Detail předmětu
Fyzikální vlastnosti materiálů
FSI-TFV Ak. rok: 2020/2021 Zimní semestr
Předmět navazuje na předmět Fyzika pevných látek a prohlubuje znalosti o elastických, tepelných, elektrických, optických a magnetických vlastnostech pevných látek. Pestrost fyzikálních vlastností zejména krystalů, amorfních látek a skel je ukázána na řadě konkrétních materiálů důležitých pro aplikace. Jsou uvedeny moderní struktury jako nízkorozměrné heterostruktury, nanostrukturní metamateriály, vysokoteplotní supravodiče či grafén a jsou vyloženy jejich neobvyklé vlastnosti. Pro snadnější pochopení problematiky studovaných objektů se volí jednoduché fyzikální modely umožňující výpočty některých základních parametrů a charakteristik pevných látek.
Jazyk výuky
čeština
Počet kreditů
6
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Absolvent kursu získá schopnost orientovat se v problematice fyzikálních vlastností materiálů.
Prerekvizity
Znalosti z oblasti fyziky pevných látek.
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.
Způsob a kritéria hodnocení
Podmínky udělení zápočtu: aktivní účast ve cvičení.
Zkouška je písemná a ústní.
Učební cíle
Kurz seznamuje studenty se základními směry vývoje moderní fyziky tak, aby byli schopni porozumět makroskopickým principům používaným v oblasti moderních materiálových technologií.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Účast ve cvičení dle rozvrhu je kontrolována vyučujícím. Způsob náhrady zmeškané výuky stanoví vyučující.
Použití předmětu ve studijních plánech
Program N-FIN-P: Fyzikální inženýrství a nanotechnologie, magisterský navazující, povinný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
26 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
I. Vazba v pevných látkách, elastické a tepelné vlastnosti materiálů. Typy vazeb, kohezní energie, izotropní a neizotropní elastické vlastnosti, tepelné vlastnosti, fázové přechody.
II. Elektrické vlastnosti materiálů. Elektrická vodivost kovů a polovodičů, amorfní polovodiče, polymery, izolátory, polarizovatelnost, feroelektrika a piezoelektrika.
III. Optické vlastnosti materiálů. Optická odezva materiálů, rovinná vlna v materiálu, elektromagnetická vlna v materiálu a na rozhraní, Kramersovy-Kronigovy relace, absorpce mřížky, odezva volných nositelů náboje, optická odezva vázaných elektronů, propustná oblast – oblast mezi kmity mříže a elektronovou absorpcí, optická odezva v rentgenové oblasti
IV. Magnetické vlastností materiálů. Diamagnetika, paramagnetika, interakce magnetických momentů, feromagnetika, antiferomagnetika a feromagnetika, elektrická vodivost v magnetickém poli.
V. Supravodiče a grafén. Supravodivost. Materiály s lineární elektronovou disperzí.
VI. Metamateriály.
Cvičení
26 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
Ve cvičení jsou probírány z elektronického studijního materiálu uvedeného v základní literatuře a rozvíjejí témata probíraná na přednášce.