Detail předmětu

Mikroskopie a spektroskopie

FSI-TMKAk. rok: 2021/2022

Úvod do světelné mikroskopie (historický přehled doplněný o podstatné poznatky geometrické a vlnové optiky, konstrukce světelného mikroskopu, základní techniky světelné mikroskopie a praktické poznatky), teoretický popis zobrazení (vlnová teorie zobrazení vycházející z Abbeovy teorie), konfokální mikroskopie (princip, konstrukce zařízení, vlastnosti zobrazení), fluorescenční mikroskopie (princip, konstrukce zařízení, vlastnosti zobrazení), interferenční a holografická mikroskopie (princip, konstrukce zařízení, vlastnosti zobrazení), spektroskopické metody, rentgenová fotoelektronová spektroskopie (XPS, princip, konstrukce zařízení, parametry), hmotová spektroskopie sekundárních iontů (SIMS, princip, konstrukce zařízení, parametry), spektroskopie rozptýlených iontů s nízkou energií (LEIS, princip, konstrukce zařízení, parametry).
V laboratořích probíhají demonstrační a praktická cvičení ze světelné mikroskopie a spektroskopie a z částicové spektroskopie.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

Ing. Daniel Zicha, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav fyzikálního inženýrství (ÚFI)

Výsledky učení předmětu

Studenti získají vědomosti o historii a moderních technikách a přístupech v oboru světelné mikroskopie a spektroskopie a částicové spektroskopie a základní praktické dovednosti při práci s příslušnými přístroji. Mimo jiné jim to usnadní orientaci při výběru tématu závěrečné práce (diplomové či doktorské).

Prerekvizity

Základní kurz fyziky, kvantová fyzika, fyzika pevných látek, povrchy a tenké vrstvy, geometrická a vlnová optika.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Výuka je doplněna laboratorním cvičením.

Způsob a kritéria hodnocení

Student bude hodnocen na základě jeho výsledku v písemné a ústní části zkoušky.

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty se základními principy a technikami světelné mikroskopie a spektroskopie a částicové spektroskopie a umožnit jim praktické seznámení s příslušnými přístroji.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Přítomnost je sledována vyučujícím. Toleruje se 25% absence ve výuce.

Základní literatura

H. Friedrich: Scattering Theory. Springer, Heidelberg, New York, Dordrecht, London 2013. (EN)
A. R. Hibbs: Confocal Microscopy for Biologists. Springer, 2004.
D. B. Murphy, M.W. Davidson: Fundamentals of light microscopy and electronic imaging. Wiley‐Blackwell 2012. (EN)
E. Keprt: Teorie optických přístrojů 2, Teorie a konstrukce mikroskopu, SPN, Praha 1966. (CS)
H. Kuzmany: Solid-state spectroscopy. Springer, 2009. (EN)
Internetové zdroje: http://micro.magnet.fsu.edu/primer http://microscopyu.com (EN)
R. Chmelík: Materiály do praktika předmětu Mikroskopie a spektroskopie. Elektronický studijní text, Brno, 2014. (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-FIN-P magisterský navazující 2 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program M2A-P magisterský navazující

    obor M-PMO , 2 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Stanislav Průša, Ph.D.
Ing. Hana Uhlířová, Ph.D.
prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D.
doc. Ing. Petr Bábor, Ph.D.
prof. RNDr. Josef Humlíček, CSc.
Ing. Zbyněk Dostál, Ph.D.
prof. Ing. Jan Čechal, Ph.D.
Mgr. Ota Samek, Ph.D.
prof. RNDr. Michal Kozubek, Ph.D.
doc. Ing. Pavel Pořízka, Ph.D.
Ing. Daniel Zicha, CSc.

Osnova

Úvod do mikroskopie
Teorie zobrazení
Konfokální mikroskopie
Fluorescenční mikroskopie
Interferenční a holografická mikroskopie
Spektroskopické metody
Rentgenová fotoelektronová spektroskopie (XPS)
Hmotnostní spektroskopie sekundárních iontů (SIMS)
Spektroskopie rozptýlených iontů s nízkou energií (LEIS)

Laboratorní cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Michal Kozubek, Ph.D.
prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D.
prof. Ing. Jan Čechal, Ph.D.
Ing. Daniel Zicha, CSc.
doc. Ing. Stanislav Průša, Ph.D.
doc. Ing. Petr Bábor, Ph.D.
doc. Ing. Pavel Pořízka, Ph.D.
Mgr. Ota Samek, Ph.D.
Ing. Hana Uhlířová, Ph.D.
prof. RNDr. Josef Humlíček, CSc.
Ing. Zbyněk Dostál, Ph.D.

Osnova

Výpočty podpůrných teoretických příkladů probíhají po celý semestr. Demonstrační a praktická cvičení v laboratoři optické mikroskopie, v laboratoři povrchů a tenkých vrstev.