Detail předmětu

Fyzika pevných fází

FSI-WFFAk. rok: 2021/2022

Fyzikální metalurgie z hlediska atomové teorie. Kmity mřížky.Tepelné vlastnosti pevných látek. Elektronová teorie pevných látek. Sekundární elektronová emise. Magnetické vlastnosti látek.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

prof. Mgr. Miroslav Černý, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav fyzikálního inženýrství (ÚFI)

Výsledky učení předmětu

Student získá potřebné znalosti v oblasti fyzikální metalurgie pevných látek a umožní mu pochopení celé řady jevů v materiálové oblasti . Tyto znalosti z oblasti moderní fyziky mu umožní pochopit celou řadu procesů probíhajících v technických materiálech.

Prerekvizity

Předmět navazuje na znalosti z oblasti atomové a kvantové fyziky, chemické termodynamiky a krystalické i nekrystalické stavby pevných látek.

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

Hodnocení studenta bude zohledňovat jeho práci ve cvičeních, odevzdání protokolů na odpovídající věcné i grafické úrovni. Při zkoušce prokáže student znalosti písemnou formou a dílčí doplnění pak v ústní části zkoušky. Výsledná klasifikace zahrnuje: hodnocení vyučujícím z laboratorních cvičení včetně protokolů, výsledek písemné zkoušky a ústního pohovoru.

Učební cíle

Cílem je studia tohoto předmětu je objasnění fyzikální podstaty jevů probíhajících v substruktuře materiálů s návazností na vlastnost pevných látek.
Získané znalosti jsou fyzikálním podkladem pro posouzení ovlivňování vlastností látek při použití jednotlivých zpracovatelských technologií. Úkolem je poskytnutí poznatků o vybraných experimentálních metodách užívaných při studiu materiálů.

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

Přítomnost na cvičeních je povinná a je sledována vyučujícím. Neúčast musí byt řádně omluvena. Způsob nahrazení výuky bude stanovena vyučujícím na základě rozsahu i obsahu i výuky, která byla zameškána.

Základní literatura

Kittel,C:  Kittel′s Introduction to Solid State Physics 8th Edition, Wiley, 2018  (EN)

Doporučená literatura

Kratochvíl,P., Lukáč,P., Sprášil,B. Úvod do fyziky kovů, SNTL – Alfa Praha, 1987
Ptáček L. a kol.: Nauka o materiálu I a II, CERM Brno 2001,2002
Smallmen,R.E.: Modern physical metallurgy and materials engine, 1999
Zangvill, A.: Physics at surfaces. 1st pub.Cambridge, 1988,XIII.,ISBN 0-521-34752-1.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-MTI-P magisterský navazující 1 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Jaroslav Fiala, CSc.

Osnova

Fyzikální metalurgie z hlediska atomové teorie
- kmity mřížky (jednoatomového lineárního modelu, kvantování kmitů, kmity s bází dvou atomů, anharmonické kmity) - 8 hodin
- tepelné vlastnosti pevných látek (Debyeuv model měrného tepla, tepelná roztažnost, tepelná vodivost) – 6 hodin
- elektronová teorie pevných látek (teorie volných elektronů, pásová teorie pevných látek, elektrická vodivost kovů, rozdělení elektronů v polovodičích a izolátorech, polovodiče, p-n přechod) – 6 hodin
- sekundární elektronové emise – 2 hodiny
- magnetické vlastnosti látek – 4 hodiny

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Pavel Šandera, CSc.

Osnova

Šíření zvuku v látkách 1. až 3. cvičení
Tepelná roztažnost, dilatometrie 7. až 8. cvičení
Potenciometrie 9. až 10. cvičení
Metody měření magnetických vlastností látek 11. až 13. cvičení