Optická mikroskopie a spektroskopie (FSI-TMK)

Akademický rok 2023/2024
Garant: doc. Ing. Daniel Zicha, CSc.  
Garantující pracoviště: ÚFI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
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.
Výstupy studia a kompetence:
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.
Obsah předmětu (anotace):

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, metody), 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.
Metody vyučování:
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.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Přítomnost je sledována vyučujícím. Toleruje se 25% absence ve výuce.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. nepovinná                  
    Laboratorní cvičení  13 × 1 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 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 Výpočty podpůrných teoretických příkladů probíhají po celý semestr. Demonstrační a praktická cvičení v laboratoři optické mikroskopie, v laboratoři povrchů a tenkých vrstev.
Literatura - základní:
1. D. B. Murphy, M.W. Davidson: Fundamentals of light microscopy and electronic imaging. Wiley‐Blackwell 2012.
2. A. R. Hibbs: Confocal Microscopy for Biologists. Springer, 2004.
3. H. Kuzmany: Solid-state spectroscopy. Springer, 2009.
4. H. Friedrich: Scattering Theory. Springer, Heidelberg, New York, Dordrecht, London 2013.
5. R. Chmelík: Materiály do praktika předmětu Mikroskopie a spektroskopie. Elektronický studijní text, Brno, 2014.
6. E. Keprt: Teorie optických přístrojů 2, Teorie a konstrukce mikroskopu, SPN, Praha 1966.
7. Internetové zdroje: http://micro.magnet.fsu.edu/primer http://microscopyu.com
Literatura - elektronická:
1. http://micro.magnet.fsu.edu/primer
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
N-PMO-P prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 5 Povinný 2 2 Z
N-FIN-P prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 5 Povinný 2 2 Z