Detail předmětu

Fyzika pevných fází

FSI-WFFAk. rok: 2024/2025

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)

Vstupní znalosti

Předmět navazuje na znalosti z oblasti chemie a fyziky materiálů, termodynamiky a krystalické i nekrystalické stavby pevných látek.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Hodnocení studenta bude zohledňovat i jeho práci ve cvičeních. Při zkoušce prokáže student znalosti písemnou formou a dílčí doplnění pak v ústní části zkoušky. Výsledná klasifikace zahrnuje: hodnocení vyučujícím ze cvičení, výsledek písemné zkoušky a ústního pohovoru.
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.

Učební cíle

Cílem je studia tohoto předmětu je objasnění fyzikální podstaty jevů probíhajících na atomární úrovni v substruktuře materiálů s návazností na vlastnosti pevných látek.
Dalším cílem je poskytnutí poznatků o vybraných experimentálních metodách užívaných při studiu materiálů.
Student získá potřebné znalosti v oblasti fyziky pevných látek, které mu umožní pochopení celé řady jevů a procesů probíhajících v technických materiálech.

Základní literatura

Kittel,C:  Kittel′s Introduction to Solid State Physics 8th Edition, Wiley, 2018  (EN)
Kraus I., Fiala J., Elementární fyzika pevných látek, Eidos, 2016  (CS)

Doporučená literatura

Smallmen,R.E.: Modern physical metallurgy and materials engine, 1999
Ptáček L. a kol.: Nauka o materiálu I a II, CERM Brno 2001,2002
Kratochvíl,P., Lukáč,P., Sprášil,B. Úvod do fyziky kovů, SNTL – Alfa Praha, 1987
Zangvill, A.: Physics at surfaces. 1st pub.Cambridge, 1988,XIII.,ISBN 0-521-34752-1.
Dekker, A.J.: Fyzika pevných látek, Academia, Praha,1966 (CS)

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. Mgr. Miroslav Černý, Ph.D.

Osnova

  • struktura krystalických látek (krystalové symetrie, Millerovy indexy, Wigner–Seitzova buňka)
  • difrakce na krystalové mřížce (reciproký prostor, Brillouinova zóna)
  • kmity mřížky (jednoatomový lineární model, kvantování kmitů, fonony, anharmonické kmity)
  • tepelné vlastnosti pevných látek (modely měrného tepla, tepelná roztažnost, tepelná vodivost)
  • fyzika mikrosvěta (úvod do kvantové fyziky)
  • elektronová teorie pevných látek (teorie volných elektronů, pásová teorie pevných látek, elektrická vodivost kovů,  polovodiče, izolanty, polovodiče)
  • elektrony v praxi (princip STM a AFM)
  • sekundární elektronové emise (Augerova spektroskopie)
  • magnetické vlastnosti látek

Cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Mgr. Miroslav Černý, Ph.D.

Osnova

  • Krystalová struktura
  • Vazby mezi atomy
  • Kmity atomů, molekul, krystalické mřížky
  • Šíření zvuku v látkách
  • Tepelná kapacita a roztažnost
  • Tepelná a elektrická vodivost