Fyzika a technika vakua (FSI-TTV)

Akademický rok 1999/2000
Garant: prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚFI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Cílem kursu je zprostředkování základního vhledu do fyziky vakua tak,
aby byl student schopen po absolvování kursu samostatně navrhovat
jednoduché vakuové systémy a pracovat samostatně s jednoduchými
technologickými aparaturami využívajících k výrobě tenkých vrstev různé
stupně vakua.
Výstupy studia a kompetence:
Student by měl být po absolvování kursu schopen a navrhnout a spočítat
jednoduchou UHV soustavu (rychlost čerpání, odplyňování stěn komory,
volba materiálů a těsnění apod. vzhledem k zamýšlenému použití).
Měl by též sám být schopen vyhledání netěsností vakuových aparatur a
aktivního osvojení základních technologií využívajících k depozici
tenkých vrstev vakuových systémů.
Prerekvizity:
 
Obsah předmětu (anotace):
Předmět je věnován problematice fyzikálních procesů ve vakuu, měření
vakua, technice získávání vakua, materiálům vhodným pro konstrukci
vakuových systémů a základním stavebním komponentům vakuových
systémů.
Metody vyučování:
 
Způsob a kritéria hodnocení:
K získání zápočtu je student povinen absolvovat alespoň 80 procent
cvičení a spočítat samostatně tam zadané příklady. Účast na
přednáškách je nepovinná. U zkoušky budou požadovány znalosti v
rozsahu cvičení a přednášek - skládá se z písemné a ústní části, u
písemné části je povolena vlastní literatura (poznámky z přednášek i
cvičení, doporučená lireratura apod.).
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
 
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  14 × 2 hod. nepovinná                  
    Cvičení odborného základu  11 × 1 hod. povinná                  
    Cvičení na počítači  3 × 1 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1) Vakuum. Definice a klasifikace vakua. Klíčové pojmy. Historický vývoj.
Význam a využití. Literární zdroje.
2), 3) Kinetická teorie plynů. Základní vlastnosti plynů. Maxwellovo
rozdělení rychlostí molekul. Tlak plynu. Střední volná dráha. Zákony
kinetické teorie plynů.
4) Fyzikální procesy probíhající ve vakuových systémech.
Efúze, difúze, přenos tepla a impulsu.
5), 6) Proudění plynu. Adsorpce a desorpce. Rozpouštění a pronikání.
Vypařování a kondenzace. Ionizace plynu. Interakce elektronů a iontů s
pevným povrchem.
7), 8) Metody získávání vakua. Čerpací rychlost. Čerpání vakuového
systému. Rotační a sorpční vývěvy. Difúzní vývěvy. Turbomolekulární
vývěvy. Iontové vývěvy. Kryogenní vývěvy.
9) Měření vakua. Absolutní a nepřímé měřicí metody.
Vakuometr McLeodův, membránový a s rotující kuličkou.
Piraniho, Penningův a ionizační vakuometr. Kvadrupólový spektrometr.
10) Komponenty vakuových aparatur.
Materiály pro vakuové aparatury. Ventily a kohouty. Příruby a těsnění.
Elektrické průchodky. Přenos pohybu do vakua. Vakuové aparatury.
11), 12) Výpočet vakuového systému. Návrh vakuové aparatury.
Hledání netěsností. Odplyňování.
13), 14) Praktické poznámky. Exkurze do laboratoře povrchů a tenkých
vrstev, místnost 518, bud. A2, ÚFI FS VUT Brno - využití vakua ve vědě
a průmyslu.
    Cvičení odborného základu Příklady počítané ve cvičení budou vycházet z potřeb přednášek (viz
např. doporučená literatura pro studenty Lukáč, P.: Sbierka príkladov z
vákuovej fyziky.)
    Cvičení na počítači Viz osnova cvičení základní.
Literatura - základní:
1. Weissler, G. L. - Carlsson, R. W.: Vacuum Physics and Technology
2. Groszkowski, J.: Fyzika a technika vakua
3. Roth, A.: Vacum Technology
Literatura - doporučená:
1. Pátý, L.: Fyzika nízkých tlaků
2. Lukáč, P.: Netesnosti vákuových systémov
3. Lukáč, P.: Sbierka príkladov z vákuovej fyziky
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
M2301-5 prezenční studium Fyzikální inženýrství -- zá,zk 3 Povinný 1 3 Z