Studijní plány a sylaby FJFI ČVUT v Praze

-

Aktualizace dat: 15.10.2017

english

Bakalářské studiumInformatická fyzika
3. ročník
předmět kód vyučující zs ls zs kr. ls kr.

Povinné předměty

Počítačová algebra12POAL Liska 2 kz - - 2 -
Předmět:Počítačová algebra12POALprof. Ing. Liska Richard CSc.2 KZ-2-
Anotace:Lisp, reprezentace základních objektů (celá, racionální a algebraická čísla, polynomy, racionální lomené funkce, odmocniny, algebraické funkce), aritmetika, zjednodušování, největší společný dělitel, resultant, derivování, sčítání řad, integrování, obyčejné
diferenciální rovnice, faktorizace, řešení rovnic, eliminace kvantifikátorů, substituce a vyhledávání vzorů, algebraické programování, grafika, Maple - podrobnější seznámení a řešení praktických úloh, aplikace, přehled dalších systémů (Axiom, Macsyma, Mathematica), miniprojekt.
Osnova:1. Základní charakteristika počítačové algebry.
2. Algebraické struktury a jejich reprezentace.
3. Aritmetika a zjednodušování.
4. Největší společný dělitel, resultant.
5. Sčítání řad, integrace.
6. Faktorizace, eliminace kvantifikátorů.
7. Integrované výpočetní systémy.

Osnova cvičení:1. Maple, základy.
2. Maple, datové struktury a zjednodušování.
3. Maple, kalkulus a substituce.
4. Maple, programování.
5. Maple, jednoduché úlohy.
6. Maple, složitější úlohy.
7. Miniprojekt.

Cíle:Znalosti:
Algoritmy počítačové algebry.

Schopnosti:
Používat integrovaný matematický systém Maple k symbolickým výpočtům.
Požadavky:
Rozsah práce:miniprojekt (program a dokument), přezkoušení z algoritmů počítačové algebry.
Kličová slova:Počítačová algebra, symbolické manipulace, Maple.
Literatura:Povinná literatura:
[1] R. Liska etal. Počítačová Algebra, Algoritmy, Systémy a Aplikace.
http://www-troja.fjfi.cvut.cz/~liska/poalg

Doporučená literatura:
[2] K.O. Geddes, S.R. Czapor and G. Labahn: Algorithms For Computer Algebra. Kluwer Academic Publishers, Boston, 1992.
[3] F. Wright: Computing with Maple, Chapman and Hall/CRC, Boca Raton, 2002.

Studijní pomůcky:
Počítačová učebna Unix s integrovaným matematickým systéme Maple.

Metody počítačové fyziky 1, 212MPF12 Klimo, Kuchařík 2 z,zk 2 z,zk 2 2
Předmět:Metody počítačové fyziky 112MPF1Ing. Kuchařík Milan Ph.D.2 Z,ZK-2-
Anotace:Numerické simulace a její role ve fyzice, metodika tvorby počítačových programů. Numerické a programovací techniky nutné pro simulace fyzikálních problémů. Počítačové jazyky používané ve fyzice. Numerické knihovny a knihovny programů pro fyziku. Programové vybavení pro vědeckou vizualizaci. Modelování kontinuálních systémů, hydrodynamické simulace. Prostředky pro intenzivní počítání, paralelní počítání, software pro paralelní výpočty. Integrované výpočetní systémy.
Osnova:1. Počítače ve fyzice. Počítačový experiment. Fyzikální zákony, matematické modely, numerická schémata.
2. Počítačový hardware, hierarchie paměti počítače. Superpočítače, intenzivní výpočty. Programovací jazyky pro fyziku, překladače. Numerické knihovny.
3. Vědecké databáze. Elektronické databáze vědeckých časopisů a výzkumných zpráv. Hodnocení vědeckých časopisů a vědců, publikace, citační analýza.
4. Paralelní výpočty, sdílená a distribuovaná paměť. Softwarové nástroje a knihovny pro paralelizaci.
5. Metodika vědeckého programování. Chyby ve vědeckých kódech. Numerické algoritmy pro fyziku.
6. Vědecká vizualizace. Typy grafů ve fyzice. Softwarové nástroje pro vědeckou vizualizaci.
7. Počítačová dynamika tekutin. Experiment a simulace. Eulerovy rovnice. Výpočetní sítě, diskretizace v prostoru a čase. Verifikace a validace. Softwarové nástroje pro počítačovou dynamiku tekutin.
8. Metoda konečných diferencí - konečné diference, diferenční schémata, explicitní/implicitní schémata.
9. Metoda konečných objemů - integrální tvar rovnic, numerické metody pro integraci.
10. Metoda konečných prvků - aproximace pomocí bazických funkcí, redukce parciálních diferenciálních rovnic na systém obyčejných diferenciálních rovnic.
11. Spektrální metody, metody hraničních prvků, bezsíťové metody, metoda smoothed-particle hydrodynamics.
12. Střídavá Lagrangeovská hydrodynamika - odvození a konzervativita metody. Lagrangeovsko-Eulerovské metody - regularizace výpočetní sítě, remapování. Aplikace na simulace interakcí laseru s plazmatem.
13. Integrované výpočetní systémy - počítačová algebra, numerika, vizualizace. Dostupné systémy.
Osnova cvičení:1. Převedení fyzikálního problému na numerický kód.
2. Paralelní program pro sdílenou/distribuovanou paměť.
3. Ukázka vizualizace ve vybraných nástrojích.
4. Ukázka vybraných integrovaných výpočetních systémů.
Cíle:Znalosti:
Získání přehledu o metodách a výpočetních nástrojích pro návrh, analýzu, řešení a vizualizaci fyzikálních problémů. Znalost metod z oblasti počítačové dynamiky tekutin.

Schopnosti:
Schopnost samostatně vypracovat krátkou prezentaci na dané fyzikální téma. Schopnost orientovat se v jednoduchém simulačním kódu.
Požadavky:
Rozsah práce:Vypracování krátké (5-10 minutové) prezentace na zadané téma, její přednesení na poslední hodině, reakce na dotazy vyučujícího a spolustudentů.
Kličová slova:Počítačová fyzika, počítačová dynamika tekutin, intenzivní počítání.
Literatura:Povinná literatura:
[1] R.H. Landau, M.J. Páez, Ch.C. Bordeianu: A Survey of Computational Physics - Introduction to Computational Sciences, Princeton University Press, 2008.

Doporučená literatura:
[2] H. Gould, J. Tobochnik, W. Christian: An Introduction to Computer Simulation Methods - Applications to Physical Systems, 3rd edition, Pearson, 2007.
[3] T. Pang: An Introduction to Computational Physics, Cambridge University Press, 1997.

Studijní pomůcky:
Počítačová učebna UNIX.

Předmět:Metody počítačové fyziky 212MPF2doc. Ing. Klimo Ondřej Ph.D.-2 Z,ZK-2
Anotace:První část je věnována částicovým simulačním metodám. Patří sem simulační metody používaných ve fyzice mnoha částic - Molekulární dynamika a Metoda Monte Carlo, kinetické simulace pomocí metody Monte Carlo řešící problémy transportu částic a částicové simulační metody ve fyzice plazmatu (případně astrofyzice). Druhá část je věnována problémům řešení Maxwelllových rovnic, problémům kvantové fyziky a přehledu některých algoritmů umělé inteligence.
Osnova:1) Statistická fyzika a úvod do molekulární dynamiky
2) Potenciály a integrace pohybových rovnic
3) Měření v molekulární fyzice a realizace simulace
4) Základy metody Monte Carlo, Monte Carlo integrace
5) Metropolisův algoritmus
6) Kinetické Monte Carlo simulace pro transport částic
7) Částicové simulace ve fyzice plazmatu
8) Metoda Particle in Cell
9) Metody řešení Maxwellových rovnic
10) Metoda konečných diferencí v časové oblasti (Finite Difference Time Domain)
11) Numerické simulace problémů kvantové fyziky
12) Algoritmy z oblasti umělé inteligence
Osnova cvičení:1) Přesnost a stabilita metod pro integraci pohybových rovnic
2) Simulace molekulární dynamiky a měření párové korelační funkce
3) Metropolisův algoritmus
4) Transport rychlých elektronů v pevné látce pomocí kinetického Monte Carlo
5) Příklady elektrostických simulací pomocí Particle in Cell
6) Šíření elektromagnetického pulsu pomocí metody Finite Difference Time Domain
Cíle:Znalosti:
Získání přehledu o základních metodách a výpočetních nástrojích v daných fyzikálních oblastech zahrnující termodynamiku a statistickou fyziku, fyziku plazmatu, elektrodynamiku a kvantovou mechaniku.

Schopnosti:
Schopnost samostatně se orientovat v probíraných simulačních metodách a umět je v jednoduchých případech aplikovat. Vypracovat krátkou prezentaci o daném výpočetním kódu a jeho použití.
Požadavky:Metody počítačové fyziky 1
Rozsah práce:Vypracování krátké (10-15 minutové) prezentace na zadané téma, její přednesení v hodině, reakce na dotazy vyučujícího a spolustudentů.
Kličová slova:Počítačová fyzika, částicové simulace, molekulární dynamika, metoda Monte Carlo, metoda Particle in Cell, metoda Finite Difference Time Domain, metoda Hartree-Fock.
Literatura:Povinná literatura:
[1] H. Gould, J. Tobochnik, W. Christian: An Introduction to Computer Simulation Methods - Applications to Physical Systems, 3rd edition, Pearson, 2007.

Doporučená literatura:
[2] R.H. Landau, M.J. Páez, Ch.C. Bordeianu: A Survey of Computational Physics - Introduction to Computational Sciences, Princeton University Press, 2008.
[3] I. Nezbeda, J. Kolafa a M. Kotrla: Úvod do počítačových simulací. Metody Monte Carlo a molekulární dynamiky, skriptum University Karlovy (Karolinum, Praha 1998, 2003).
[4] D.C. Joy: Monte Carlo modeling for electron microscopy and microanalysis, Oxford University Press, New York, 1995.
[5] A. Bondeson, T. Rylander, P. Ingelstrom, Computational Electromagnetics (Texts in Applied Mathematics), Springer, 2005.
Studijní pomůcky:
Počítačová učebna Linux s programovacím jazykem C a programem Matlab.

Rovnice matematické fyziky01RMF Klika, Šťovíček 4+2 z,zk - - 6 -
Předmět:Rovnice matematické fyziky01RMFdoc. Ing. Klika Václav Ph.D.4+2 Z,ZK-6-
Anotace:Obsahem předmětu je řešení integrálních rovnic, teorie zobecněných funkcí, klasifikace parciálních diferenciálních rovnic, teorie integrálních transformací a řešení parciálních diferenciálních rovnic (okrajová úloha pro eliptickou parciální diferenciální rovnici, smíšená úloha pro eliptickou parciální diferenciální rovnici).
Osnova:1. Úvod do funkcionální analýzy - faktorové prostory funkcí, Hilbertovy prostory, vlastnosti skalárního součinu, ortonormální báze, fourierovské rozvoje, ortogonální polynomy, hermitovské operátory, spektrum operátoru a jeho vlastnosti, omezené operátory, spojité operátory, eliptické operátory.
2. Integrální rovnice - integrální operátor a jeho vlastnosti, separabilní jádro operátoru, metoda postupných aproximací, metoda iterovaných jader, Fredholmovy integrální rovnice, Volterrovy integrální rovnice.
3. Klasifikace parciálních diferenciálních rovnic - definice, typy excentricity PDR, transformace parciálních diferenciálních rovnic do normálních tvarů, klasifikace PDR, typologie úloh, rovnice a úlohy matematické fyziky.
4. Teorie zobecněných funkcí - třída testovacích funkcí, superstejnoměrná konvergence, třída zobecněných funkcí, elementární operace v distribucích, zobecněné funkce s pozitivním nosičem, pokročilé operace v distribucích: tenzorový součin a konvoluce, temperované distribuce.
5. Teorie integrálních transformací - klasická a zobecněná Fourierova transformace, klasická a zobecněná Laplaceova transformace, Fourierovo a Laplaceovo desatero, aplikace.
6. Řešení diferenciálních rovnic - fundamentální řešení operátorů, základní věta o řešení PDR, odvození obecných řešení.
7. Okrajová úloha pro eliptickou parciální diferenciální rovnici.
8. Smíšená úloha pro eliptickou parciální diferenciální rovnici.
Osnova cvičení:1. Hilbertovy prostory funkcí
2. Lineární operátory na Hilbertových prostorech
3. Integrální rovnice
4. Parciální diferenciální rovnice
5. Teorie zobecněných funkcí
6. Laplacova transformace
7. Fourierova transformace
8. Fundamentální řešení operátorů
9. Základní rovnice matematické fyziky
10. Eliptické diferenciální rovnice
11. Smíšená úloha
Cíle:Znalosti:
Teorie zobecněných funkcí a její aplikace pro řešení parciálních diferenciálních rovnic druhého řádu, včetně smíšené úlohy.

Schopnosti:
Samostatná analýza praktických úloh.
Požadavky:Základní kurzy matematické analýzy, lineární algebry, vybrané partie matematické analýzy (dle přednášek na FJFI ČVUT v Praze 01MA1, 01MAA2-4, 01LA1, 01LAA2, 01VYMA).
Rozsah práce:
Kličová slova:Matematické metody ve fyzice, distribuce, integrální transformace, parciální diferenciální rovnice.
Literatura:Povinná literatura:
[1] P. Šťovíček: Metody matematické fyziky: Teorie zobecněných funkcí, CVUT, Praha, 2004,
[2] V.S. Vladimirov : Equations of Mathematical Physics, Marcel Dekker, New York, 1971
[3] Č. Burdík, O. Navrátil : Rovnice matematické fyziky, Česká technika - nakladatelství ČVUT, 2008

Doporučená literatura:
[4] L. Schwartz - Mathematics for the Physical Sciences, Dover Publication, 2008
[5] I. M. Gel'fand, G. E. Shilov, Generalized Functions. Volume I: Properties and Operations, Birkhäuser Boston, 2004

Kvantová mechanika02KVAN Hlavatý, Štefaňák 4+2 z,zk - - 6 -
Předmět:Kvantová mechanika02KVANprof. RNDr. Hlavatý Ladislav DrSc. / Ing. Štefaňák Martin Ph.D.4+2 Z,ZK-6-
Anotace:Přednáška popisuje zrod kvantové mechaniky a popis stavů jedné i více kvantových částic prvky Hilbertova prostoru, jakož i jejich časový vývoj, dále popis pozorovatelných veličin operátoru v Hilbertově prostoru a výpočet jejich spekter.


Osnova:1. Experimenty vedoucí ke vzniku QM
2. De Broglieova hypotéza, Schroedingerova rovnice
3. Popis stavů v QM
4. Elementy teorie Hilbertových prostorů a operátorů na nich
5. Harmonický oscilátor
6. Kvantování momentu hybnosti
7. Částice v Coulombickém poli
8. Střední hodnoty pozorovatelných a pravděpodobnosti přechodu
9. Časový vývoj stavu
10. Částice v elektromagnetickém poli, spin
11. Poruchové metody výpočtu spekter pozorovatelných
12. Systémy více částic
13. Potenciálový rozptyl, tunelový jev
Osnova cvičení:Volná částice
Harmonický oscilátor
Coulombický potenciál
Cíle:Znalosti:
Cílem přednášky je seznámit studenty se základy a matematickými metodami kvantové mechaniky.

Schopnosti:
Aplikovat matematické metody na problémy kvantové mechaniky
Požadavky:Přednáška vyžaduje dobrou znalost hamiltonovské formulace mechaniky, lineární algebry včetně operací v nekonečně rozměrných prostorech, analýzy ve více proměnných a Fourierovy analýzy.
Rozsah práce:
Kličová slova:Kvantová mechanika, Hilbertův prostor, vlnová funkce, pravděpodobnostní předpověď
Literatura:Povinná literatura:
[1] L. Hlavatý, Slabikář kvantové mechaniky.
www.fjfi.cvut.cz > Katedra fyziky > Studentský servis > Elektronické verze přednášek

Doporučená literatura:
[2] J. Formánek, Úvod do kvantové teorie. Academia, Praha, 1983.

Základy elektrodynamiky12ZELD Kálal 2+0 z,zk - - 2 -
Předmět:Základy elektrodynamiky12ZELDdoc. Ing. Kálal Milan CSc.2+0 Z,ZK-2-
Anotace:Předmět začíná rekapitulací odvození Maxwell-Lorentzových mikroskopických rovnic následovaný přechodem k rovnicím makroskopickým. S využitím speciální teorie relativity jsou nalezeny transformační vztahy pro vektory polí mezi dvěma různými inerciálními soustavami a z toho vyplývající invarianty. Je odvozena vlnová rovnice a Helmholtzova rovnice. Pomocí rozvoje do rovinných monochromatických vln jsou studovány metody řešení těchto rovnic v homogenních prostředích, jejichž charakteristiky se postupně stávají složitějšími: izotropní bezeztrátová, s absorbcí, disperzní a anizotropní. Závěrem je představeno řešení v prostředích slabě nehomogenních metodou eikonálu. Jednotlivé kapitoly jsou ilustrovány konkrétními příklady.
Osnova:1.Maxwell-Lorentzova mikroskopická teorie - rekapitulace
2.Maxwellova makroskopická teorie, materiálové vztahy
3.Speciální teorie relativity aplikovaná na teorii elektromagnetického pole
4.Koncept rovinných elektromagnetických vln (REV)
5.Šíření REV v homogenních izotropních prostředích
(vlnová rovnice, Helmholtzova rovnice)
6.Poyntingův vektor, tok energie a zákony zachování
7.Polarizace REV (Stockesovy parametry a koherenční matice)
8.Šíření REV v disperzních prostředích - disperzní vztah
9.Šíření REV v anizotropních prostředích - obecný přehled metod řešení
10.Šíření REV v anizotropních prostředích
(jednoosé krystaly; plasma a ferity v magnetickém poli)
11.Šíření elektromagnetických vln ve slabě nehomogenních prostředích
12.Rovnice eikonálu, rovnice přenosu amplitudy a paprsková rovnice
Osnova cvičení:Cvičení jsou využívána dle potřeby k ilustraci získaných teoretických znalostí formou řešení konkrétních příkladů.
Cíle:Znalosti:
Získání znalostí potřebných pro studium šíření elekromagnetických vln v základních typech prostředí.

Schopnosti:
Zvládnutí metod řešení Maxwellových rovnic pro šíření elektromagnetických vln v lineárních prostředích.
Požadavky:Elektřina a magnetismus (povinné)
Vlnění, optika a atomová fyzika (doporučeno)
Rozsah práce:Zápočtový test
Kličová slova:Mikroskopická Maxwell-Lorentzova teorie. Makroskopická Maxwellova teorie. Speciální teorie relativity. Invarianty. Rovinné vlny. Tok energie a zákon zachování. Polarizace elektromagnetických vln. Šíření vln v disperzním prostředí. Elektromagnetické vlny v anizotropním prostředí. Disperzní vztah. Elektromagnetické vlny v nehomogenních prostředích. Rovnice eikonálu, přenosu a paprsku.
Literatura:Povinná literatura:
[1] M. Kálal, O. Slezák: Základy elektrodynamiky (elektronické skriptum),
FJFI ČVUT v Praze, 2012

Doporučená literatura:
[2] G. Lončar: Elektrodynamika I, Skriptum, FJFI ČVUT v Praze, 1987
[3] J.A. Stratton: Teorie Elektromagnetického pole, TKI - SNTL, Praha 1961
[4] I. Štoll: Elektřina a magnetismus, Skriptum, FJFI ČVUT v Praze, 1994
[5] B. Kvasil: Vybrané kapitoly z radioelektroniky, Academia Praha, 1969
[6] J.D. Jackson: Classical Electrodynamics, J. Wiley, New York, 1975

Základy fyziky plazmatu12ZFP Limpouch - - 3+1 z,zk - 4
Předmět:Základy fyziky plazmatu12ZFPprof. Ing. Limpouch Jiří CSc.-3+1 Z,ZK-4
Anotace:Základy fyziky vysokoteplotního plazmatu jsou vysvětleny s pomocí částicového, kinetického a fluidního popisu. Zahrnuje driftové pohyby a adiabatické invarianty, lineární teorii vln v plazmatu a šíření elektromagnetických vln v nehomogenním plazmatu. Jsou vysvětleny základní nelineární jevy jako ponderomotorická síla, autofokuzace a parametrické nestability. Stručně uvádí do magnetohydrodynamiky a jaderné fúze. Obsahuje i úvod do atomové fyziky mnohonásobně ionizovaného plazmatu.
Osnova:1.Definice plazmatu, Debyeovo stínění, plazmový parametr, plazmová frekvence, srážky nabitych částic, Landauova délka, coulombovský logaritmus, kolektivní chování, ideální a neideální plazma, slabě a silně vázané plazma 2.Pohyby nabitých částic ve vnějších polích 3.Adiabatické invarianty, ponderomotorická síla 4.Základy kinetické teorie, Klimontovičova rovnice, Vlasovova rovnice, Krookův srážkový člen 5.Plazma jako dielektrikum, časová a prostorová disperze, dvoukapalinová hydrodynamika 6.Plazmové oscilace, plazmové vlny ve fluidním a kinetickém popisu, Landaův útlum 7.Bernstein-Greene-Kruskal módy, plazmové vlny v magnetickém poli 8.Principy simulací Particle-in-Cell (částice v buňkách) 9.Iontozvukové vlny, elektromagnetické vlny v plazmatu 10.Nelineární šíření vln, relativistická, ponderomotorická a tepelná nelinearita, autofokuzace laserového svazku a rozpad na vlákna 11.Šíření vln v magnetoaktivním plazmatu 12.Parametrické nestability 13.Jednokapalinový popis plazmatu, magnetohydrodynamika, hydromagnetická rovnováha, Rayleigh-Taylorova a Kruskal-Schwartzschildova nestabilita 14.Difúze ve slabě a silně ionizovaném plazmatu, 15.Úvod do atomové fyziky plazmatu, srážkové a radiační procesy, princip detailní rovnováhy 16.Lokální termodynamická rovnováha, koronální rovnováha, vyzařování z plazmatu 17.Jaderná syntéza, fúzní reakce, Lawsonovo kritérium, magnetické a inerciální udržení 18.Kinetická teorie, aproximace vedoucí k Fokker-Planckovu srážkovému členu 19.Příklady řešení Fokker-Planckovy rovnice
Osnova cvičení:1.Debyeovo stínění, Debyova délka, plazmový parametr, plazmová frekvence, srážky nabitych částic, Landauova délka, coulombovský logaritmus
2.Vlasovova rovnice, Krookův srážkovy člen, odvození dvoukapalinových rovnic, diamagneticky drift
3.Plazmové oscilace, plazmové vlny ve fluidním a kinetickém popisu, Landaův útlum, energie vlny
4.Demonstrace pomocí částicového kódu ES1, plazmové vlny, Landaův útlum, dvousvazková nestabilita
5.Iontozvukové vlny, elektromagnetické vlny v plazmatu, šíření vln v nehomogenním rovinném plazmatu
6.Magnetohydrodynamika, hydromagnetická rovnováha, Rayleigh-Taylorova a Kruskal-Schwartzschildova nestabilita
7.Difúze ve slabě a silně ionizovaném plazmatu, ambipolární difúze, stěnová vrstva
8.Úvod do atomové fyziky plazmatu, mnohonásobně ionizované atomy, excitační a autoionizační stavy, srážkové a radiační procesy, síla oscilátoru, přímý a zpětný proces, princip detailní rovnováhy
Cíle:Znalosti:
Všeobecný přehled o principech fyziky plazmatu se zaměřením na vysokoteplotní plazma, fyzikální procesy v něm probíhající a jejich teoretický popis.

Schopnosti:
Porozumění základním principům fyziky plazmatu, orientace v metodách popisu plazmatu a s jeho vlastnostech.
Požadavky:
Rozsah práce:
Kličová slova:Kinetická teorie, hydrodynamický popis, drifty, vlny, fúze, nestability, nelinearity.
Literatura:Povinná literatura:
[1] F.F. Chen: Úvod do fyziky plazmatu, Academia, Praha 1984
Doporučená literatura:
[2] V.P. Silin: Úvod do kinetické teorie plynů, Academia, Praha 1976
[3] J. Kracík, B. Šesták, L. Aubrecht: Základy klasické a kvantové fyziky plazmatu, Academia, Praha 1974

Seminář k bakalářské práci12SBP Jelínková - - 0+2 z - 2
Předmět:Seminář k bakalářské práci12SBPprof. Ing. Jelínková Helena DrSc.-0+2 Z-2
Anotace:Obhajoba bakalářské práce - pokyny a doporučení.

Osnova:Presentace výsledků práce - pokyny a doporučení
Periodické kontroly postupu prací studentů na bakalářské práci.
Prezentace výsledků řešení bakalářské práce jednotlivých studentů.
Pokyny pro vypracování bakalářské práce.
Konečná forma obhajoby bakalářské práce.

Osnova cvičení:Presentace výsledků práce - pokyny a doporučení
Periodické kontroly postupu prací studentů na bakalářské práci.
Prezentace výsledků řešení bakalářské práce jednotlivých studentů.
Pokyny pro vypracování bakalářské práce.
Konečná forma obhajoby bakalářské práce.
Cíle:Znalosti:
struktura přednesu práce.

Schopnosti:
Přednesení části rešeršní, získaných výsledků a jejich zhodnocení.

Požadavky:Zadání Bc práce

Rozsah práce:30 - 50 stran textu včetně obrázků, tabulek, grafů a příloh.
Kličová slova:
Literatura:Povinná literatura:
daná školitelem podle zadání práce.

Doporučená literatura:
Bakalářské práce vzniklé na KFE FJFI ČVUT v Praze - v archivu katedry.

Bakalářská práce 1, 212BPIF12 Šiňor 0+5 z 0+10 z 5 10
Předmět:Bakalářská práce 112BPIF1doc. Dr. Ing. Šiňor Milan----
Anotace:Předmět se týká problematiky zadaného tématu bakalářské práce a její obhajoba je součástí uzavření bakalářského studia. Zadání práce je odsouhlaseno vedoucím katedry a je podepsáno dekanem. Student provádí rešerši dle časopisecké a internetové, eventuálně knižní literatury, zadané vedoucím práce, obsazené v oficiálním zadání BP a dále samostatně vyhledané studentem. Student dále provádí s vedoucím práce dohodnutou činnost, a to na základě sestudované a doporučené literatury. Práce je oponována jedním, často interním oponentem. Kontaktní hodiny se týkají styku s vedoucím práce a jsou řešeny dle aktuální potřeby práce.
Osnova:Student na základě zadání práce a pod vedením školitele zpracovává individuálně zadané téma po dobu 2 semestrů.
Osnova cvičení:Student na základě zadání práce a pod vedením školitele zpracovává individuálně zadané téma po dobu 2 semestrů.
Cíle:Znalosti: individuální tématika podle zadání práce.

Schopnosti: samostatná práce na zadaném úkolu, orientace v dané problematice, sestavení vlastního odborného textu.
Požadavky:Zadání bakalářské práce
Rozsah práce:Předmět je dán samostatnou činností studenta na zadaném tématu. Práce jsou průběžně kontrolovány školitelem a příslušnou katedrou.
Kličová slova:Bakalářská práce, zapojení studentů do výzkumné činnosti.
Literatura:Povinná literatura:
daná školitelem podle zadání práce.

Doporučená liteartura:
Bakalářské práce vzniklé na KFE FJFI ČVUT v Praze - v archivu katedry.

Předmět:Bakalářská práce 212BPIF2doc. Dr. Ing. Šiňor Milan----
Anotace:Předmět se týká problematiky zadaného tématu bakalářské práce a její obhajoba je součástí uzavření bakalářského studia. Zadání práce je odsouhlaseno vedoucím katedry a je podepsáno dekanem. Student provádí rešerši dle časopisecké a internetové, eventuálně knižní literatury, zadané vedoucím práce, obsazené v oficiálním zadání BP a dále samostatně vyhledané studentem. Student dále provádí s vedoucím práce dohodnutou činnost, a to na základě sestudované a doporučené literatury. Práce je oponována jedním, často interním oponentem. Kontaktní hodiny se týkají styku s vedoucím práce a jsou řešeny dle aktuální potřeby práce.
Osnova:Student na základě zadání práce a pod vedením školitele zpracovává individuálně zadané téma po dobu 2 semestrů.
Osnova cvičení:Student na základě zadání práce a pod vedením školitele zpracovává individuálně zadané téma po dobu 2 semestrů.
Cíle:Znalosti: individuální tématika podle zadání práce.

Schopnosti: samostatná práce na zadaném úkolu, orientace v dané problematice, sestavení vlastního odborného textu.
Požadavky:Předmět může být zakončen až po zakončení předmětu Bakalářská práce 1.
Rozsah práce:Předmět je dán samostatnou činností studenta na zadaném tématu. Práce jsou průběžně kontrolovány školitelem a příslušnou katedrou.
Kličová slova:Bakalářská práce, zapojení studentů do výzkumné činnosti.
Literatura:Povinná literatura:
daná školitelem podle zadání práce.

Doporučená liteartura:
Bakalářské práce vzniklé na KFE FJFI ČVUT v Praze - v archivu katedry.

Výuka jazyků04... KJ - - - - - -

Volitelné předměty

Administrace systému UNIX12AUX Šiňor - - 2+0 kz - 2
Předmět:Administrace systému UNIX12AUXdoc. Dr. Ing. Šiňor Milan-2+0 KZ-2
Anotace:Základní i pokročilá administrace operačního systému typu Unix.
Osnova:1) Všeobecné příkazy systému UNIX.
2) Práce se soubory, adresáři, přístupová práva.
3) Používání, vlastnosti a programování interpretu příkazů (shellu).
4) Přesměrování vstupu a výstupu, síťové služby.
5) Administrace systému. Správa uživatelů v rámci skupin. Obsluha periferií.
6) Práce s hierarchickým systémem souborů.
7) Práce s diskovým prostorem: LVM a souborový systém.
8) Administrace odkládacího prostoru, NIS a DNS.
9) Další úlohy administrace, zálohování a jeho plánování.
10) Konfigurace jádra.
11) Instalace softwaru.
12) Implementace hardwaru LAN a konfigurace síťového připojení.
13) Konfigurace směrování v síti, podsítě a NFS.
14) Ovládání systémových služeb, konfigurace internetových služeb a NTP.
Osnova cvičení:
Cíle:Znalosti:
Porozumět základní i pokročilé administraci operačního systému typu Unix.

Schopnosti:
Umět aplikovat získané poznatky při praktické správě operačních systémů typu Unix.
Požadavky:
Rozsah práce:
Kličová slova:Unix, Linux a jejich administrace
Literatura:Povinná literatura:
[1] Kolektiv autorů, Linux Dokumentační projekt, 4. aktualizované vydání. Computer Press, Brno 2008.

Doporučená literatura:
[2] G. Snyder, T.R. Hein, E. Nemeth, Linux. Kompletní příručka administrátora, 2. aktualizované vydání. Computer Press, Praha 2008.
[3] http://www.google.com/search?q=linux+administration

Molekulová fyzika12MOF Michl, Proška - - 2+0 zk - 2
Předmět:Molekulová fyzika12MOFRNDr. Michl Martin Ph.D. / RNDr. Proška Jan-2+0 ZK-2
Anotace:Základní představy o víceatomových molekulách a molekulárních látkách, o jejich struktuře, jejich fyzikálních vlastnostech a o metodách jejich studia.
Osnova:1. Základní pojmy; Historický úvod
2. Nástin kvantové mechaniky; Jednoduché kvantově-mechanické modely
3. Elektronová struktura atomů; Vznik chemické vazby
4. Elektronová struktura molekul; Rovnovážná geometrie; Rotační a vibrační pohyby molekul
5. Symetrie molekul; Izomerie; Chiralita
6. Elektrické a magnetické vlastnosti molekul; Mezimolekulové interakce
7. Metody studia struktury molekul I (Hmotnostní spektrometrie, Rotační a vibrační spektroskopie)
8. Metody studia struktury molekul II (Difrakční metody, NMR, Fotoelektronová spektroskopie)
9. Molekulové krystaly; Samouspořádání; Molekulové stroje
10. Makromolekuly - syntetické polymery a biopolymery, jejich klasifikace
11. Základní pojmy fyziky polymerů (molekulová architektura, konfigurační stavy,tepelné chování, krystalizace polymerů)
12. Fyzikální aspekty funkce vybraných biopolymerů
13. Metody rešerše v chemických databázových systémech; Cílená syntéza
chemických sloučenin s požadovanými fyzikálně-chemickými vlastnostmi
Osnova cvičení:
Cíle:Znalosti:
Stavba a vlastnostmi molekul a principy metod používaných ke zjišťování jejich struktury.

Schopnosti:
Používat chemické informační systémy; orientace v metodách chemické strukturní analýzy.
Požadavky:
Rozsah práce:
Kličová slova:Atom, molekula, struktura molekul, energetické stavy molekul, symetrie, vlastnosti molekul, mezimolekulove interakce, metody určování struktury
Literatura:Povinná literatura:
[1] W. J. Moore : Fyzikální chemie, SNTL, Praha, 1981 (in Czech)
[2] A. Beiser: Úvod do moderní fyziky, 2. vyd., Academia, Praha, 1977

Doporučená literatura:
[3] P. W. Atkins, J. de Paula: Physical chemistry, 8th ed., W.H.Freeman & Co., 2006
[4] P. W. Atkins, R. S. Friedman: Molecular Quantum Mechanics, 5th ed., Oxford University Press, 2010, ISBN: 978-0-19-954142-3
[5] E.V. Anslyn, D.A. Dougherty: Modern Physical Organic Chemistry; University Science Books; 2006; ISBN: 978-1891389313
[6] W. J. Moore: Physical chemistry; Longman Publishing Group; 5th edition; 1998; ISBN: 978-0582442344

Základy optiky12ZAOP Fiala, Kálal 2+0 z,zk - - 2 -
Předmět:Základy optiky12ZAOPIng. Fiala Jan Ph.D.2+0 Z,ZK-2-
Anotace:Přednáška probírá základy optiky - elektromagnetickou teorii, lineární fyzikální optiku a materiálové vlivy, základy nelineárních pohledu a náhled na optiku geometrickou. Cílem prednášky je získat pro bc. studium široké byť povrchnější a nehluboké informace o optice, které dávají možnost se lépe orientovat v tématu s ohledem na profesní charakter bakalářské práce. (Témata jsou posléze hlouběji rozvedena v mgr. studiu.) Prednáška vychází z elektrodynamické představy šíření rovinných optických vln ve vakuu (včetně polarizace), posléze v materiálovém prostředí. Vysvětluje základ lineární a nelineární odezvy v materiálovém prostředí a dispersní vlastnosti. Informuje o důsledcích v prostředí anizotropním a ujasnuje procesy okrajové podmínky na rozhraní. Zmiňuje se o důsledcích statistiky na interferenční procesy a vysvětluje elementy dvouvlnové interference a jejich aplikace v interferometrech. Na základě Fresnelova difrakčního integrálu ukazuje v grafické podobě difrakční procesy, vcetně základu difrakce na mřížkách. Na difrakčním principu ujasňuje otázku funkce holografie. Řeší podmínky přechodu na geometrické přiblížení. Všímá si dále základu zobrazení geometrického přístupu a ,náhradního schématu" zobrazovacího systému (paraxiálního), a zmiňuje se o optických vadách. Nastiňuje základy prístrojové optiky.
Osnova:1.Vlnová rovnice jako důsledek Maxwellovych rovnic a základy šíření rovinné optické vlny ve vakuu; základní typy vln, včetně paraxiálních vln (příklady: parabolická vlna, gaussovský svazek). Admitance vakua, energie vlny ve vakuu.
2.Šíření optické vlny v izotropním prostředí, vektor polarizace; admitance prostředí, důsledek prostředí: absorpce a disperze homogenního prostředí, nelineární vlastnosti.
3.Procesy na rozhraní dvou homogenních prostředí; Brewsterův úhel, a úhel totálního odrazu.
4.Polarizace, popis a polarizační prvky, anizotropního prostředí.
5.Polychromatická vlna, interferenční zákon, základy statistiky a koherence druhého řádu, meřitelnost statistických vlastností interferencí.
6.Interference světla - dvouvlnová, optické interferometry.
7.Fresnelův integrál a difrakce v blízké a vzdálené zóně, grafická podoba.
8.Hologram jako obecny difrakční element, jeho zhotovení, aplikace holografie.
9.Rovnice eikonálu a základní postuláty geometrické optiky.
10.Základní vlastnosti ideálního zobrazení a zobrazení paraxiálními svazky, optická mohutnost lámavé plochy a systému, optická mohutnost dvou prvku.
11.Optické aberace reálných systému.
12.Základní optické přístroje - lupa, okulár, mikroskop, teleskop.
Osnova cvičení:
Cíle:Znalosti:
Základní znalosti a přehled v oblasti optiky, jak geometrické, tak i fyzikální vlnové.

Schopnosti:
Orientace v dané problematice, praktická aplikace a porozumění základním optickým principům.
Požadavky:
Rozsah práce:
Kličová slova:Vlnová rovnice, optická vlna, izotropní prostredí, anizotropního prostredí, vektor polarizace, absorpce, disperze, polarizace, polychromatická vlna, interferencní zákon, optická koherence, interference svetla, difrakce v blízké a vzdálené zóne, hologram, geometrická optika, ideální zobrazení, optické aberace, optické prístroje.
Literatura:Povinná literatura:
[1] Elektonické texty na webu: http://optics.fjfi.cvut.cz

Doporučená literatura:
[2] Saleh B.E.A., Teich M.C.: Fundamentals of Photonics. J.Wiley, New York 1991; český překlad Základy fotoniky, Matfyzpress Praha 1995.
[3] Hecht E., Zajac A.: Optics. Addison Wesley, London 1974.
[4] Havelka B.: Geometrická optika I.,II. CSAV, Praha 1955.
[5] Schroder G.: Technická optika, SNTL, Praha 1981

Nanotechnologie12NT Hulicius 2+0 zk - - 2 -
Předmět:Nanotechnologie12NTHulicius Eduard2+0 ZK-2-
Anotace:Přednáška má studenty seznámit hlavně s moderními technologickými metodami přípravy polovodičových, kovových i dielektrických nanostruktur. Budou vysvětleny fyzikálně-chemické základy různých technologií (MBE, MOVPE, EBL, sol-gel a koloidní roztoky). Velká pozornost bude věnována epitaxním technologiím, které jsou zásadní pro přípravu nanostruktur. Podrobně budou probrány i charakterizační "in situ" a "ex situ" techniky, bude diskutováno uplatnění těchto metod při růstu heterostruktur a nanostruktur. Podrobněji budou probrány i podpůrné technologické techniky - litografie, difúze; iontová implantace, napařování a slévání kontaktů; dielektrické vrstvy; pájení a pouzdření.
Osnova:1. Příprava objemových polovodičových monokrystalů. Vysvětlení základních principů růstových metod. Parametry, vlastnosti a důvody omezení krystalografické dokonalosti těchto krystalů. Polovodičové materiály - přehled vlastností.
2. Epitaxní techniky pro přípravu polovodičových nanostruktur. Principy, fáze a typy růstu. Druhy epitaxí - epitaxe z pevné, kapalné a plynné fáze, jednotlivé varianty. Epitaxní růst z hlediska materiálového. Základní metody - epitaxe z molekulárních svazků (Molecular Beam Epitaxy, MBE) a plynná epitaxe z organokovových sloučenin (MetalOrganic Vapour Phase Epitaxy, MOVPE). Podrobný popis obou technik, srovnání, rozdíly, omezení, aplikační oblasti, parametry vybraných struktur. Růst QW, QWr, QD a kaskádových struktur. Stručná historie vývoje obou technologií.
3. Charakterizační "in situ" a "ex situ" techniky. Popis metod optických, strukturních, elektronových a ostatních. Uplatnění těchto metod při růstu heterostruktur a nanostruktur. Omezení daná použitím "při růstu".
4. Podpůrné technologické techniky. Litografie, difuse; napařování a slévání kontaktů; dielektrické vrstvy; pájení; pouzdření.
5. Heterostruktury, nanostruktury, kvantově-rozměrové efekty. Zavedení, případně osvěžení pojmů z krystalografie, pásové teorie pevných látek, kvantové jámy, supermřížky, kaskádové struktury. Příklady využití nanostruktur a heterostruktur v polovodičových zdrojích záření a detektorech. Nanostruktury v aktivní oblasti LED, laseru (LD, SOA, fundamentální změny a zlepšení parametrů).
6. Příklady využití nanostruktur a heterostruktur v polovodičových součástkách.
7. Koloidní roztoky nanočástic, popis a definice, přehled rozmanitosti nanočástic. Příklady aplikací koloidních roztoků, fyzikálně-chemické jevy charakteristické pro monodisperzní koloidy a příslušné vnější projevy, prostorová restrikce, role povrchu, katalýza.
8. Lokalizovaný plasmon na kovových nanočásticích (LSPR), vznik a vlastnosti, plasmová frekvence, demostrace LSPR na zlatých nanočásticích a tyčinkách, praktické ukázky.
9. Základní metody přípravy monodisperzních koloidních roztoků, koalescence - koagulace - nukleace, Turkewichova metoda, elektrostatická a stérická stabilizace, stabilizace koloidního roztoku. Praktické příklady. Moderní metody přípravy nanočástic. Tvorba anizotropních částic různých tvarů, samouspořádání (self-assembly) nanořástic.
Osnova cvičení:
Cíle:Znalosti:
Základní znalosti z oblasti nanotechnologií, metodách a postupech, zejména praktických, o způsobech přípravy nanostruktur, hlavních materiálech používaných pro nanotechnologie a o vlastnostech vybraných konkrétních nanostruktur.

Schopnosti:
Základní orientace v problematice nanotechnologií, aplikace a porozumění základním principům, praktická demonstrace principů na konkrétních vybraných strukturách.
Požadavky:Alespoň základní kurz Kvantové fyziky. Výhodu hlubšího pochopení budou mít ti se zvládnutou Fyzikou pevných látek, případně Krystalografií.
Rozsah práce:
Kličová slova:Nanotechnology, epitaxe, MBE, MOVPE, sol-gel, koloidy, nanoelektronika nanocharakterizace, kvantové jámy, kvantové tečky.
Literatura:Povinná literatura
[1] E. L. Wolf, Nanophysics and Nanotechnology, Wiley-VCH, 2004.
[2] G. Gao, Nanostructures and Nanomaterials, Imperial College Press, 2004.

Doporučená literatura:
[3] V. A. Schukin, N. N. Ledentsov, D. Bimberg, Epitaxy of Nanostructures, Springer-Verlag, 2004.
[4] M. A. Herman, W. Richter, H. Sitter, Epitaxy, Springer-Verlag, 2004.
[5] K. Iga, S. Kinoshita, Process Technology for Semiconductor Lasers, Springer-Verlag, 1996.
[6] V. M. Ustinov, A. E. Zhukov, A. Y. Egorov, N. A. Maleev, Quantum dot lasers, Oxford University Press, 2003.
[7] T. Numai, Fundamentals of Semiconductor lasers, Springer-Verlag, 2004.
[8] D. Sands, Diode lasers, Institute of Physics Publishing, Series in Optics and Optoelectronics, 2005.
[9] M. Grundmann, Nano-optoelectronics, Springer-Verlag, 2002.
[10] G. A. Ozin, A. C. Arsenault, L. Cademartiri, Nanochemistry, RSC 2008.

Základy jaderné fyziky B02ZJFB Wagner 3+0 kz - - 3 -
Předmět:Základy jaderné fyziky B02ZJFBRNDr. Wagner Vladimír CSc.3+0 KZ-3-
Anotace:V přednášce budou vysvětleny základní vlastnosti jader, jejich stavba a modely, zákonitosti spojené s přeměnou jader a jadernými reakcemi, vlastnosti jaderné hmoty. Studenti se dozví o vlastnostech elementárních částic a interakcí, standardním modelu hmoty a interakci i hledání možností jeho rozšíření.
Osnova:1. Úvod
2. Kinematika srážkových procesů
3. Pojem účinného průřezu
4. Základní vlastnosti jádra a jaderných sil
5. Modely atomových jader
6. Radioaktivní přeměna jader
7. Přehled experimentální techniky v subjaderné fyzice
8. Jaderné reakce
9. Jaderná hmota, její zkoumání a vlastnosti
10. Částice a jejich interakce
11. Cesta ke sjednocení interakcí
12. Jaderná astrofyzika
13. Aplikace jaderné a subjaderné fyziky
Osnova cvičení:
Cíle:Znalosti:
Základy jaderné a subjaderné fyziky, zákonitosti mikrosvěta, pochopení experimentálních metod v subatomové fyzice.

Schopnosti:
Základní pochopení jaderné a subjaderné fyziky.
Požadavky:Absolvování základního kurzu fyziky. Znalosti z klasické mechaniky, speciální teorie relativity, elektřiny a magnetismu i termodynamiky.
Rozsah práce:
Kličová slova:Atomové jádro, radioaktivita, jaderný rozpad, jaderné reakce, elementární částice, kvarky
Literatura:Povinná literatura:
[1] I. Úlehla, M. Suk, Z. Trka: Atomy, jádra a částice, Academia, Praha 1990
[2] Z. Janout, J. Kubašta, S. Pospíšil: Úlohy jaderné a subjaderné fyziky, skripta FJFI, Vydavatelství ČVUT, Praha 1998
[3] T. Mayer-Kuckuck: Fyzika atomového jádra, SNTL, Praha, 1979

Doporučená literatura:
[4] M.A. Preston: Fyzika jádra,Academia, Praha, 1970 - příliš nedoporučuji
[5] A. Beiser: Úvod do moderní fyziky, Academia, 1977

Studijní pomůcky:
Učebna s dataprojektorem

Zpracování měření a dat12ZMD Procházka 1+1 kz - - 2 -
Předmět:Zpracování měření a dat12ZMDprof. Ing. Procházka Ivan DrSc.1+1 KZ-2-
Anotace:Seznámení se základními pojmy a postupy pro zpracování výsledků měření, vymezení pojmů pro měření, pozorování, typy chyb. Popis a vlastnosti normálního rozdělení. Základy vyrovnávacího počtu, oddělení signálu od šumu.
Osnova:1. Definice pojmů
2. Typy měření a zdroje chyb
3. Normální rozdělení
4. Důsledky normálního rozdělení
5. Vyrovnávací počet, interpolace, metoda nejmenších čtverců, mini-max metoda,
6. Odhad parametrů, strategie fitování, stabilita řešení,
7. Aproximace polynomem, pojem "nejlepšího" polynomu, spline, demo
8. Editování dat, rozdělení dat, kriterium 3*sigma, odchylky od normálního rozdělení
9. Oddělení signálu od šumu, vlastnosti signálu a šumu, korelace, lock-in měření
10. Metoda "correlation estimator", Fourierova transformace a její aplikace
11. Příklady oddělení signálu od šumu
12. Opakování a test
Osnova cvičení:souběžně s přednáškou
Cíle:Znalosti:
Cílem předmětu je získání znalostí z oboru zpracování a interpretace výsledků měření.

Schopnosti:
Student získá schopnost získat, zpracovat a správně interpretovat výsledky měření respektive pozorování.
Požadavky:Základní znalosti matematiky a fyziky na úrovni kurzů 1. ročníku Bc studia na ČVUT v Praze, znalost principu Fourierovy transformace.
Rozsah práce:Zápočet je udělen na základě výsledků 3 testů v průběhu semestru.
Kličová slova:Měření, pozorování, přesnost, fitování, signál, šum.
Literatura:Povinná literatura:
[1] M. Meloun, J. Militký, Statistická analýza experimentálních dat, Academia Praha, 2004, ISBN: 80-200-1254-0.
[2] \\147.32.6.46\prochazk$\web\12zdt

Doporučená literatura:
[3] Zdenek Horák, Praktická fyzika, SNTL, Praha, 1958.
[4] K. Matejka a kol., Vybrané analytické metody pro zivotní prostredí, skriptum, vyd. CVUT, Praha, 1998.

Vědecké programování v Pythonu12PYTH Urban 0+2 z - - 2 -
Předmět:Vědecké programování v Pythonu12PYTHIng. Váchal Pavel Ph.D.0+2 Z-2-
Anotace:Cílem tohoto kurzu je osvojení základů moderního programovacího jazyka Python se zaměřením na vědecké výpočty. Důraz je kladen na efektivní řešení reálných problémů. Výuka probíhá interaktivně a formou praktických cvičení, jejichž obsah může být přizpůsoben obsahu dalších předmětů nebo tématům studentských prací. Studenti jsou rovněž zapojováni do probíhajícího výzkumu. V úvodní části kurzu se studenti seznámí se základními vlastnostmi jazyka Python - od základních typů až po objektově orientované nebo funkcionální programování. Větší část kurzu je věnována specifickým vlastnostem Pythonu pro vědecké programování. Prezentovány jsou hlavní numerické knihovny NumPy, SciPy a grafická knihovna Matplotlib. Ukážeme, jak tvořit efektivní kód, jak lze Python kombinovat s jinými jazyky, jaké nástroje využívat.
Osnova:1. Úvod do Pythonu - základní vlastnosti a nástroje, konvence, datové typy, podmínky, funkce
2. Kontejnery a (im)mutable typy, iterátory, generátory
3. Funkcionální a objektově orientované programování, moduly
4. Výjimky, unit testy, Python debugger, základní moduly
5. Kompletní projekt v Pythonu - konvence, dobré praktiky, dostupné nástroje, dokumentace (Sphinx), distribuce balíků
6. Úvod do NumPy - třídy ndarray, základní operace, polynomy
7. Grafický výstup - Matplotlib, čtení a zápis z/do souborů
8. Pokročilá práce s NumPy - specifika ndarray, další třídy (matrix, masked array), lineární algebra
9. Úvod do SciPy a SymPy
10. Optimalizace numerických výpočtů - vektorizace, profilování, Cython, f2py
11. Paralelní výpočty - vlákna, procesy, message passing
Osnova cvičení:Samostatné, případně skupinové programování konkrétních úloh s použitím získaných znalostí. Součástí cvičení bude i použití větších simulačních kódů a knihoven, případně práce na aktivně řešeném výzkumném projektu. Studentům bude rovněž dán prostor pro řešení úloh spojených s další výukou nebo jejich bakalářskou či diplomovou prací.
Cíle:Znalosti: Základy jazyka Python, vlastnosti Pythonu pro řešení vědeckých úloh, přehled o dostupných nástrojích.
Schopnosti: Efektivní návrh a implementace vědecké úlohy v jazyce Python, schopnost vyhledat a použít dostupné nástroje.
Požadavky:Povinné: Není požadováno předchozí absolvování žádného konkrétního předmětu
Doporučené: Základní znalost nějakého programovacího jazyka (C/C++, Fortran, Matlab, Java, Pascal apod.), základy numerických metod
Rozsah práce:Zápočet je podmíněn zpracováním kompletního projektu v Pythonu, který je třeba obhájit před vyučujícím a ostatními studenty. Projekt je zadán v průběhu semestru, cíle mohou být přizpůsobeny studijnímu zaměření studenta.
Kličová slova:Programování, Python, numerické výpočty, počítačová algebra.
Literatura:Povinná literatura:
1. V. Haenel, E. Gouillart, G. Varoquaux: Python Scientific Lecture Notes, http://scipy-lectures.github.com
2. H.P. Langtangen: A Primer on Scientific Programming with Python
Doporučená literatura:
3. H.P. Langtangen: Python Scripting for Computational Science
4. M. Pilgrim: Dive Into Python 3, http://getpython3.com/diveintopython3
5. Z.A. Shaw: Learn Python The Hard Way, http://learnpythonthehardway.org

Programování v Javě18PJ Virius 2+2 z,zk - - 5 -
Předmět:Programování v JAVĚ18PJdoc. Ing. Virius Miroslav CSc.2+2 Z,ZK-5-
Anotace:Přednáška seznamuje studenty s platformou Java a s vývojem základních druhů aplikací pro ni.
Osnova:1. Organizační záležitosti, seznámení s JDK, první program, dokumentace.
2. Další jednoduché programy. Základní vstupní operace. Základní datové typy.
3. Příkazy. Proměnné primitivních typů.
4. Třída, správa paměti. Statické a nestatické datové složky a metody, konstruktory.
5. Pole. Rozhraní. Klonování objektů.
6. Výjimky.
7. Datové proudy.
8. Grafické uživatelské rozhraní.
9. Vícevláknové programy.
10. Databázové aplikace.
11. Regulární výrazy.
12. Lokalizace a internacionalizace.
13. Servlety a stránky JSP.
Osnova cvičení:Osnova cvičení se shoduje s osnovou přednášky.
Cíle:Znalosti:
Programovací jazyk Java a vybrané technologie používané na této platformě.

Schopnosti:
Navrhnout a implementovat řešení softwarové úlohy pomocí vybraných technologií platformy Java.
Požadavky:Programování v C++.
Rozsah práce:Individuální práce studenta představuje program v jazyce Java využívající některou z pokročilejších technologií. Ověřuje se prezentací funkčního programu u zkoušky.
Kličová slova:Programovací jazyk Java, platforma Java, multithreading, třída, konstruktor, rozhraní, výjimka, datový proud, GUI, databáze, regulární výraz, lokalizace, internacionalizace,
servlet, JSP.
Literatura:Povinná literatura:
[1] Virius, M.: Programování v Javě. Praha, ČVUT 2010. ISBN 978-80-01-04518-3.

Doporučená literatura:
[2] Eckel, B.: Myslíme v jazyku Java. Knihovna programátora. Praha, Grada Publishing 2001.
[3] Eckel, B.: Myslíme v jazyku Java. Knihovna zkušeného programátora. Praha, Grada Publishing 2001.
[4] Herout, P.: Učebnice jazyka Java. České Budějovice, Kopp, 2000. ISBN 80-7232-115-3.
[5] Herout, P.: Java -- grafické uživatelské prostředí a čeština. České Budějovice, Kopp 2001. ISBN 80-7232-150-1.
[6] Herout, P.: Java -- bohatství knihoven. České Budějovice, Kopp 2003. ISBN 80-7232-209-5.

Publikační systém LaTeX01PSL Ambrož - - 0+2 z - 2
Předmět:Publikační systém LaTeX01PSLIng. Ambrož Petr Ph.D.-0+2 Z-2
Anotace:Obsahem předmětu jsou základy a prostředky počítačové typografie, především systém LaTeX.
Osnova:1) Úvod do systému LaTeX - filozofie, software, hladká a smíšená sazba, sazba odstavců
2) Sazba dokumentů - obecná pravidla pro strukturování publikací, příkazy pro členění dokumentů, tabulky v LaTeXu
3) Sazba matematických výrazů v LaTeXu
4) Pokročilé matematické konstrukce
5) Grafika, vkládání obrázků v LaTeXu, vkládání bibliografických citací do dokumentů v LaTeXu
6) Zásady pro tvorbu prezentací, beamer - balíček pro tvorbu prezentací v LaTeXu
Osnova cvičení:1) Instalace systému LaTeX
2) Hladká a smíšená sazba
3) Výčtová prostředí, tabulky
4) Sazba matematiky
5) Balíček AMSLaTeX
6) Seznam použité literatury
7) Vkládání grafických souborů
Cíle:Znalosti:
Základní pravidla počítačové sazby dokumentů, prostředky systému LaTeX.

Schopnosti:
Použití systému LaTeX k vysázení (typograficky zdařilého) dokumentu.
Požadavky:
Rozsah práce:
Kličová slova:Typografie, LaTeX.
Literatura:Povinná literatura:
[1] J. Rybička, LaTeX pro začátečníky, Konvoj, 1999.
[2] T. Oetiker et al., The Not So Short Introduction to LaTeX2e,
www.ctan.org/tex-archive/info/lshort/english/lshort.pdf

Doporučená literatura:
[3] H. Kopka, P.W. Daly. LaTeX Podrobný průvodce, Computer Press, (2004)

Učební pomůcky:
Počítačová učebna Windows/Unix s programem LaTeX.

Optoelektronika12OPEL Čtyroký - - 2 z,zk - 2
Předmět:Optoelektronika12OPELprof. Ing. Čtyroký Jiří DrSc.-2 Z,ZK-2
Anotace:Fyzika a technologie optických vláknových a planárních vlnovodů, vláknových zesilovačů a laserů. Fotonická integrace. Fotonické krystaly a plazmonika. Aplikace v optických komunikacích a senzorech.
Osnova:1. Šíření optického záření v planárních a vláknových vlnovodech, základní vlastnosti vlnovodů.
2. Příprava planárních a vláknových vlnovodů. Exkurze do Laboratoře optických vláken ÚFE AV ČR.
3. Přenosové vlastnosti optických vláken; sdělovací systémy s časovým a vlnovým (spektrálním) multiplexováním.
4. Zesilování optického záření ve vlnovodech dopovaných ionty Er a Yb; vlnovodné zesilovače a lasery. Stimulovaný Ramanův rozptyl, ramanovské zesilovače a lasery. Exkurze do laboratoře vláknové optiky ÚFE AV ČR.
5. Integrovaná fotonika. Křemíková fotonika, fotonické krystaly, plazmonika.
6. Základy optických senzorů. Vláknové optické senzory s braggovskými mřížkami a mřížkami s dlouhou periodou. Vláknový gyroskop.
7. Interferometrické senzory. Senzory s povrchovými plazmony. Exkurze do laboratoře optických senzorů ÚFE AV ČR.
Osnova cvičení:Exkurze do laboratorí: Laboratore optickych vláken UFE. Laborator vláknové optiky UFE. Laborator MOVPE a MBE, FZU. Laborator optickych senzoru UFE.
Cíle:Znalosti:
základní znalosti základů teorie, technologií přípravy a nejdůležitějších aplikací planárních a vláknových vlnovodů a vlnovodných součástek v optických komunikacích a senzorech.

Schopnosti:
orientace v dané problematice, ve vazbě na další studium.
Požadavky:Fyzikální optika 1
Rozsah práce:
Kličová slova:Vláknové optické vlnovody, vláknové optické zesilovače, integrovaná fotonika, optické sdělování, optické senzory, nanofotonika.
Literatura:Povinná literatura:
[1] Kopie prezentací z přednášek: www.ufe.cz/~ctyroky/fjfi/opel
[2] B. E. A. Saleh, M. C. Teich, Fundamentals of Photonics, John Wiley & Sons, 1991.

Doporučená literatura:
[3] P. C. Becker, N. A. Olsson, J. R. Simpson, Erbium-Doped Fibre Amplifiers: Fundamentals and Technology, Academic Press, 1999.
[4] S. Sudo, Optical Fibre Amplifiers, Artech House, 1997.
[5] E. J. Murphy, Integrated Optical Circuits and Components: Design and Applications, Marcel Dekker Inc., 1999.
[6] J. D. Joannopoulos, R. D. Meade, J. N. Winn, Photonic Crystals: Molding the Flow of Light. Princeton University Press, Princeton, 1995.
[7] G. T. Reed and A. P. Knights, Silicon Photonics, an introduction. John Wiley & Sons Ltd., Chichester, 2004.
[8] L. Pavesi and D. J. Lockwood, Silicon Photonics. Springer-Verlag, Berlin - Heidelberg - New York, 2004.

Počítačová grafika 1, 201POGR12 Strachota 2 z 2 z 2 2
Předmět:Počítačová grafika 101POGR1Ing. Strachota Pavel Ph.D.2 Z-2-
Anotace:První část dvousemestrálního předmětu "Počítačová grafika" je věnována specifikům digitálních zobrazovacích zařízení od historických technologií po ty nejmodernější a přehledu základních problémů v dvourozměrné počítačové grafice a jejich řešení. Důraz je kladen na matematický popis problémů a výklad příslušných algoritmů s využitím znalostí z širokého spektra předmětů vyučovaných na FJFI (matematická analýza, lineární algebra, pravděpodobnost a statistika, teorie informace, teorie kódování, základy algoritmizace, teorie složitosti, numerická matematika). Výklad ukazuje praktické aplikace těchto teoretických disciplín, avšak nevyžaduje jejich hlubší znalost. Závěrečná část kurzu se zaměřuje na uplatnění moderních technologií počítačové grafiky pro tvorbu (po formální stránce) kvalitních vědeckých dokumentů a prezentací.
Osnova:1. Hardware v počítačové grafice
2. Lidský zrak, vnímání barev a jejich reprezentace
3. Rastrové algoritmy
4. Výpočetní geometrie
5. Transformace obrazu (interpolace, warping, morphing)
6. Formáty a algoritmy pro ukládání a kompresi obrazu
7. Grafická uživatelská rozhraní
8. Webové a multimediální technologie
9. Grafika v tvorbě vědeckých dokumentů
Osnova cvičení:Cvičení je součástí výkladu a obsahuje řešení jednodušších konkrétních úloh dvourozměrné počítačové grafiky - např. algoritmy digitálního polotónování, Bresenhamův algoritmus, vyplňování útvarů, hledání konvexního obalu množiny bodů, komprese LZW a pod.
Cíle:Znalosti:
Orientace v základních problémech dvourozměrné počítačové grafiky a metodách jejich řešení, stejně jako v nejmodernějších dostupných technologiích. Solidní teoretický i praktický základ pro další vývoj těchto metod a jejich přizpůsobení konkrétním potřebám.

Schopnosti:
Okamžitá schopnost aplikovat metody počítačové grafiky v multimediálních prezentacích, ve vědecké vizualizaci a v počítačovém zpracování dat. Komplexní návrh a implementace odpovídajících softwarových nástrojů. Schopnost produkovat po formální stránce kvalitní výstupy vědecké práce (články, transparenty, postery apod.) s pomocí profesionálních technologií.
Požadavky:
Rozsah práce:Pro získání zápočtu studenti samostatně či v týmu vypracují práci na přidělené téma. Práce má povahu softwarového projektu s důrazem na samostatné vyhledávání informací, implementaci algoritmů nad rámec přednášky a zodpovědné předání funkční aplikace včetně dokumentace při osobním pohovoru. V průběhu práce mohou studenti využít možnost konzultací.
Kličová slova:Monitory, grafické akcelerátory, barevné prostory, rastrové algoritmy, výpočetní geometrie, warping, morphing, grafické formáty, komprese dat, grafická uživatelská rozhraní, multimédia.
Literatura:Povinná literatura:
[1] Žára, Beneš, Sochor, Felkel - Moderní počítačová grafika. Computer Press, Praha, 2005.

Doporučená literatura:
[2] J. D. Foley, A. van Dam, S. K. Feiner, J. F. Hughes: Computer Graphics: Principles and Practice, Addison Wesley, 1997.

Studijní pomůcky:
Počítačová učebna Windows/Linux, Programovací jazyky C, C++, Java, C#, MS Visual Studio, knihovny Qt, SDL.

Předmět:Počítačová grafika 201POGR2Ing. Oberhuber Tomáš Ph.D. / Ing. Strachota Pavel Ph.D.-2 Z-2
Anotace:Druhá část dvousemestrálního předmětu "Počítačová grafika" začíná stručnou teorií signálu v kontextu v počítačové grafice všudypřítomného aliasingu. Dále výklad představuje strukturovaný přehled základních problémů v trojrozměrné počítačové grafice a jejich řešení, od popisu trojrozměrné scény až po její realistické zobrazení. Důraz je kladen na matematický popis problémů a výklad příslušných algoritmů s využitím znalostí z širokého spektra předmětů vyučovaných na FJFI (matematická analýza, lineární algebra, pravděpodobnost a statistika, teorie informace, teorie kódování, základy algoritmizace, teorie složitosti, numerická matematika). Výklad ukazuje praktické aplikace těchto teoretických disciplín, avšak nevyžaduje jejich hlubší znalost. Pozornost je věnována též otázce implementace probíraných algoritmů, návrhu datových struktur apod.
Osnova:1. Úvod do teorie signálu
2. Cíle počítačové 3D grafiky
3. Křivky a plochy
4. Reprezentace pevných těles
5. Techniky procedurálního modelování
6. Geometrické transformace objektů pomocí matic
7. Promítání
8. Řešení viditelnosti
9. Osvětlování a stínování
10. Aplikace textur
11. Sledování paprsku a fyzikálně založené zobrazovací metody
Osnova cvičení:Cvičení je součástí výkladu a obsahuje řešení jednodušších konkrétních úloh trojrozměrné počítačové grafiky - např. rasterizace kubických křivek, algoritmy pro regularizované booleovské operace nad oktantovými stromy, fraktální modelování terénů pomocí programu Terragen, geometrické transformace v homogenních souřadnicích, algoritmus siluety pro řešení viditelnosti, základní varianta metody sledování paprsku a pod.
Cíle:Znalosti:
Orientace v základních problémech trojrozměrné počítačové grafiky a metodách jejich řešení, stejně jako v nejmodernějších dostupných technologiích. Solidní teoretický i praktický základ pro další vývoj těchto metod a jejich přizpůsobení konkrétním potřebám.

Schopnosti:
Okamžitá schopnost aplikovat metody počítačové grafiky v multimediálních prezentacích, ve vědecké vizualizaci a v počítačovém zpracování dat. Komplexní návrh a implementace odpovídajících softwarových nástrojů.
Požadavky:Absolvování kurzu "Počítačová grafika 1" je silně doporučeno, avšak není podmínkou.
Rozsah práce:Pro získání zápočtu studenti samostatně či v týmu vypracují práci na přidělené téma. Práce má povahu softwarového projektu s důrazem na samostatné vyhledávání informací, implementaci algoritmů nad rámec přednášky a zodpovědné předání funkční aplikace včetně dokumentace při osobním pohovoru. V průběhu práce mohou studenti využít možnost konzultací.
Kličová slova:Teorie signálu, aliasing, křivky a plochy, reprezentace pevných těles, procedurální a fraktální modelování, promítání, řešení viditelnosti, osvětlování a stínování, sledování paprsku, radiozita, fotonové mapy.
Literatura:Povinná literatura:
[1] Žára, Beneš, Sochor, Felkel - Moderní počítačová grafika. Computer Press, Praha, 2005.

Doporučená literatura:
[2] J. D. Foley, A. van Dam, S. K. Feiner, J. F. Hughes: Computer Graphics: Principles and Practice. Addison Wesley, 1997.
[3] A. S. Glassner: An Introduction to Ray Tracing. Morgan Kaufmann Publishers, San Francisco, 2002.
[4] M. F. Cohen, J. R. Wallace: Radiosity and Realistic Image Synthesis. Morgan Kaufmann Publishers, San Francisco, 1993.

Studijní pomůcky:
Počítačová učebna Windows/Linux, Programovací jazyky C, C++, Java, C#, MS Visual Studio, knihovny Qt, SDL, OpenGL, DirectX, Blender, 3dsMax.

Tělesná výchova 3, 400TV34 ČVUT - z - z 1 1
Předmět:Tělesná výchova 300TV3----
Anotace:
Osnova:Předmět je realizován Ústavem tělesné výchovy a sportu ČVUT v Praze:

http://www.utvs.cvut.cz/
Osnova cvičení:Předmět je realizován Ústavem tělesné výchovy a sportu ČVUT v Praze:

http://www.utvs.cvut.cz/
Cíle:
Požadavky:
Rozsah práce:
Kličová slova:Tělesná výchova; sport
Literatura:

Předmět:Tělesná výchova 400TV4----
Anotace:
Osnova:Předmět je realizován Ústavem tělesné výchovy a sportu ČVUT v Praze:

http://www.utvs.cvut.cz/
Osnova cvičení:Předmět je realizován Ústavem tělesné výchovy a sportu ČVUT v Praze:

http://www.utvs.cvut.cz/
Cíle:
Požadavky:
Rozsah práce:
Kličová slova:Tělesná výchova; sport
Literatura: