Studijní předměty

Předmět: Elektřina a magnetismus

Katedra/Zkratka: KEF/EMGU

Rok: 2016 2017

Garant: 'doc. RNDr. Roman Kubínek, CSc.'

Anotace: Hlavním výukovým cílem tohoto modulu je pochopení elektrických a magnetických jevů a jejich vzájemné souvislosti. Důležité budou rovněž jejich aplikace v ostatních fyzikálních disciplínách v podobě jediného elektromagnetického pole nebo dílčích elektrických a magnetických jevů. Studenti by rovněž měli být schopni porozumět mezipředmětovým vazbám, zejména na chemii a biologii.

Přehled látky:
Obsah přednášky: 1. Elektrostatické pole ve vakuu - základní pojmy a zákony. 2. Elektrostatické pole v dielektriku - polarizace dielektrika, vektor polarizace, dielektrická susceptibilita a relativní permitivita. Vektor elektrické indukce, dielektrické materiály a jejich využití. Energie elektrostatického pole. 3. Stacionární elektrické pole - ustálený elektrický proud. Vedení elektrického proudu v polovodičích, ve vakuu, v plynech a v elektrolytech. 4. Stacionární magnetické pole - základní magnetické jevy. 5. Magnetické pole v látkovém prostředí - látky diamagnetické, paramagnetické a feromagnetické. Magnetické obvody. 6. Nestacionární elektromagnetické pole. 7. Základní charakteristiky střídavého proudu a napětí . 8. Elektrické stroje - transformátory, generátory a elektromotory. Třífázový elektrický proud, točivé magnetické pole, třífázové elektromotory. 9. Elektromagnetické kmity a vlny. Cvičení: Příklady z elektrostatiky, stacionárního elektrického pole, stacionárního magnetického pole a nestacionárního pole. Jejich propojení s předměty mechanika, molekulová fyzika a termodynamika a atomová a jaderná fyzika. Obsah praktika: 1. Prvky ve stacionárních obvodech - chování rezistorů, kondenzátorů a cívek; metody řešení obvodů, odporové můstky. 2. Prvky ve střídavých obvodech - chování rezistorů, kondenzátorů a cívek; měření kapacit, řešení obvodů a princip superpozice. 3. Nelineární a řízené prvky - charakteristiky varistorů, termistorů, diod a žárovek; přechodové odpory Základní vlastnosti RLC obvodů - napětí na jednotlivých prvcích, proudy v obvodech, výkony ve střídavých obvodech; simulační programy. 4. Vyšetřování frekvenčních vlastností rezonančních obvodů - sériová a paralelní rezonance; simulační programy. 5. Práce s osciloskopem - základní obsluha osciloskopu, charakteristiky signálů, True RMS hodnoty, Lissajusovy obrazce a měření fázových posuvů. 6. Magnetický obvod a magnetické křivky - měření hysterezní křivek, transformátory, výkonové ztráty v magnetických obvodech.

Návod do praktik (PDF 2,3 MiB)

Předmět: Fyzika 1

Katedra/Zkratka: KEF/FYCH1

Rok: 2016 2017

Garant: 'doc. RNDr. Roman Kubínek, CSc.'

Anotace: Základní kurs fyziky - elektřina a magnetismus, optika, atomová a ajderná fyzika.

Přehled látky:
Elektřina a magnetismus 1. Elektrostatické pole 2. Elektrické pole v dielektriku 3. Ustálený elektrický proud 4. Vedení elektrického proudu v kovech, polovodičích, elektrolytech a plynech 5. Střídavé proudy, transformace proudu a napětí 6. Nestacionární elektromagnetické pole, elektrické kmity a vlny.Optika 7. Geometrická optika 8. Vlnová optika 9. Optické měřící přístroje.Atomová fyzika 10. Stavba atomů 11. Radioaktivita umělá a přirozená 12. Jaderné přeměny a jaderná energetika 13. Elementární částice

Elektřina a magnetismus (PDF 1,4 MiB)

Atomová a jaderná fyzika (PDF 814 kiB)

Předmět: Základy nanotechnologií

Katedra/Zkratka: KEF/ZANAU

Rok: 2016 2017

Garant: 'doc. Mgr. Jiří Tuček, Ph.D.'

Anotace: Úvod do kvantové fyziky, uhlíkové nanostruktury , nanoelektronika, rizika nanotechnologií.

Přehled látky:
Úvod do kvantové fyziky (teorie a důsledky), uhlíkové nanostruktury (uhlíkové nanotrubice, fullereny), nanočástice kovů a oxidů kovů, nanomedicína (doprava léčiv, kontrastní látky), nanoelektronika (UVLSI, spintronika), nanovlákna a nanotextilie, nanovrstvy (epitaxe, CDV, plasmové metody), nanokompozity a konstrukční materiály, nanosenzory a nanometrologie, analytické nástroje (STM, AFM), aplikace nanotechnologií, rizika nanotechnologií.

Přednášky

Přednášky probíhají současně s předmětem KEF/ZANA1.

Předmět: Základy nanotechnologií 2

Katedra/Zkratka: KEF/ZANA2

Rok: 2016 2017

Garant: 'doc. RNDr. Libor Machala, Ph.D.'

Anotace: Tento předmět navazuje na předmět Fyzikální základy nanotechnologií 1. Zaměřen na aplikace nanotechnologií.

Přehled látky:
- Fyzikální jevy v nanosvětě; Mechanické vlastnosti nanostruktur; Elektrické vlastnosti nanostruktur; - Optické vlastnosti nanostrukturních materiálů, nanopigmenty; Nanomateriály pro uchování energie, palivové články; Nanokrystalické oxidy kovů jako plynové senzory; Nanomateriály ve fotoelektrochemických aplikacích - Nanoelektronika; Polovodičové nanočástice; Využití uhlíkových nanostruktur; Nanočásticová architektura - Biomagnetické a magnetické separační a purifikační procesy s využitím nanočástic; Využití nanomateriálů v medicíně. Kontrastní látky pro MRI. Detoxikační procesy. - Využití magnetických nanočástic v léčbě nádorových onemocnění (hypertermie). Antimikrobiální účinky nanočástic. Magnetické nosiče; Zdravotní, ekologické a sociální dopady nanotechnologií.

Předmět: Základy nanotechnologií 1

Katedra/Zkratka: KEF/ZANA1

Rok: 2016 2017

Garant: 'doc. RNDr. Libor Machala, Ph.D.'

Anotace: Cílem předmětu je seznámit studenty se základními typy nanomateriálů a nanostruktur, jejich fyzikálními způsoby přípravy a metodami analýzy jejich vlastností. Dále jsou studenti seznámeni s různými aplikacemi nanomateriálů a nanostruktur.

Přehled látky:
- Definice a základní vlastnosti nanočástic; Fulereny, fulerity, fuleridy; Ferofluidy a koloidní krystaly; Nanodráty; Nanotrubičky; Grafeny - Metody syntézy nanomateriálů: sol-gel metody, sonochemické syntézy, mechanochemické syntézy, prekurzorové metody, kondenzace z plynné fáze, metody přípravy koloidních nanočástic. Řízení velikostní distribuce a morfologie částic, stabilizace - Aplikace nanočástic - katalýza, optické a magnetické vlastnosti, bioaplikace - Fyzikální techniky tvorby nanostruktur: litografie světelná, elektronová, rentgenová, iontové a atomové svazky, nanočásticová litografie, techniky založené na mikroskopii skenující sondou, laserová ablace, mikrokontaktní tisk, LIGA. - Samouspořádání: tvorba vrstev a jejich aplikace. - Zobrazovací techniky pro charakterizaci nanostruktur: elektronová mikroskopie (SEM, HR TEM, nanotomografie), mikroskopie skenující sondou (AFM, MFM, SNOM), tomografie atomární sondou. - Techniky pro charakterizaci velikosti nanostruktur: aplikace zobrazovacích technik, využití rozptylu světla, rentgenové difrakce, Mössbauerovy spektroskopie, specifické plochy povrchu. - Měření vlastností nanostruktur: charakterizace struktury pomocí rentgenové difrakce a Mössbauerovy spektroskopie, využití IČ, UV a elektronové spektroskopie, měření elektrických a magnetických vlastností.

Předmět: Nanotechnologické praktikum

Katedra/Zkratka: KEF/NPR

Rok: 2016 2017

Garant: 'Mgr. Milan Vůjtek, Ph.D.'

Anotace: Absolvováním kurzu získají studenti základní praktické zkušenosti s vybranou experimentální technikou, používanou při charakterizaci nanostruktur, a s přípravou základních nanostruktur.

Přehled látky:
1. Skenovací elektronový mikroskop a jeho základní využití pro zobrazování nanostruktur 2. Energiově disprezní analýza elektronovým svazkem a její využití pro charakterizaci nanomateriálů 3. Mikroskopie atomárních sil jako technika pro zobrazování nanostruktur 4. Elektronová litografie 5. Magnetooptický Kerrův jev pro studium nanovrstev 6. Chemické metody přípravy nanočástic stříbra a jejich charakterizace 7. Termická dekompozice jako metoda syntézy nanočástic 8. Příprava a charakterizace nanovrstev (spin coating, naprašování) 9. Fotospektroskopie kvantových teček

Předmět: Pokusy s jednoduchými pomůckami

Katedra/Zkratka: KEF/PJD

Rok: 2016 2017

Garant: 'RNDr. Renata Holubová, CSc.'

Anotace: Netradičně zadávané úlohy - Fermiho úlohy, úloha zadaná experimentem. Příprava a realizace experimentů s použitím jednoduchých a snadno dostupných pomůcek - plastové láhve, plechovky, polystyrén, mince, injekční stříkačky atd.

Přehled látky:
Jednoduché fyzikální experimenty s pomocí netradičních pomůcek - plastové láhve, plechovky, polystyrén, injekční stříkačky atd. Fyzika netradičně a zajímavě.

Předmět: Seminář z aplikace nanotechnologií

Katedra/Zkratka: KEF/BSAN

Rok: 2016 2017

Garant: 'prof. RNDr. Miroslav Mašláň, CSc.'

Anotace: Aktuální témata nanotechnologií.

Přehled látky:
Aktuální témata nanotechnologií. Příklady témat: - Purifikace vod pomocí reduktivních technologií s využitím nanočásticového železa - Grafenové struktury - Fotokatalytické aplikace TiO2 - Magnetické ferrofluidní kapaliny

Předmět: Dipl. seminář z fyziky III + práce

Katedra/Zkratka: KEF/DIP3

Rok: 2016 2017

Garant: 'RNDr. Renata Holubová, CSc.'

Anotace: Dokončení experimentů a sepsání diplomové práce. Prezentace výsledků v rámci semináře.

Přehled látky:
Dokončení experimentů a sepsání diplomové práce. Prezentace výsledků v rámci semináře.

Předmět: Dipl. seminář z fyziky II + práce

Katedra/Zkratka: KEF/DIP2

Rok: 2016 2017

Garant: 'RNDr. Renata Holubová, CSc.'

Anotace: Experimentální řešení zvolené problematiky.

Přehled látky:
Experimentální řešení zvolené problematiky.