Úvod do fyzikálního inženýrství a nanověd (FSI-TUN)

Akademický rok 2023/2024
Garant: prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚFI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Vytvořit ucelený přehled o současných základních tématech fyzikálního inženýrství se zvláštním zřetelem na nanotechnologie, informovat studenty o odborných problémech, na jejichž řešení je Ústav fyzikálního inženýrství zaměřen a vytvořit motivaci pro výběr vhodně orientovaných studijních a tvůrčích aktivit.
Výstupy studia a kompetence:
Výstupem studia je získání základních fyzikálních znalostí potřebných k pochopení struktury pevných látek, interakce svazků elektromagnetického záření nebo nabitých částic s látkou, funkce zdrojů a detektorů těchto svazků.
Prerekvizity:
Středoškolské znalosti z geometrické a vlnové optiky a z fyziky pevných látek.
Obsah předmětu (anotace):
Výklad fyzikálních principů klasické a holografické mikroskopie a mikroskopie založené na tunelovém jevu; poznání těchto zařízení. Interakce záření s látkou. Zdroje a detektory světla a svazků nabitých částic.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.
Způsob a kritéria hodnocení:
Hodnocení studenta bude zohledňovat jeho práci ve cvičení a výsledky diskuze nad zadanými tématy při kolokviu (k přípravě povoleny poznámky z přednášek).

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Přítomnost na cvičení je povinná a je sledována vyučujícím. Způsob nahrazení zmeškané výuky ve cvičení bude stanovena vyučujícím na základě rozsahu a obsahu zmeškané výuky.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 1 hod. nepovinná                  
    Cvičení  6 × 1 hod. povinná                  
    Cvičení s počítačovou podporou  7 × 1 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška Základní zákonitosti šíření světla. Principy optického zobrazení.
Základní optické přístroje: lupa, mikroskop, dalekohled.
Zdroje a detektory světla. Lasery.
Interference světla. Difrakce světla. Fyzikální princip holografie.
Konfokální mikroskopie. Laserová spektroskopie.
Struktura látek. Zdroje a detektory elektronových a iontových svazků.
Metody a zařízení pro analýzu vlastností povrchů a složených struktur.
Informace o principu fotonového a elektronového tunelového mikroskopu a jejich požití jako analytické nástroje, umožňující nejenom měření, ale i interakci s látkami na atomární úrovni a změnu fyzikálně-chemických vlastností těchto látek.
Praktické seznámení s nejmodernějšími zařízeními z této oblasti v laboratořích.
    Cvičení Výpočty podpůrných teoretických příkladů, praktické demonstrace a vyzkoušení probíhají po celý semestr.
    Cvičení s počítačovou podporou Viz cvičení.
Literatura - základní:
1. HALLIDAY, D., RESNICK, R. and WALKER, J.: Fyzika. Brno: VUTIUM, 2001.
2. SALEH, B.E.A., TEICH, M.V.C.: Fundamentals of Photonics. New York: Wiley, 1991. 966 p. (Český překlad: Základy fotoniky. Praha: MATFYZPRESS, 1996. 1055 p.)
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
B-FIN-P prezenční studium --- bez specializace -- kol 2 Povinný 1 1 Z