Studijní plány a sylaby FJFI ČVUT v Praze

-

Aktualizace dat: 25.11.2016

english

Navazující magisterské studiumInformatická fyzika
2. ročník
předmět kód vyučující zs ls zs kr. ls kr.

Povinné předměty

Atomová fyzika12AF Šiňor 4+0 z,zk - - 4 -
Předmět:Atomová fyzika12AFdoc. Dr. Ing. Šiňor Milan4+0 Z,ZK-4-
Anotace:Záření černého tělesa, základní experimenty (Millikanův, Franckův-Hertzův, Rutherfordův), fotony, vlnově-korpuskulární dualizmus, fotoefekt, Comptonův jev, potenciálová jáma, Bohrův model atomu, Schroedingerova rovnice, optická spektra (vodíku, alkalických kovů), spin, Pauliho vylučovací princip, slupkový model, periodická tabulka, rentgenovská spektra, Moseleyův zákon, Zeemanův jev, Starkův jev, jemná a hyperjemná struktura, intenzita spektrálních čár, spektrální termy.
Osnova:1) Hmotnost a velikost atomů. Izotopy. Jádro atomu. Foton a elektron.
2) Vlnové vlastnosti částic a některé jejich základní charakteristiky.
3) Bohrův model vodíkového atomu.
4) Matematické základy kvantové teorie.
5) Kvantová mechanika vodíkového atomu.
6) Sejmutí degenerace energetických hladin ve spektrech alkalických kovů.
7) Orbitální a spinový magnetismus. Jemná struktura elektronových hladin.
8) Atom v magnetickém poli: experimenty a jejich poloklasický popis.
9) Atom v magnetickém poli: kvantově-mechanický popis.
10) Atom v elektrickém poli. Optické přechody.
11) Více-elektronové atomy.
12) Rentgenová spektra. Popis vnitřních elektronových slupek.
13) Periodická tabulka prvků.
14) Jaderný spin, hyperjemná struktura.
Osnova cvičení:
Cíle:Znalosti:
Porozumět základnímu kvantovému popisu jedno- a více-elektronových atomů.

Schopnosti:
Získané znalosti umět aplikovat na základní problémy atomové fyziky.
Požadavky:
Rozsah práce:
Kličová slova:Fotony, vlnově-korpuskulární dualizmus, Schroedingerova rovnice, optická spektra, spin, Pauliho vylučovací princip, periodická tabulka, rentgenovská spektra, Zeemanův jev, Starkův jev, jemná a hyperjemná struktura.
Literatura:Povinná literatura:
[1] Haken H., Wolf H.C., The Physics of Atoms and Quanta. 7th Edition. Springer, Berlin 2005.

Doporučená literatura:
[2] Cowan R. D., The Theory of Atomic Structure and Spectra. University of California Press 1981.

Robustní numerické algoritmy12RNA Váchal - - 1+1 z - 2
Předmět:Robustní numerické algoritmy12RNAIng. Váchal Pavel Ph.D.-1+1 Z-2
Anotace:Kurs slouží k získání základních dovedností a citu pro implementaci přesných a stabilních algoritmů, spolehlivě fungujících ve skutečných numerických výpočtech. Výklad je doprovázen praktickými cvičeními a ukázkou aplikace v konkrétních simulačních kódech s možností zapojení studentů do aktuálně řešených výzkumných projektů.
Základy teorie výpočtů s konečnou přesností, typy chyb, jejich hromadění a interakce, stabilita výpočtu a zpřesňování výsledků. Vhodné techniky pro sčítání, práci s polynomy a maticemi. Algoritmy počítačové geometrie: průsečíky a průniky přímek, úseček a polygonů, triangulace a dělení polygonů, Voronoiovy diagramy, Delaunayova triangulace, dělení roviny (arrangement), hledání konvexního obalu, případně plánování pohybu robota. Lineární a nelineární numerická optimalizace bez vazeb a s vazbami.
Osnova:1. Výpočty s konečnou přesností - typy a hromadění / interakce chyb, zpřesňování výsledků, stabilita, mýty a pověry,
návrh stabilního algoritmu, reprezentace čísel v počítači
2. Základní operace a techniky - analýza chyb, sumace, polynomy, matice, stabilita lineárních systémů
3. Průsečíky a průniky přímek, úseček a polygonů - algoritmy, komplikace; aplikace: výpočetní sítě (remap), raytracing
4.-5. Triangulace a dělení polygonů - teorie a algoritmy triangulace, výpočet plochy, dělení na konvexní polygony; aplikace: generování sítí
5. Voronoiovy diagramy, Delaunayova triangulace, dělení roviny (arrangement) - definice, vlastnosti, algoritmy; aplikace: adaptace sítě
6. Konvexní obal ve 2D a 3D - naivní algoritmy, Quickhull, rozděl a panuj,...
7. Numerická optimalizace - (jednoduché 1D metody (linesearch), výběr směru ve více dimenzích, konjugované gradienty, simplexová metoda, kvadratické programování s vazbami; aplikace: optimalizace kvality sítě
Osnova cvičení:- Studenti budou na počítači implementovat metody a problémy probírané na přednášce a naučí se tak sami odhalovat a překonávat konkrétní nástrahy
- Průběžně jsou zařazeny ukázky aplikací ve vybraných skutečných simulačních kódech vyvíjených na KFE a ve spolupráci s dalšími institucemi
- Případně budou prezentovány a konzultovány numerické výpočty jež jsou součástí právě řešených kvalifikačních prací (BP, DP) studentů předmětu
- Možnost zapojení studentů do aktuálních výzkumných projektů
Cíle:Znalosti:
- vybrané klasické algoritmy numerické matematiky, s nimi spojené obtíže a nástrahy a možnosti jejich řešení

Schopnosti:
- základní dovednosti a cit pro implementaci přesných a stabilních algoritmů, spolehlivě fungujících ve skutečných numerických výpočtech
- komplexní řešení daného numerického problému, od návrhu kvalitní metody až po skutečnou implementaci
Požadavky:Povinné:
- Není požadováno předchozí absolvování žádného konkrétního předmětu

Doporučené:
- Znalost alespoň jednoho vhodného programovacího jazyka (C, Fortran, Pascal, Matlab apod.)
- Znalost základů lineární algebry v rozsahu prvního semestru
Rozsah práce:Pro získání zápočtu je nutno kompletně zpracovat zápočtový příklad (návrh + program) a prezentovat jeho řešení ostatním studentům předmětu. Konkrétní zadání bude přiděleno pokud možno s přihlédnutím k tématu aktuálně řešené kvalifikační práce (BP, DP) studenta.
Kličová slova:Numerické algoritmy, přesnost, stabilita, výpočetní geometrie, numerická optimalizace.
Literatura:Povinná literatura:
[1] N.J. Higham: Accuracy and Stability in Numerical Algorithms
[2] J. O'Rourke: Computational Geometry in C

Doporučená literatura:
[3] W.H. Press et al.: Numerical Recipes. The Art of Scientific Computing
[4] P.J. Schneider, D.H. Eberly: Geometric Tools for Computer Graphics
[5] F.P. Preparata, M.I. Shamos: Computational Geometry. An Introduction
[6] M. de Berg et al.: Computational Geometry. Algorithms and Applications
[7] O. Hjelle, M. Daehlen: Triangulations and Applications
[8] J. Nocedal, S.J. Wright: Numerical Optimization
[10] www.geometrictools.com

Studijní pomůcky:
- Počítačová učebna s OS UNIX/Linux a vhodnými programovacími jazyky (C, Fortran, Matlab, příp. Pascal)

Seminář k diplomové práci 1, 212DSEIF12 Limpouch 0+2 z 0+2 z 2 3
Předmět:Seminář k diplomové práci 112DSEIF1prof. Ing. Limpouch Jiří CSc.0+2 Z-2-
Anotace:Obhajoba diplomové práce - pokyny a doporučení.


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

Osnova cvičení:Presentace výsledků práce - pokyny a doporučení
Periodické kontroly postupu prací studentů na diplomové práci.
Prezentace výsledků řešení diplomové práce jednotlivých studentů.
Pokyny pro vypracování diplomové práce.
Cíle:Znalosti: Pravidla psaní a prezentace diplomové práce.

Schopnosti: Napsat a prezentovat odborné práce a svou diplomovou práci.

Požadavky:Zadání diplomové práce

Rozsah práce:Předmět je dán samostatnou činností studenta na zadaném tématu. Práce jsou průběžně kontrolovány školitelem a příslušnou katedrou.
Kličová slova:Diplomová práce, zapojení studentů do výzkumné činnosti.
Literatura:Povinná literatura:
daná školitelem podle zadání práce.

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

Předmět:Seminář k diplomové práci 212DSEIF2prof. Ing. Limpouch Jiří CSc.-0+2 Z-3
Anotace:Obhajoba diplomové práce - pokyny a doporučení.

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

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

Schopnosti:
Napsat a prezentovat odborné práce a svou diplomovou práci.
Požadavky:Zápočet ze semináře k diplomové práci 1.
Rozsah práce:Předmět je dán samostatnou činností studenta na zadaném tématu. Práce jsou průběžně kontrolovány školitelem a příslušnou katedrou.
Kličová slova:Diplomová práce, zapojení studentů do výzkumné činnosti.
Literatura:Povinná literatura:
daná školitelem podle zadání práce.

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

Diplomová práce 1, 212DPIF12 Limpouch 0+10 z 0+20 z 10 20
Předmět:Diplomová práce 112DPIF1prof. Ing. Limpouch Jiří CSc.----
Anotace:Předmět se týká 1. části problematiky oficiálně zadaného tématu diplomové práce v rámci zaměření Fyzika nanostruktur, jejíž obhajoba je součástí uzavření magisterského studia. Garantem zadaného tématu je vedoucí práce, který zadává studijní literaturu, kontroluje průběh a obhajitelnost práce a operativně řeší problémy práce. Student samostatně řeší uvedený problém, často již částečně dříve rozpracovaný ve výzkumném úkolu. Zadání práce je po ukončení výzkumného úkolu a získání zápočtu odsouhlaseno vedoucím katedry a děkanem fakulty. Diplomová práce je oponována jedním oponentem. Kontaktní hodiny se týkají styku s vedoucím práce a dalšími konzultanty práce a jsou řešeny dle aktuální potřeby práce. Předmět proto není rozvrhován.
Osnova:Student na základě zadání práce a pod vedením školitele zpracovává individuálně zadané téma po dobu 2 semestrů.
Osnova cvičení:
Cíle:Znalosti:
Individuální tématika podle zadání práce.

Schopnosti:
Samostatná práce na zadaném úkolu, orientace v dané problematice, sestavení vlastního odborného textu.
Požadavky:
Rozsah práce:Předmět je dán samostatnou činností studenta na zadaném tématu. Práce jsou průběžně kontrolovány školitelem a příslušnou katedrou.
Kličová slova:Diplomová práce, vedoucí diplomové práce, garant, oponent, obhajoba, kontaktní hodiny.
Literatura:Povinná literatura:
Literatura a další pomůcky jsou dány zadáním práce.

Doporučená literatura:
Literatura a další pomůcky jsou dány zadáním práce.

Předmět:Diplomová práce 212DPIF2prof. Ing. Limpouch Jiří CSc.----
Anotace:Předmět se týká 2. části problematiky oficiálně zadaného tématu diplomové práce v rámci zaměření Fyzika nanostruktur, jejíž obhajoba je součástí uzavření magisterského studia. Garantem zadaného tématu je vedoucí práce, který zadává studijní literaturu, kontroluje průběh a obhajitelnost práce a operativně řeší problémy práce. Student samostatně řeší uvedený problém, často již částečně dříve rozpracovaný ve výzkumném úkolu. Zadání práce je po ukončení výzkumného úkolu a získání zápočtu odsouhlaseno vedoucím katedry a děkanem fakulty. Diplomová práce je oponována jedním oponentem. Kontaktní hodiny se týkají styku s vedoucím práce a dalšími konzultanty práce a jsou řešeny dle aktuální potřeby práce. Předmět proto není rozvrhován.
Osnova:Student na základě zadání práce a pod vedením školitele zpracovává individuálně zadané téma po dobu 2 semestrů.
Osnova cvičení:
Cíle:Znalosti:
Individuální tématika podle zadání práce.

Schopnosti:
Samostatná práce na zadaném úkolu, orientace v dané problematice, sestavení vlastního odborného textu.
Požadavky:
Rozsah práce:Předmět je dán samostatnou činností studenta na zadaném tématu. Práce jsou průběžně kontrolovány školitelem a příslušnou katedrou.
Kličová slova:Diplomová práce, vedoucí diplomové práce, garant, oponent, obhajoba, kontaktní hodiny.
Literatura:Povinná literatura:
Literatura a další pomůcky jsou dány zadáním práce.

Doporučená literatura:
Literatura a další pomůcky jsou dány zadáním práce.

Volitelné předměty

Fyzika a lidské poznání12FLP Langer - - 2+0 z - 2
Předmět:Fyzika a lidské poznání12FLPdoc.RNDr. Langer Jiří CSc.-2+0 Z-2
Anotace:W. Heisenberg prohlásil, ze moderní fyzika je nejdůležitejší filozofickou událostí 20. století.
Tato přednáška se snaží ukázat "proč". Popisuje současný obraz vesmíru jako celku, vybudovaný na obecné teorii relativity a kvantové teorii a strucně si všímá důležitých mezníku v historii fyziky a filozofie. Sleduje též postavení fyziky a matematiky v kulturních dějinách lidstva, vliv exaktních věd na umění a dotkne se i etických problémů vědeckého výzkumu v moderní společnosti.
Osnova:1. Rozprava o metodě -racionalismus versus empirismus
2. Je Hospodin hospodárný aneb o variačních principech
3. Prostor a čas
4. Současný pohled na vesmír
5. Fyzika a realita
6. Krása matematiky a matematika krásy
7. Fyzika jako součást kultury
8. Chaos a řád
9. Etika vědy
Osnova cvičení:
Cíle:Znalosti:
Ujasnit postavení fyziky ve společenském dění.

Schopnosti:
zajistit společenskovědní základy.
Požadavky:
Rozsah práce:
Kličová slova:Fyzika, filosofie, ethika
Literatura:Povinná literatura:
[1] Bertrand Russell A History of Western Philosophy, Simon and Schuster, New York 2001
[2] Ivan Štoll Dějiny fyziky, Prometheus, Praha 2009

Výběrová literatura:
[1] Immmanule Kant Prolegomena ke každé příští metafyzice, jež se bude moc stát vědou, Svoboda, Praha 1992.

Úvod do managementu12UM Malát 2+0 zk - - 2 -
Předmět:Úvod do managementu12UMIng. Malát Petr2+0 ZK-2-
Anotace:Moderní pojetí managementu, manažerské funkce, manažerská činnost. Manažerské rozhodovací úlohy, podnikatelské strategie. Personální management, výběr a hodnocení pracovníků, motivace, práce v týmu, zákoník práce. Systémové pojetí a funkce marketingu, cíle a strategie marketingu. Marketingové plánování a rozhodování. Marketingový mix, životní cyklus výrobku, propagační akce.
Osnova:1. Úvod do managementu, moderní pojetí managementu
2. Manažerské funkce, manažerská činnost
3. Manažerské rozhodovací úlohy
4. Manažerské rozhodovací úlohy
5. Podnikatelské strategie
6. Personální management
7. Personální činnosti
8. Výběr a rozmístění pracovníků, zákoník práce
9. Motivace pracovníků a jejich hodnocení
10. Vedení týmu, asertivita
11. Systémové pojetí marketingu, marketingové cíle, marketingové strategie
12. Marketingový mix, marketingové plánování
13. Propagační akce
Osnova cvičení:
Cíle:Znalosti:
Student bude znát souvislosti a obsah jednotlivých manažerských a marketingových činností, základy pracovního práva v České republice a základy tvorby týmu a práce v něm.

Schopnosti:
Student bude schopen pracovat s manažerskými rozhodovacími, plánovacími a kontrolními úlohami; bude schopen naplánovat propagační akci konkrétní služby/výrobku.
Požadavky:
Rozsah práce:
Kličová slova:marketing, management, rozhodování, řízení, personální management, manažerské funkce, hodnocení, motivace, strategie, plánování, vedení týmu, marketingový mix, propagační akce, organizace podniku
Literatura:Povinná:
[1] Koontz,H.; Weinrich, H.: Management, Victoria Publishing, Praha 1993
[2] Ekonom 13/1992

Volitelná:
[3] Kotler, P.: Marketing management, Grada, Praha 2007
[4] Bartol, K. M.; Martin, D. C.: Management, McGraw-Hill, INC., New York 1994
[5] Benett, P. D.: Marketing, McGraw-Hill, INC., New York 1988
[6] Synek, M. a kol.: Podniková ekonomika, C. H. Beck, Praha 2010

Metoda Monte Carlo18MMC Virius 2+2 z - - 4 -
Předmět:Metoda Monte Carlo18MMC2+2 Z-4-
Anotace:Předmět seznamuje studenty s výpočetní metodou Monte Carlo a s jejími aplikacemi ve vybraných oborech.
Osnova:1. Předpoklady k použití metody Monte Carlo (MC)
2. Přesnost metody MC
3. Transformace rovnoměrně rozdělené náhodné veličiny na náhodnou veličinu se zadaným rozdělením
4. Generování rovnoměrně rozdělené náhodné veličiny
5. Výpočet integrálu metodou MC
6. Řešení soustavy lineárních algebraických rovnic metodou MC
7. Řešení integrálních rovnic metodou MC
8. Řešení některých úloh pro diferenciální rovnice metodou MC
9. Řešení úloh o transportu záření metodou MC
10. Řešení problémů z teorie hromadné obsluhy metodou MC
Osnova cvičení:1. Předpoklady k použití metody Monte Carlo (MC)
2. Přesnost metody MC
3. Transformace rovnoměrně rozdělené náhodné veličiny na náhodnou veličinu se zadaným rozdělením
4. Generování rovnoměrně rozdělené náhodné veličiny
5. Výpočet integrálu metodou MC
6. Řešení soustavy lineárních algebraických rovnic metodou MC
7. Řešení integrálních rovnic metodou MC
8. Řešení některých úloh pro diferenciální rovnice metodou MC
9. Řešení úloh o transportu záření metodou MC
10. Řešení problémů z teorie hromadné obsluhy metodou MC
Cíle:Znalosti:
Princip metody Monte Carlo, aplikace ve vybraných oborech.

Schopnosti:
Aplikovat metodu Monte Carlo na řešení matematických a fyzikálních problémů
Požadavky:Znalost základů teorie pravděpodobnosti.
Rozsah práce:Individuální práce studentů představují implementaci metody Monte Carlo pro řešení zvoleného problému. Podmínkou zápočtu je úspěšná prezentace fungujícího programu včetně odhadu nepřesnosti výsledků.
Kličová slova:Metoda Monte Carlo, rozdělení pravděpodobnosti, transformace náhodné veličiny, chyba, generátor pseudonáhodných čísel, určitý integrál, soustava lineárních algebraických rovnic, Markovův řetězec, integrální rovnice, parciální diferenciální rovnice, teorie hromadné obsluhy, transport záření, simulované žíhání.
Literatura:Povinná literatura:
[1] Virius, M.: Metoda Monte Carlo. Praha, Vydavatelství ČVUT 2010. ISBN 978-80-01-04595-4.

Doporučená literatura:
[2] Kalos, M. H., Whitlock, Paula A.: Monte Carlo Methods. Second edition. Wiley & Blackwell 2008. ISBN 978-3-527-40760-6.

Matematické modelování nelineárních systémů01MMNS Beneš 2 zk - - 3 -
Předmět:Matematické modelování nelineárních systémů01MMNSprof. Dr. Ing. Beneš Michal2 ZK-3-
Anotace:Předmět zahrnuje základní pojmy a poznatky teorie dynamických systémů konečné a nekonečné dimenze generovaných evolučními diferenciálními rovnicemi, charakteristiku bifurkací a chaosu. Druhá část je věnována výkladu základních pojmů fraktální geometrie zkoumající atraktory těchto dynamických systémů.
Osnova:I. Úvodní poznámky
II. Dynamické systémy a chaos
1. Základní pojmy a tvrzení
2. Konečněrozměrné dynamické systémy a geometrická teorie obyčejných diferenciálních rovnic
3. Nekonečněrozměrné dynamické systémy a geometrická teorie parciálních diferenciálních rovnic
4. Bifurkace a chaos; prostředky k jejich vyšetřování
III. Matematické základy fraktální geometrie
1. Motivační příklady a vztah k dynamickým systémům
2. Topologická dimenze
3. Obecná teorie míry
4. Hausdorffova dimenze
5. Pokusy o definici geometricky složité množiny
6. Iterační systémy funkcí
IV. Závěr - použití pro matematické modelování
Osnova cvičení:Cvičení je součástí výkladu a obsahuje řešení konkrétních příkladů z geometrické teorie diferenciálních rovnic, metody linearizace, Ljapunovovy funkce, bifurkací a fraktálních množin.
Cíle:Znalosti:
Deterministické dynamické systémy, popis chaotického stavu, geometrická teorie obyčejných a parciálních diferenciálních rovnic, teoretické základy fraktální geometrie.

Schopnosti:
Použití metody linearizace a metody Ljapunovovy funkce ke stanovení stability pevného bodu, bifurkační analýza, stanovení stability periodické trajektorie, charakteristika fraktálních množin a měření jejich dimenze.
Požadavky:Základní kurzy matematické analýzy, lineární algebry a obyčejných diferenciálních rovnic, funkcionální analýza, variační metody (dle přednášek na FJFI ČVUT v Praze 01MA1, 01MAA2-4, 01LA1, 01LAA2, DIFR, nebo 01MA1, 01MAB2-4, 01LA1, 01LAB2, FA1, VAME).
Rozsah práce:Individuální činnost studentů je dána prací na zvoleném obtížnějším příkladu analýzy konkrétního dynamického systému. Tyto schopnosti jsou při odevzdání řešení tohoto úkolu do data zkoušky.
Kličová slova:Evoluční diferenciální rovnice, dynamický systém, atraktor, bifurkace a chaos, topologická a Hausdorffova dimenze, iterační soubory funkcí.
Literatura:Povinná literatura:
[1] F.Verhulst, Nonlinear Differential Equations and Dynamical Systems, Springer-Verlag, Berlin 1990
[2] M.Holodniok, A.Klíč, M.Kubíček, M.Marek, Metody analýzy nelineárních dynamických modelů, Academia, Praha 1986
[3] G.Edgar, Measure, Topology and Fractal Geometry, Springer Verlag, Berlin 1989

Doporučená literatura:
[4] D.Henry, Geometric Theory of Semilinear Parabolic Equations, Springer Verlag, Berlin 1981
[5] R.Temam, Infinite Dimensional Dynamical Systems in Mechanics and Physics, Springer Verlag, Berlin 1988

Studijní pomůcky:
Webová prezentace předmětu s vybranými motivačními příklady.

Astrofyzika12ASF Kulhánek - - 2+2 zk - 4
Předmět:Astrofyzika12ASFprof. RNDr. Kulhánek Petr CSc.-2+2 ZK-4
Anotace:Přednáška "Astrofyzika" je volným pokračováním přednášek z fyziky. Na relativně poutavé oblasti si student zopakuje podstatnou část fyziky (mechaniku, optiku, relativitu, kvantovou teorii, záření, diferenciální a integrální počet). Studenti se seznámí i s některými numerickými metodami a někteří se zapojí do tvorby www stránek. Přednáška je doplněna praktickým třídenním soustředěním.
Osnova:1. Vznik a vývoj hvězd. Hyashiho linie. Termojaderná reakce. HR diagram.
2. Závěrečná stadia vývoje hvězd. Bílý trpaslík, neutronová hvězda, černá díra.
3. Spektrum hvězd, spektrální třídy. Záření. Co lze určit ze spektra. Dopplerův jev.
4. Proměnné hvězdy. Cefeidy, zákrytové proměnné, novy, supernovy.
5. Sluneční soustava. Keplerovy a Newtonovy zákony, komety, meteory, asteroidy.
6. Vnitřní a vnější planety. Kosmický výzkum.
7. Okolí Sluneční soustavy. Mlhoviny, hvězdokupy, Galaxie, galaxie.
8. Astronomické souřadnice, měření času, souhvězdí.
9. Základy optiky. Fermatův princip, aberace.
10. Optické přístroje. Typy dalekohledů, multisystémy, odlévání zrcadel.
11. Vesmír jako celek - kosmologie. Vývoj Vesmíru. Friedmanovy modely.
12. Rané fáze vývoje Vesmíru. Reliktní záření. Syntéza prvků.
13. Vznik Vesmíru. Inflační modely. Teorie interakcí.
14. Velkorozměrová struktura Vesmíru.
Osnova cvičení:1. Newtonův gravitační zákon.
2. Numerické řešení diferenciálních rovnic.
3. Zákony zachování energie, hybnosti a momentu hybnosti.
4. Typy rotací, rotační pohyby, rotace kapaliny, víry.
5. Keplerovy zákony.
6. Pogsonova rovnice.
7. Dopplerův jev.
8. Astronomická souřadnice a čas.
9. Základy optiky, Fermatův princip.
10. Metrika, měření vzdálenosti, metrický tenzor.
11. Friedmanovy modely.
12. Elementární částice, sestavování Feynmannových diagramů.
13. Lorentzova transformace.
14. Gravitační rudý posuv, kosmologický rudý posuv, dilatace času. Srovnání.
Cíle:Znalosti:
Základy astrofyziky.

Schopnosti:
Použít najednou různé části fyziky a matematiky.
Požadavky:
Rozsah práce:Docházka na cvičení a dosažení minimálně 50% úspěšnosti v testu na www.
Kličová slova:Astrofyzika, hvězdy, planety, vesmír.
Literatura:Povinná literatura:
[1] Kulhánek P. etal. Astrofyzika online. http://www.aldebaran.cz/astrofyzika/index.html [cit: 2010-11-20].

Doporučená literatura:
[2] Peratt A.: Physics of the Plasma Universe, Springer-Verlag, 1991.

Rentgenová fotonika12RFO Pína 2 zk - - 2 -
Předmět:Rentgenová fotonika12RFOdoc. Ing. Pína Ladislav DrSc.2+0 ZK-2-
Anotace:Od objevu rentgenového záření uběhlo více, než sto let. Rentgenové záření se stalo intenzivně studovanou a využívanou částí spektra elektromagnetického záření. Rozvoj fotoniky v této části spektra je s rostoucí intenzitou stimulován vývojem v oblasti astrofyziky, fyziky vysokoteplotního plazmatu, makromolekulární biologie, materiálových věd a nanotechnologií, zvláště rtg. litografie pro umožnění daltího rozvoje informačních technologií. Přednáška pojednává o zdrojích rtg. záření, interakci rtg. záření s látkou, rtg. optice a detekci.
Osnova:1.Spektrum elektromagnetického záření.
2.Zdroje rentgenového záření - urychlování a zpomalování částic a kvantové přechody.
3.Synchrotron, rtg. lampa, vysokoteplotní plasma, laserové plasma, Z-pinč, rtg. laser.
4.Interakce rtg. záření s látkou, absorpce, rozptyl, účinné průřezy, komplexní index lomu, funkce f1 a f2.
5.Lom a odraz rtg. záření na rozhraní dvou prostředí, Fresnelovy vztahy, mikrodrsnost, upravené Fresnelovy vztahy.
6.Optika založená na refrakci (klasická čočka, strukturovaná refraktivní optika).
7.Totální externí reflexe, optika zaloşená na totální externí reflexi (rovinné zrcadlo, paraboloid, elipsoid, Kirkpatrick-Baez, Wolter, Schmidt a Lobster Eye zrcadla).
8.Optika založená na difrakci (Fresnelovy čočky).
9.Optika založená na difrakci (krystalooptika, monochromatizace rtg. záření).
10.Multivrstevnaté systémy (ML zrcadla, ML optika).
11.Detekce a spektroskopie rtg. záření (plynové a polovodičové detektory rtg. záření, mnohokanálová analýza).
12.Zobrazování rtg. záření (2D detektory a rtg. kamery).
13.Aplikace rtg. fotoniky (astrofyzika, fyzika vysokoteplotního plazmatu, makromolekulární biologie, materiálové v+dy, nanotechnologie, rtg. litografie, ...).
Osnova cvičení:Absorpce rtg. záření při průchodu vybranými prostředími. Návrh totálně reflexních a multivrstevnatých zrcadel pro vybrané aplikace.
Cíle:Znalosti:
Základy fyziky rtg záření a jeho interakce s látkou

Schopnosti:
Výpočty a aplikace týkající se průchodu rtg záření látkou
Požadavky:Základní přednášky z matematiky a fyziky, atomové fyziky, elektřiny a magnetismu, teorie elmag pole a optiky.
Rozsah práce:Příklady výpočtů pro vybrané aplikace a testy.
Kličová slova:Rtg. záření, zdroje rtg. záření, interakce rtg. záření s látkou, rtg. optika, detekce rtg. záření
Literatura:Povinná literatura:
[1] Michette, A.G.: Optical systems for soft X-rays

Doporučená literatura:
[2] Attwood, D.: Soft X-rays and extreme ultraviolet radiation

Neuronové sítě a jejich aplikace01NSAP Hakl, Holeňa 3+0 zk - - 4 -
Předmět:Neuronové sítě a jejich aplikace01NSAPIng. Hakl František CSc. / Doc. Ing. RNDr. Holeňa Martin CSc.3+0 ZK-4-
Anotace:Úvod do teorie umělých neuronových sítí, některé důležité druhy neuronových sítí, analýza binárních neuronových sítí pomocí prahových vektorů, vyčíslitelnost tříd Booleovských funkcí neuronovými sítěmi, neuronové sítě z hlediska aproximace funkcí, neuronové sítě z hlediska teorie pravděpodobnosti, numerické vlastnosti vybraných učících algoritmů.
Osnova:Úvod do teorie neuronových sítí, základní modely, analýza binárních neuronových sítí, aproximační možnosti neuronových sítí, Vapnikova-Červoněnkova dimense neuronových sítí, teorie učení a neuronové sítě, numerické aspekty algoritmů učení, aplikace teorie pravděpodobnosti v neuronových sítích, vztah fuzzy množin k neuronovým sítím.
Osnova cvičení:
Cíle:Znalosti:
Seznámit studenty s teoretickými a matematickými základy důležitých typů umělých neuronových sítí.

Schopnosti:
Orientovat se v přednášené problematice a umět ji použít v dalších disciplinách.
Požadavky:
Rozsah práce:
Kličová slova:Architektura neuronové sítě, učení neuronových sítí, důležité druhy neuronových sítí, numerické vlastnosti učících
algoritmů, univerzální aproximační schopnost neuronových sítí, pravděpodobnostní přístup k neuronovým sítím.
Literatura:Povinná literatura:
[1] F. Hakl, M. Holeňa. Úvod do teorie neuronových sítí. Ediční středisko ČVUT, Praha, 1997.
[2] M. Holeňa. Statistické aspekty dobývání znalostí z dat. Učební texty Univerzity Karlovy. Praha, nakladatelsví
Karolinum, 2006.

Doporučená literatura:
[3] H.White. Artificial Neural Networks: Approximation and Learning Theory. Blackwell Publishers, Cambridge, 1992.
[4] Jiří Šíma, Roman Neruda. Teoretické otázky neuronovýh sítí}. MATFYZPRESS, MFF UK Praha, 1996.
[5] Miroslav Šnorek and Marcel Jiřina. Neuronové sítě a neuropočítače, ČVUT, 1996.
[6] Vwani Roychowdhury, Kai-Yeung Siu, Alon Orlitsky. Theoretical Advances in Neural Computation and Learning. Kluwer
Academic Publishers, 1994.

Matematick logika01MLO Cintula 2+0 zk - - 2 -
Předmět:Matematická logika01MLOIng. Cintula Petr Ph.D.----
Anotace:
Osnova:
Osnova cvičení:
Cíle:
Požadavky:
Rozsah práce:
Kličová slova:
Literatura:

Laserové plazma jako zdroj záření a částic12LPZ Nejdl 2+0 zk - - 2 -
Předmět:Laserové plazma jako zdroj záření a částic12LPZIng. Nejdl Jaroslav Ph.D.-2+0 ZK-2
Anotace:Cílem přednášky je seznámit studenty s fyzikálními principy interakce intenzivních laserových svazků s hmotou s důrazem na generaci sekundárních zdrojů záření a urychlených částic a vybrané aplikace těchto zdrojů. Po zavedení základních pojmů a popisu elementární interakce vázaného elektronu s nízkofrekvenčním polem jsou probírány mechanizmy generace vysokých harmonických frekvencí a jednotlivých attosekundových pulzů, plazmové rentgenové lasery a záření horkého plazmatu. Další část přednášek pojednává o metodách generace tvrdého rentgenového záření pomocí relativistických elektronových svazků, principech laserového urychlování elektronů a iontů a vybraných mezioborových aplikacích výše zmíněných zdrojů záření a částic.
Osnova:1. Způsoby generace a matematický popis intenzivních laserových polí.
2. Interakce atomu s nízkofrekvenčním elektromagnetickým polem
3. Specifika laserového plazmatu
4. Generace vysokých harmonických frekvencí
5. Generace jednotlivých attosekundových impulzů
6. Plazmové rentgenové lasery
7. Záření vysokoteplotního plazmatu
8. Urychlení elektronů na laserem generované plazmové vlně
9. Synchrotronní záření
10. Laserem indukované oscilace relativistických elektronových svazků
11. Metody laserového urychlování iontů
12. Mezioborové aplikace intenzivních laserů a sekundárních zdrojů
záření a částic
Osnova cvičení:
Cíle:Znalosti:
Student se seznámí s fyzikálními principy zdrojů krátkovlnného záření a urychlených částicových svazků generovaných pomocí intenzivních laserových impulzů.
Schopnosti:
Prohloubení schopnosti aplikovat dříve získané teoretické základy matematiky a fyziky v komplexnich úlohách problematiky generace sekundárních zdrojů záření a částic.
Požadavky:Úroveň přednášky předpokládá absolvování základního vysokoškolského kurzu matematiky a fyziky a úvod do fyziky plazmatu.
Rozsah práce:
Kličová slova:Laser; plasma; částice; záření
Literatura:Povinná literatura:
N/A

Doporučená literatura:
[1] P. Gibbon: Short Pulse Laser Interactions With Matter: An Introduction, Imperial College Press 2005.
[2] Z. Chang: Fundamentals of Attosecond Optics, CRC Press 2011.
[3] F. Krausz and M. Ivanov, Attosecond physics, Reviews of Modern Physics 81, 2009.
[4] D. Attwood: Soft X-Rays and Extreme Ultraviolet Radiation: Principles and Applications, Cambridge University Press, Cambridge 1999.
[5] P. Jaeglé: Coherent Sources of XUV Radiation: Soft X-Ray Lasers and High-Order Harmonic Generation, Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg-New York 2006.
[6] I. H. Hutchinson: Principles of Plasma Diagnostics. Cambridge University Press 2002.
[7] E. Esarey, C. B. Schroeder, and W. P. Leemans, Physics of laser-driven plasma-based electron accelerators, Rev. Mod. Phys. 81, p. 1229 (2009).
[8] E. L. Saldin, E. A. Schneidmiller, M. V. Yurkov: The Physics of Free Electron Lasers, Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg-New York 2000.
[9] S. Corde et al., Femtosecond X-rays from Laser-Plasma Accelerators, Rev. Mod. Phys. 85, p. 1 (2013).
[10] H. Daido, M. Nishiuchi, and A. Pirozhkov, Review of laser-driven ion sources and their applications, Rep. Prog. Phys. 75, 056401 (2012).