Fyzika pevných fází (FSI-WFF)

Akademický rok 2024/2025
Garant: prof. Mgr. Miroslav Černý, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚFI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Typ předmětu: oborový předmět
Cíle předmětu:

Cílem je studia tohoto předmětu je objasnění fyzikální podstaty jevů probíhajících na atomární úrovni v substruktuře materiálů s návazností na vlastnosti pevných látek.
Dalším cílem je poskytnutí poznatků o vybraných experimentálních metodách užívaných při studiu materiálů.
Student získá potřebné znalosti v oblasti fyziky pevných látek, které mu umožní pochopení celé řady jevů a procesů probíhajících v technických materiálech.

Výstupy studia a kompetence:
 
Prerekvizity:

Předmět navazuje na znalosti z oblasti chemie a fyziky materiálů, termodynamiky a krystalické i nekrystalické stavby pevných látek.

Obsah předmětu (anotace):
 
Metody vyučování:
 
Způsob a kritéria hodnocení:

Hodnocení studenta bude zohledňovat i jeho práci ve cvičeních. Při zkoušce prokáže student znalosti písemnou formou a dílčí doplnění pak v ústní části zkoušky. Výsledná klasifikace zahrnuje: hodnocení vyučujícím ze cvičení, výsledek písemné zkoušky a ústního pohovoru.
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.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
 
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. nepovinná                  
    Cvičení  13 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška

  • struktura krystalických látek (krystalové symetrie, Millerovy indexy, Wigner–Seitzova buňka)

  • difrakce na krystalové mřížce (reciproký prostor, Brillouinova zóna)

  • kmity mřížky (jednoatomový lineární model, kvantování kmitů, fonony, anharmonické kmity)

  • tepelné vlastnosti pevných látek (modely měrného tepla, tepelná roztažnost, tepelná vodivost)

  • fyzika mikrosvěta (úvod do kvantové fyziky)

  • elektronová teorie pevných látek (teorie volných elektronů, pásová teorie pevných látek, elektrická vodivost kovů,  polovodiče, izolanty, polovodiče)

  • elektrony v praxi (princip STM a AFM)

  • sekundární elektronové emise (Augerova spektroskopie)

  • magnetické vlastnosti látek

    Cvičení

  • Krystalová struktura

  • Vazby mezi atomy

  • Kmity atomů, molekul, krystalické mřížky

  • Šíření zvuku v látkách

  • Tepelná kapacita a roztažnost

  • Tepelná a elektrická vodivost

Literatura - základní:
1. Kittel,C:  Kittel′s Introduction to Solid State Physics 8th Edition, Wiley, 2018 
2. Kraus I., Fiala J., Elementární fyzika pevných látek, Eidos, 2016 
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.
6. Dekker, A.J.: Fyzika pevných látek, Academia, Praha,1966
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
N-MTI-P prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 6 Povinný 2 1 Z
C-AKR-P prezenční studium CZS Předměty zimního semestru -- zá,zk 6 Volitelný 1 1 Z