden z hlavných cílů tyto práce je ukázat že tyhle tři nejstarší fyzikální discipliny mohou být popsány matematicky pomocí kontaktní geometrie.

Plný text práce

Sondová diagnostika plazmatu v tokamaku COMPASS

Tato bakalářská práce byla zpracována na základě dat získaných sondovým měřením na experimentálním fúzním zařízení tokamak COMPASS v Ústavu fyziky plazmatu AV ČR. V této práci se budeme zabývat zpracováním měření elektronové a iontové teploty v okrajovém plazmatu pomocí návratové (reciproké) ball-pen sondy. Iontová teplota je jedním z nejdůležitějších parametrů fúzního plazmatu. Běžně používané zařízení na měření je například retarding field analyser (RFA), má však velmi omezené časové rozlišení, obvykle v jednotkách ms. V této práci představíme novou metodu měření iontové iontové teploty s rozlišením až 10 mikrosekund. V závěru poukážeme na rozdíly ve výsledcích při použití vysokého (10 mikrosekund) a nízkého rozlišení (2 ms) pro měření iontové teploty.

Plný text práce

Analýza tvaru světelné křivky vybraných cefeid z Galaktického pole

Náplní této práce je získání originální BVRI CCD fotometrie 9 cefeid pulzujících v základním módu v souhvězdí Kasiopea. Pozorování probíhalo během podzimu 2017 a zimy 2018 na Observatoři Masarykovy Univerzity v Brně. Ze získaných dat byly sestrojeny fázové křivky pro každý filtr a následně popsány metodou Fourierovy dekompozice. Při porovnání získaných koeficientů ϕ21, ϕ31, R21 a R31 ve filtru V s daty z různých zdrojů v literatuře a s daty z projektu ASAS-SN nebyly zjištěny výrazné rozdíly. Byla provedena oprava pulzační periody pro V824 Cas. Tato hvězda vykazuje nezvykle nízkou amplitudu i Fourierovy amplitudové koeficienty, což by mohlo naznačovat vyšší metalicitu, jiný typ cefeid nebo dvojhvězdnost V824 Cas. Získané koeficienty byly také porovnány s koeficienty cefeid naměřenými projektem OGLE v I filtru v Galaktické výduti, LMC a SMC. Kromě V824 Cas a CF Cas žádná z hvězd nevykazovala výraznější odchylky od obecného trendu.

Plný text práce

Uplatění

Po ukončení bakalářského studia studenti z pravidla pokračují v jednom z navazujících magisterskéch programů. Vybírat si můžete z Astrofyziky, Biofyziky, Fyziky kondenzovaných látek, Fyziky plazmatu a nanotechnologií, Radiologické fyziky nebo Teoretické fyziky.
Pokud se ale rozhodnete ve studiu dále nepokračovat, tak díky všeobecnému přehledu ve fyzice, matematice a programování snadno najdete zaměstnání v technicky zaměřených firmách nebo v IT firmách. Naši absolventi běžně pracují ve firmách jako Honeywell, On Semiconductor, Super Hard Materials, TESCAN, Thermo Fischer Scientific.