Fyzika pevných fází (FSI-WFF)

Akademický rok 2022/2023
Garant: prof. Mgr. Miroslav Černý, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚFI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Cílem je studia tohoto předmětu je objasnění fyzikální podstaty jevů probíhajících v substruktuře materiálů s návazností na vlastnost pevných látek.
Získané znalosti jsou fyzikálním podkladem pro posouzení ovlivňování vlastností látek při použití jednotlivých zpracovatelských technologií. Úkolem je poskytnutí poznatků o vybraných experimentálních metodách užívaných při studiu materiálů.
Výstupy studia a kompetence:
Student získá potřebné znalosti v oblasti fyzikální metalurgie pevných látek a umožní mu pochopení celé řady jevů v materiálové oblasti . Tyto znalosti z oblasti moderní fyziky mu umožní pochopit celou řadu procesů probíhajících v technických materiálech.
Prerekvizity:
Předmět navazuje na znalosti z oblasti atomové a kvantové fyziky, chemické termodynamiky a krystalické i nekrystalické stavby pevných látek.
Obsah předmětu (anotace):
Fyzikální metalurgie z hlediska atomové teorie. Kmity mřížky.Tepelné vlastnosti pevných látek. Elektronová teorie pevných látek. Sekundární elektronová emise. Magnetické vlastnosti látek.
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:
Hodnocení studenta bude zohledňovat jeho práci ve cvičeních, odevzdání protokolů na odpovídající věcné i grafické úrovni. Při zkoušce prokáže student znalosti písemnou formou a dílčí doplnění pak v ústní části zkoušky. Výsledná klasifikace zahrnuje: hodnocení vyučujícím z laboratorních cvičení včetně protokolů, výsledek písemné zkoušky a ústního pohovoru.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
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.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. nepovinná                  
    Laboratorní cvičení  13 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška Fyzikální metalurgie z hlediska atomové teorie
- kmity mřížky (jednoatomového lineárního modelu, kvantování kmitů, kmity s bází dvou atomů, anharmonické kmity) - 8 hodin
- tepelné vlastnosti pevných látek (Debyeuv model měrného tepla, tepelná roztažnost, tepelná vodivost) – 6 hodin
- elektronová teorie pevných látek (teorie volných elektronů, pásová teorie pevných látek, elektrická vodivost kovů, rozdělení elektronů v polovodičích a izolátorech, polovodiče, p-n přechod) – 6 hodin
- sekundární elektronové emise – 2 hodiny
- magnetické vlastnosti látek – 4 hodiny
    Laboratorní cvičení Šíření zvuku v látkách 1. až 3. cvičení
Tepelná roztažnost, dilatometrie 7. až 8. cvičení
Potenciometrie 9. až 10. cvičení
Metody měření magnetických vlastností látek 11. až 13. cvičení
Literatura - základní:
1. Kittel,C:  Kittel′s Introduction to Solid State Physics 8th Edition, Wiley, 2018 
Literatura - doporučená:
1. Smallmen,R.E.: Modern physical metallurgy and materials engine, 1999
2. Ptáček L. a kol.: Nauka o materiálu I a II, CERM Brno 2001,2002
3. Kratochvíl,P., Lukáč,P., Sprášil,B. Úvod do fyziky kovů, SNTL – Alfa Praha, 1987
4. Zangvill, A.: Physics at surfaces. 1st pub.Cambridge, 1988,XIII.,ISBN 0-521-34752-1.
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-MTI-P prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 6 Povinný 2 1 Z