Akademický rok 2022/2023 |
Garant: | prof. RNDr. Petr Dub, CSc. | |||
Garantující pracoviště: | ÚFI | |||
Jazyk výuky: | čeština | |||
Cíle předmětu: | ||||
Kurz seznamuje studenty se základními směry vývoje moderní fyziky tak, aby byli schopni porozumět makroskopickým principům používaným v oblasti moderních materiálových technologií. | ||||
Výstupy studia a kompetence: | ||||
Absolvent kursu získá schopnost orientovat se v problematice fyzikálních vlastností materiálů. | ||||
Prerekvizity: | ||||
Znalosti z oblasti fyziky pevných látek. | ||||
Obsah předmětu (anotace): | ||||
Předmět navazuje na předmět Fyzika pevných látek a prohlubuje znalosti o elastických, tepelných, elektrických, optických a magnetických vlastnostech pevných látek. Pestrost fyzikálních vlastností zejména krystalů, amorfních látek a skel je ukázána na řadě konkrétních materiálů důležitých pro aplikace. Jsou uvedeny moderní struktury jako nízkorozměrné heterostruktury, nanostrukturní metamateriály, vysokoteplotní supravodiče či grafén a jsou vyloženy jejich neobvyklé vlastnosti. Pro snadnější pochopení problematiky studovaných objektů se volí jednoduché fyzikální modely umožňující výpočty některých základních parametrů a charakteristik pevných látek. | ||||
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: | ||||
Podmínky udělení zápočtu: aktivní účast ve cvičení. Zkouška je písemná a ústní. |
||||
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky: | ||||
Účast ve cvičení dle rozvrhu je kontrolována vyučujícím. Způsob náhrady zmeškané výuky stanoví vyučující. | ||||
Typ (způsob) výuky: | ||||
Přednáška | 13 × 2 hod. | nepovinná | ||
Cvičení | 13 × 2 hod. | povinná | ||
Osnova: | ||||
Přednáška | I. Vazba v pevných látkách, elastické a tepelné vlastnosti materiálů. Typy vazeb, kohezní energie, izotropní a neizotropní elastické vlastnosti, tepelné vlastnosti, fázové přechody. II. Elektrické vlastnosti materiálů. Elektrická vodivost kovů a polovodičů, amorfní polovodiče, polymery, izolátory, polarizovatelnost, feroelektrika a piezoelektrika. III. Optické vlastnosti materiálů. Optická odezva materiálů, rovinná vlna v materiálu, elektromagnetická vlna v materiálu a na rozhraní, Kramersovy-Kronigovy relace, absorpce mřížky, odezva volných nositelů náboje, optická odezva vázaných elektronů, propustná oblast – oblast mezi kmity mříže a elektronovou absorpcí, optická odezva v rentgenové oblasti IV. Magnetické vlastností materiálů. Diamagnetika, paramagnetika, interakce magnetických momentů, feromagnetika, antiferomagnetika a feromagnetika, elektrická vodivost v magnetickém poli. V. Supravodiče a grafén. Supravodivost. Materiály s lineární elektronovou disperzí. VI. Metamateriály. |
|||
Cvičení | Ve cvičení jsou probírány z elektronického studijního materiálu uvedeného v základní literatuře a rozvíjejí témata probíraná na přednášce. | |||
Literatura - základní: | ||||
1. S. J. BLUNDELL: Magnetism in condensed matter. Oxford University Press 2001. | ||||
2. A. M. FOX: Optical properties of solids. Oxford University Press 2002. | ||||
3. J. SINGLETON: Band theory and electronic properties of solids. Oxford University Press 2004. | ||||
4. Humlíček J.: Optické vlastnosti pevných látek, skriptum MU Brno | ||||
5. CH. KITTEL: Úvod do fyziky pevných látek. Academia, Praha 1985. | ||||
Literatura - doporučená: | ||||
1. CH. KITTEL: Úvod do fyziky pevných látek. Academia, Praha 1985. | ||||
2. S. J. BLUNDELL: Magnetism in condensed matter. Oxford University Press 2001. | ||||
3. A. M. FOX: Optical properties of solids. Oxford University Press 2002. | ||||
4. J. SINGLETON: Band theory and electronic properties of solids. Oxford University Press 2004. | ||||
5. O. CAHA: Příklady a úlohy k předmětu Fyzikální vlastnosti materiálů. Elektronický studijní materiál, Brno 2014. |
Zařazení předmětu ve studijních programech: | |||||||||
Program | Forma | Obor | Spec. | Typ ukončení | Kredity | Povinnost | St. | Roč. | Semestr |
CŽV | prezenční studium | CZV Základy strojního inženýrství | -- | zá,zk | 6 | Povinný | 1 | 1 | Z |
N-FIN-P | prezenční studium | --- bez specializace | -- | zá,zk | 6 | Povinný | 2 | 1 | Z |
Vysoké učení technické v Brně
Fakulta strojního inženýrství
Technická 2896/2,
616 69 Brno
IČ 00216305
DIČ CZ00216305
+420 541 141 111
+420 726 811 111 – GSM O2
+420 604 071 111 – GSM T-mobile