You are hereStudium / Studijní předměty

Studijní předměty


Moderní mikroskopické metody sticky icon

Předmět: Moderní mikroskopické metody

Katedra/Zkratka: KEF/MMM

Rok: 2019 2020

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

Anotace: Přehled používaných moderních mikroskopických metod - moderní světelná mikroskopie, transmisní a skenovací elektronová mikroskopie, mikroskopie skenující sondou

Přehled látky:
Světelná mikroskopie. Metoda fázového kontrastu, UV a IČ mikroskopie, Fluorescenční mikroskopie, Polarizační mikroskopie, Interferenční mikroskopie (Nomarského interferenční kontrast, Hofmanův modulační kontrast), Konfokální laserová mikroskopie, Optická skenovací mikroskopie v blízkém poli. Elektronová mikroskopie. Transmisní elektronová mikroskopie, Rastrovací elektronová mikroskopie, Nízkonapěťová elektronová mikroskopie, Elektronová mikroskopie s vysokým rozlišením, Elektronová mikroskopie s volitelným vakuem (biologické aplikace). Mikroskopie skenující sondou. Skenující tunelová mikroskopie, Mikroskopie atomárních sil, Mikroskopie magnetických sil, Mikroskopie elektrostatických sil, Mikroskopie laterálních sil, Skenovací kapacitní mikroskopie, Skenovací teplotní mikroskopie, Skenovací optická mikroskopie v blízkém poli.

Fyzikální praktikum (atomistika) sticky icon

Předmět: Fyzikální praktikum (atomistika)

Katedra/Zkratka: KEF/FP5

Rok: 2019 2020

Garant: 'doc. Mgr. Vít Procházka, Ph.D.'

Anotace: Laboratorní úlohy z atomové a jaderné fyziky.

Přehled látky:
0. školení bezpečnosti práce v laboratoři 1. Charakteristika Geigerova-Müllerova detektoru 2. Studium elektrono-pozitronové anihilace 3. Porovnání účinnosti scintilačního a Geigerova-Müllerova detektoru záření gama 4. Ověření statistického charakteru přeměnového zákona 5. Interakce gama záření s látkou 6. Absorpce záření alfa v látce 7. Charakteristické rentgenové záření Cu 8. Mikroskopie skenující sondou (SPM) 9. Měření spekter zářičů gama 10. Franck-Hertzův pokus 11. Balmerova serie, Rydbergrova konstanta 12. NMR

Elektřina a magnetismus sticky icon

Předmět: Elektřina a magnetismus

Katedra/Zkratka: KEF/EMG

Rok: 2019 2020

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

Anotace: Základní kurs elektřiny a magnetismu.

Přehled látky:
1. Elektrostatické pole ve vakuu - základní pojmy a zákony. Zákon Coulombův a jeho aplikace, princip superpozice. Popis elektrostatického pole, intenzita, el. potenciál. Gaussova elektrostatická věta a její aplikace. Potenciální energie náboje v el. poli, elektrický potenciál, výpočet el. potenciálu. Elektrické pole od nabitého vodiče, rozložení náboje na povrchu nabi-tého vodiče, elektrostatická indukce. Kapacita osamoceného vodiče. kondenzátory, spojování kondenzátorů. 2. Elektrostatické pole v dielektriku - polarizace dielektrika, vektor polarizace, die-lektrická susceptibilita a relativní permitivita. Vektor elektrické indukce, zobecněná Gaussova věta. Vektory E a D na rozhraní dvou dielektrik. Dielektrické materiály a jejich využití. Ener-gie elektrostatického pole. Elektrostatické měřicí přístroje. 3. Ustálený elektrický proud - druhy proudu, velikost proudu, hustota proudu. Rov-nice kontinuity a I. Kirchhoffův zákon. Ohmův zákon, odpor vodiče, spojování rezistorů. Práce a výkon elektrického proudu. Závislost odporu na teplotě, supravodivost, nelineární vodiče. Obvod se zdrojem EMN. Zdroj proudu. II. Kirchhoffův zákon, řešení elektrických sítí. Regula-ce proudu a napětí. Měření základních elektrických veličin. Kontaktní rozdíl potenciálů, termo-elektrické jevy. Vedení elektrického proudu v polovodičích, ve vakuu, v plynech a v elektro-lytech. 4. Stacionární magnetické pole - základní magnetické jevy, zákon Biottův - Savartův - Laplaceův, Lorentzova síla. Výpočet magn. polí. Pohyb nabitých částic v magn. a el. poli. Magnetický indukční tok, Ampérův zákon celkového proudu. Působení magnetického pole na vodiče s proudem. El. měřicí přístroje. Silové působení mezi dvěma vodiči s proudem, definice ampéru. 5. Magnetické pole v látkovém prostředí - látky diamagnetické, paramagnetické a fe-romagnetické. Vektor magnetizace a magnetické polarizace. Magnetický obvod. 6. Nestacionární elektromagnetické pole - Faradayův zákon elektromagnetické in-dukce, vzájemná indukce, vlastní indukce. Vířivé proudy. Energie magnetického pole. Pře-chodné jevy v obvodech RL a RC. Vznik střídavého proudu. 7. Základní charakteristiky střídavého proudu a napětí - dvojpóly R, L, C v obvo-du střídavého proudu, impedance a admitance. Práce a výkon střídavého proudu. Fázory. Séri-ový a paralelní obvod RLC, řešení pomocí fázorů. Symbolická komplexní metoda. 8. Elektrické stroje - transformátory, generátory a elektromotory. Třífázový elektrický proud, točivé magnetické pole, třífázové elektromotory. 9. Elektromagnetické kmity a vlny - tlumené kmity v RLC obvodu, netlumené kmity - oscilátory, vynucené kmity v el. obvodech, vázané obvody. Vysokofrekvenční proudy. Obvo-dy s rozloženými parametry, Lecherovo vedení, půlvlnný dipól, antény. Elektromagnetické vlny a jejich vlastnosti, šíření elmag. vln. Maxwellovy rovnice pro nestacionární elektromagnetické pole.

 

SkriptaSkripta (PDF 4,7 MiB)

Sbírka příkladůSbírka (PDF 647 kiB)

Atomová a jaderná fyzika sticky icon

Předmět: Atomová a jaderná fyzika

Katedra/Zkratka: KEF/AJF

Rok: 2019 2020

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

Anotace: Základní kurs z atomové a jadené fyziky.

Přehled látky:
1. Úvod do fyziky mikrosvěta, základní představy kvantové fyziky. 2. Atom vodíku a jeho spektra. Atomy s více elektrony, Pauliho vylučovací princip. Hundova pravidla, obsazování orbitů. 3. Elektromagnetické přechody v atomu, pravděpodobnosti přechodu, výběrová pravidla. Atomová spektroskopie, vliv vnějších polí na atomová spektra. 4. Molekuly, vazby v molekulách, molekulová spektroskopie. 5. Atomové jádro, protony, neutrony, základní charakteristiky atomového jádra. 6. Přeměny atomového jádra, modely atomového jádra, jaderné reakce (rozpad, syntéza). 7. Aplikace jaderné fyziky - magnetická rezonance, Mössbauerův jev, neutronová difrakce, využití radionuklidů, jaderné reaktory, možnosti využití syntézy jader. 8. Dozimetrie ionizujícího záření, ochrana před zářením, biologické účinky ionizujícího záření. 9. Kosmické záření. 10. Úvod do fyziky vysokých energií, elementární částice, pokusy o systemizaci, interakce mezi nimi.

 

Fyzikální praktikum (mechanika) sticky icon

Předmět: Fyzikální praktikum (mechanika)

Katedra/Zkratka: KEF/FP1

Rok: 2019 2020

Garant: 'RNDr. Renata Holubová, CSc.'

Anotace: Laboratorní práce z mechaniky v návaznosti na přednášku a cvičení.

Přehled látky:
Seznam úloh ? I. cyklus: 1/ Měření momentu setrvačnosti (přímou metodou, z doby kyvu, pomocí přídavného tělíska). 2/ Měření Youngova modulu pružnosti (z protažení drátu, z příčných kmitů tyče). 3/ Určení mechanické hystereze (měření hysterezní křivky aparaturou firmy PHYWE). 4/ Měření hustoty kapalin (pyknometrem, pomocí ponorného tělíska, metodou spojitých nádob, Mohrovými vážkami). 5/ Měření hustoty pevných látek (přímou metodou, hydrostatickou metodou, pyknometrem). Seznam úloh ? II. cyklus: 1/ Měření pomocí 3osého gyroskopu. 2/ Měření tíhového zrychlení reverzním kyvadlem a Machovým kyvadlem. 3/ Měření pomocí matematického kyvadla. 4/ Balistické kyvadlo. 5/ Demonstrace na vozíčkové soupravě.

 

SkriptaSkripta (PDF 2,4 MiB)

Elektronická měření sticky icon

Předmět: Elektronická měření

Katedra/Zkratka: KEF/ELMEA

Rok: 2019 2020

Garant: 'Mgr. Milan Vůjtek, Ph.D.'

Anotace: Úvod do problematiky elektronických měření, měření jednotlivýc veličin, konstrukce elektronických měřicích přístrojů.

Přehled látky:
* Úvod do předmětu Elektronická měření - druhy elektronických měřících přístrojů, měřící metody, přesnost měření, chyby měřících přístrojů a metod měření. * Měření stejnosměrných a střídavých napětí - analogové a digitální měřící přístroje, selektivní mikrovoltmetry a milivoltmetry, širokopásmové , úzkopásmové, nízkofrekvenční a vysokofrekvenční voltmetry, voltmetry pro měření maximálních hodnot, impulsní voltmetry a speciální voltmetry. * Měření stejnosměrných a střídavých proudů - základní principy měření proudu, analogové a digitální měřící přístroje, typy usměrňovačů, typy bočníků, kapacitní děliče proudu, transformátorový dělič proudu, proudová sonda. * Osciloskopy - typy osciloskopů, principy obrazovek, principy analogových a digitálních osciloskopů, typy paměťových osciloskopů, jednokanálové a vícekanálové osciloskopy, metoda postupného vzorkování signálu, osciloskopické měření časových intervalů a amplitud. * Měření časových intervalů a period - analogové a digitální metody měření, měření jednokanálové a dvoukanálové, měření period, noniový čítač. * Měření frekvence - můstkové kmitočtoměry, rezonační kmitočtoměry, záznějové kmitočtoměry, metody číslicových kmitočtoměrů, měření poměru dvou kmitočtů. * Fázoměry - principy měření fázového posuvu, impulzové fázoměry, kompenzační fázoměry, digitální fázoměry, měřiče okamžitého fázového posuvu. * Měření výkonu - průchozí watmetry, nepřímé metody měření výkonů pomocí tří voltmetrů nebo ampermetrů, watmetry s kvadrátory, watmetry s modulační násobičkou, watmetry s Halovou sondou, kalorimetrické watmetry, digitální watmetry. * Měření elektrických vlastností součastek - měření odporu a vodivosti, přímoukazující ohmetry, analogové teraohmetry, číslicové voltohmetry, můstkové měření odporu, servomechanické vyvažování můstků, autoamtické číslicové můstky, měřiče kapacity a indukčnosti, rezonanční měřiče C a L, můstkové měřiče C a L, přímoukazující měřiče C, měřič C impulsového typu, měření c s převodem na změnu frekvence, měření impedance, můstkové měření impedance. * Měření dynamických vlastností obvodu - měření frekvenčních a fázových charakteristik, skupinové zpoždění, měření přechodových charakteristik, analyzátory frekvenčního spektra. * Syntézátory - syntézátor přímý (aditivní), generátory s nepřímou syntézou, princip fázového závěsu

Aplikovaná elektronika sticky icon

Předmět: Aplikovaná elektronika

Katedra/Zkratka: KEF/APEL

Rok: 2019 2020

Garant: 'Mgr. Milan Vůjtek, Ph.D.'

Anotace: Rozšířit poznatky o operačních zesilovačích, teorii zpětné vazby, o nelineárních obvodech s operačními zesilovači a o aktivních filtrech a PID regulaci.

Přehled látky:
Rozšíření základních zapojení s ideálním operačním zesilovačem Reálný operační zesilovač (typy OZ, vlastnosti, šumy, zásady pro práci s OZ) Operační síť a zpětná vazba Zapojení zesilovačů U/U, U/I, I/U a I/I s reálným OZ Aplikace analogových obvodů (analogové násobení a dělení, multiplexery atd.) Aktivní filtry, číslicové filtry Základy teorie regulace, PID regulace Simulace v programu MultiSIM

 

SkriptaSkripta (PDF 817 KiB)

Optické spektroskopie 1

Předmět: Optické spektroskopie 1

Katedra/Zkratka: KEF/OSP1

Rok: 2019 2020

Garant: 'doc. RNDr. Martin Kubala, Ph.D.'

Anotace: Student získá základní informace o absorpční a fluorescenční spektroskopii a metodách pro jejich použití v moderní biochemii a biologii.

Přehled látky:
1. Úvod (co a k čemu jsou spektroskopie, interakce světla s hmotou, energie světelného záření, používané jednotky, UV/VIS/NIR oblast spektra) 2. Zdroje a detektory světla (spektrální omezení, lasery, diody, lampy, synchrotronové záření, kontinuální, pulsní, modulované světlo, metoda zeslabené totální reflexe, monochromátory, principy detekce světla, fotonásobiče, fotodiody, CCD kamery) 3. Absorpční spektroskopie (odvození Lambert-Beerova zákona, prezentace spekter, vybělování, přechodová absorpce, experimentální uspořádání v absorpční spektroskopii experimentální technika absorpční spektroskopie) 4. Absorpce biologicky významných látek, vnímání barev, detekce světla živými organismy. Písemka 5. Luminiscence. Fenomén luminiscence, Jablońského diagram, rozdělení luminiscencí, rozdělení fotoluminiscencí, zpožděná fluorescence, základní charakteristiky luminiscence. 6. Experimentální technika pro měření fotoluminiscence. Experimentální uspořádání v luminiscenční spektroskopii (srovnání s absorpční), spektrální omezení, zdroje, monochromátory, vzorky, detektory, další optické elementy, 7. Měření fluorescence při excitaci kontinuálním světlem ("steady-state") (intenzita, excitační, emisní, synchronní spektrum, kvantový výtěžek), 8. Měření fluorescence při excitaci pulzním světlem ("time-domain") (kinetika, DAS, TRES), 9. Měření fluorescence při excitaci harmonicky modulovaným světlem ("phase-domain") 10. Fluorofory. Přirozené fluorofory, fluorescenční sondy a značky, senzory, fluorescenční proteiny. Písemka 11. Měření s polarizovaným světlem (anizotropie, rotační korelační čas, Perrinova rovnice, časově rozlišené měření) 12. Zhášení fluorescence (statické, dynamické, Stern-Volmerova rovnice) 13. FRET 14. Fluorescenční mikroskopie (konfokální, FLIM, STED) 15. Měření fluktuací intenzity (FIDA, FCS, FRAP) 16. Spektroskopie jednotlivých molekul. 17. Multifotonová excitace fluorescence. 18. Vliv solventu Písemka Hodnocení písemek (max. 60 bodů) A: 54,5 - 60 B: 48,5 - 54 C: 42,5 - 48 D: 36,5 - 42 E: 30,5 - 36 F: 0 -30

 

Pokročilé mikroskopické techniky

Předmět: Pokročilé mikroskopické techniky

Katedra/Zkratka: KEF/NMIK

Rok: 2019 2020

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

Anotace: Cílem předmětu je seznámit studenty navazujícího magisterského studia s pokročilými metodami světelné mikroskopie, elektronové mikroskopie a mikroskopie se skenující sondou, které v případě optické mikroskopie překonávají difrakční limit světla a u EM a SPM dosahují atomárních rozlišení, případně umožňují prostřednictvím litografických technik manipulovat s atomy nebo modifikovat povrchy. Předmět KEF/NMIK navazuje na předmět "Moderní mikroskopické metody" (KEF/MMM) z bakalářské etapy studia. V oblasti světelné mikroskopie bude představena optická mikroskopie v blízkém poli a vybrané superrozlišovací mikroskopické techniky. 4Pi mikroskopie, mikroskopie se strukturovaným osvětlením (SIM), mikroskopie využívající vyčerpání stimulovanou emisí (STED) a metody PALM, FPALM, STORM, pro studium organických molekulárních útvarů. V oblasti metod elektronové mikroskopie budou u základních metod EM (TEM a SEM) představeny pokročilé techniky - TEM difraktografie, TEM tomografie, elektronová holografie, HRTEM, WDS a EDS prvková chemická analýzu s využitím charakteristického rentgenového záření. Kombinovaná technika skenovací a transmisní elektronové mikroskopie (STEM) k dosažení vysokého rozlišení (HRSTEM). Electron-Energy_Loss Spectrocopy (EELS) a Energy-Filtered TEM (EFTEM). Metody EBSD pro zobrazení polykrystalického materiálu zpětně odraženými elektrony, které přináší vysoký kontrast zrn polykrystalického materiálu a zviditelňují rozložení vnitřního pnutí a lokální deformace s vysokým rozlišením. Bude nastíněna technika 4D EM - čtyřdimenzionální elektronové mikroskopie, která umožňuje pořídit záznam průběhu atomárních a molekulárních dějů ve všech třech prostorových dimenzích a navíc i v čase. Ve srovnání s elektronovou mikroskopií budou zmíněny přednosti iontové mikroskopie, zejména s využitím iontů He. Mikroskopie se skenující sondou (SPM) bude zahrnovat aplikace skenovací tunelové mikroskopie (STM), mikroskopie atomárních sil (AFM) v kontaktním, bezkontaktním i poklepovém režimu, mikroskopie magnetických sil (MFM), mikroskopie laterárních sil (LFM), mikroskopie modulovaných sil (FMM), mikroskopie elektrostatických sil (EFM), Kelvinova mikroskopie, vodivostní mikroskopie, mikroskopie příčných sil (TDFM) a dalších "klonů" SPM pro studium nanomateriálů a nanostruktur. Část přednášky bude věnována metodám elektronové litografie a litografickým technikám s využitím SPM (manipulace s atomy, chemické reakci iniciované STM, nanoshaving a nanografting, samoorganizace nanostruktur vyvolaná SPM, lokální anodická oxidace (LAO), konstruktivní nanolitografie (CNL), nábojový záznam, Dip-pen, enzymaticky asistovaná litografie, AFM termická litografie polymerů, magnetická a feroelektrická litografie, Jako nadstandardní metoda bude uvedena Atomová tomografie (Atom Probe Tomography) ke studiu pevných látek, s možností dosažení 3D chemické analýzy s atomárním rozlišením.

 

Přednáška
Nanoskopie

(PDF 6,9 MiB)

Ukázkové příklady

Zápočet z předmětu KEF/EL, ELN elektronika je tvořen písemným testem na počítání příkladů. V příloze jsou ukázkové příklady, které mohou být součástí testu.

Okruhy: