Ústav fyzikálního inženýrství

Ústav fyzikálního inženýrství se podle současného zaměření pedagogické a odborné práce dělí na následující odbory:

Ústav fyzikálního inženýrství je vědecko-pedagogické pracoviště, jehož posláním je spoluvytvářet teoretický základ vzdělání budoucích strojních inženýrů. Podílí se i na specializované výuce, která vychází z rozsáhlé a respektované vědecké činnosti.

Pedagogický profil

Ústav fyzikálního inženýrství zajištuje výuku základních kurzů fyziky pro všechny obory bakalářských a magisterských studijních programů Fakulty strojního inženýrství.

Ústav také organizuje a zabezpečuje bakalářské a magisterské studium oboru Fyzikální inženýrství ve studijním programu Aplikované vědy v inženýrství. Studium je zaměřeno tak, aby jeho absolventi byli schopni rozvíjet nové fyzikální technologie a aktivně působit v hraničních oblastech některých mezioborových disciplín. V současné době je pedagogická a tvůrčí činnost ústavu rozvíjena především v oblastech souvisejících s inženýrskou optikou, fyzikou tenkých vrstev a povrchů, mikromechanikou materiálu a technickou akustikou.

Absolventum bakalářského studijního programu Strojírenství ústav nabízí možnost magisterského studia oboru Přesná mechanika a optika. Obor je obsahově zaměřen na konstrukci optických zařízení a na aplikace optiky a optických měřicích metod a přístrojů v ruzných oblastech vědecké a technické činnosti.

Vzhledem ke kvalitnímu personálnímu obsazení ústavu a velmi dobrému experimentálnímu vybavení je ústav spolugarantem a školicím pracovištem doktorského studijního programu Fyzikální a materiálové inženýrství.

Vědecký profil

Vědecká činnost Ústavu fyzikálního inženýrství je zaměřena jak do oblastí teoretické fyziky, tak i do oblastí experimentální fyziky. Vždy ale tak, že výsledky vědecké práce mají aplikační charakter a jejich využití směřuje k interdisciplinárním oborům. Takové působení fyziků na Fakultě strojního inženýrství odpovídá potřebám inženýrské praxe. Jejich teoretické znalosti i vybavení experimentálních pracovišt jsou základním předpokladem pro kvalifikovanou spolupráci. Jsou zázemím pro fyzikálně orientované studenty inženýrství, ale i pro studenty jiných oborů ke konsultacím odborných problémů v souvislosti s řešením projektů nebo diplomových prací. Možnosti a rozsah odborné činnosti ukazuje výběr problémů a témat projektů, které byly nebo jsou řešeny v jednotlivých odborech:

Optická tomografie. Holografická a konfokální mikroskopie. Klasická a holografická interferometrie. Optická difrakce a optické zpracování obrazu. Bezkontaktní měření kvality povrchu. Laserové ablace a laserová spektroskopie.

Leptání a modifikace povrchu tenkých vrstev pevných látek širokými iontovými svazky. Vývoj a aplikace ultravakuového zařízení pro přímou depozici ultratenkých vrstev fokusovaným iontovým svazkem. In-situ analýza povrchů a deponovaných vrstev. Propracování metodik případně konstrukce zařízení: spektroskopie energie nízkoenergiových iontů (TOF LEIS), hmotnostní spektroskopie sekundárních iontů (SIMS), spektroskopie fotoelektronů vybuzených rentgenovým zářením (XPS), mikroskopie povrchů metodou (STM/AFM) v podmínkách ultravakua, určování struktury povrchů difrakcí pomalých elektronů (LEED). Příprava a zkoumání nanostruktur metodou STM/AFM.

Mechanické vlastnosti a struktura materiálu. Kvantově mechanické přístupy ke stanovení elastických a magentických vlastností krystalů. Životnost materiálů a součástí při víceosém únavovém namáhání. Kvantitativní fraktografie stereogrammetrickými metodami. Chování trhlin/mikrotrhlin ve vybraných kompozitech s křehkou matricí. Analýza lomu podél segregovaných hranic zrn v bikrystalech a polykrystalech. Informační systém pro výzkum a vývoj materiálů a technologií v ČR.

Metodiky měření a snižování hluku v životním prostředí. Studium akustických vlastností recyklovaných materiálů na bázi polymerních odpadů. Návrh predikčního analytického modelu pro výpočet stupně vzduchové nepruzvučnosti.

Odborná spolupráce

O aktuálnosti a významu řešené problematiky svědčí poměrně rozsáhlá spolupráce se zahraničními vysokoškolskými pracovišti. Je dokladována řadou publikací, které vznikly jako výsledek řešení společných projektů vědecko-pedagogických pracovníků Ústavu fyzikálního inženýrství se zahraničními partnery. Velmi významným důsledkem dlouholeté zahraniční spolupráce je stálá existence zahraničních projektů (programy ERASMUS, KONTAKT aj.), které umožňují studentům absolvovat část magisterského studijního programu v zahraničí nebo řešit část tématu disertace doktorského studijního programu na zahraničních vysokých školách. Tyto pobyty vedou k posílení samostatnosti studentů v přístupu k řešení zadaných problémů a k získání zkušeností při práci se špičkovými experimentálními zařízeními. To všechno vede ke konkurenceschopnosti a úspěšnosti absolventů oboru Fyzikální inženýrství a Přesná mechanika a optika magisterského studijního programu Aplikované vědy v inženýrství a doktorského studijního programu Fyzikální inženýrství a materiálové inženýrství.

Pravidelná zahraniční spolupráce je udržována s těmito institucemi:

University of Salford, Great Britain; University of Wales, Swansea, Great Britain; R&D Department Sellafield, Great Britain; Aston University, Great Britain; Eindhoven University of Technology, the Netherlands; Towson State University in Maryland, USA; Research Institute on Electromagnetic Waves of the National Research Council ill Florence, Italy; University of Bari, Italy; Politecnico di Torino, Italy; Warsaw University of Technology, Poland; University