Detail předmětu
Fyzikální vlastnosti materiálů
FSI-TFV Ak. rok: 2023/2024 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
Vstupní znalosti
Znalosti z oblasti fyziky pevných látek.
Pravidla hodnocení a ukončení předmětu
Podmínky udělení zápočtu: aktivní účast ve cvičení.
Zkouška je písemná a ústní.
Účast ve cvičení dle rozvrhu je kontrolována vyučujícím. Způsob náhrady zmeškané výuky stanoví vyučující.
Učební cíle
Kurz seznamuje studenty se základními směry vývoje moderní fyziky tak, aby byli schopni porozumět makroskopickým principům používaným v oblasti moderních materiálových technologií.
Absolvent kursu získá schopnost orientovat se v problematice fyzikálních vlastností materiálů.
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.