516-0306/01 – Physical Principles of Technical Methods of Measurement (FPTMM)
| Gurantor department | Institute of Physics | Credits | 4 |
| Subject guarantor | doc. RNDr. Jan Kopečný, CSc. | Subject version guarantor | doc. RNDr. Jan Kopečný, CSc. |
| Study level | undergraduate or graduate | Requirement | Optional |
| Year | 5 | Semester | winter |
| | Study language | Czech |
| Year of introduction | 1998/1999 | Year of cancellation | 2002/2003 |
| Intended for the faculties | FS | Intended for study types | Master |
Subject aims expressed by acquired skills and competences
Bude doplněno
Teaching methods
Summary
Základním cílem předmětu je poskytnout studujícímu základní představy
o fyzikálních principech na kterých je založena konstrukce komerčních měřících
a diagnostických přístrojů. Pochopení principů mu umožní využít všech možností
použití přístroje, případně je rozšířit, respektive přístroj aplikovat
i v oblastech nepředpokládaných v manuálu.
Předmět je omezen na principy metod využívajících záření v celém jeho spektru.
Jedná se tedy o základy interferometrie, zviditelňování polí, holografie,
fotometrie, mikroskopie, spektroskopie, ale i využití ultrazvuku, částicového
a radioaktivního záření včetně elektronové mikroskopie.
Se studentem, který si tento předmět zapíše, lze domluvit prohloubení nebo
vynechání některých partií podle jeho zaměření.
Compulsory literature:
(1) Sochor, V.: Lasery a koherentní svazky, Academia, Praha 1990
(2) Fuka, J. - Havelka, B.: Optika, SPN, Praha 1961
(3) Sequens, J.: Technika zviditelňování fyzikálních polí, Academia,Praha 1980
(4) Baleš, J. - Szabó, V.: Holografická interferometria v experimentalnej
mechanike, Veda, Bratislava 1986
(5) Obraz, J.: Ultrazvuk v měřící technice, SNTL, Praha 1984
(6) Klujev, V., V.: Pribory dlja nerazrušajuščego kontrolja materialovi
rozdelij, Mašinostrojenije, Moskva 1986
(7) Pluta, M.: Advanced Light Microscopy. PWN, Warszava 1988
(8) Kopečný, J.: Fyzika IIa, IIb VŠB, Ostrava 2000
Recommended literature:
Way of continuous check of knowledge in the course of semester
E-learning
Other requirements
Prerequisities
Subject has no prerequisities.
Co-requisities
Subject has no co-requisities.
Subject syllabus:
1. Úvod
Obecné zákonitosti užití záření v technických měřících metodách, záření
vlnového a korpuskulárního charakteru, foton, částice, de Broglieho hypotéza.
2. Základní vlastnosti elektromagnetického záření
Maxwellův popis elmag.záření, vlnová rovnice, Huygensův princip, elektrický
dipól jako elementární zářič, spektrum elmag. vln, Bohrův model atomu a vznik
spekter, nekoherentní a koherentní zářiče, polarizace záření, princip činnosti
laseru, odraz, lom, absorpce, interference a ohyb záření.
3. Základy interferometrie
Interferenční komparátory (Michelson, Metra), refraktometry (Rayleigh, Mach-
Zehnder, Jamin), spektroskopy (Fabry-Perotův, Fizeaův), interferenční mikroskop.
Měření malých deformací a přemístění, délková měření. Kontrola tvaru a
nerovností povrchu. Měření indexu lomu, určení nehomogenit prostředí. Měření
vlnové délky, měření tlouštěk tenkých vrstev.
4. Zviditelňování fyzikálních polí
Interferenční metody, šlírová metoda a fotoelesticimetrie, metoda fázového
kontrastu, Moire metody.
Modelové vyšetřování vnitřních napětí. Sledování povrchu, nehomogenit. Zkoumání
zviditelněných tepelných, rychlostních, elektrických a magnetických polí.
5. Holografické metody a speckle metody
Záznam a rekonstrukce hologramu, základní typy hologramů, metody dvojího
osvitu, kontinuální expozice a reálného času, mikroholografie. Princip
speckleinterferometrie.
Holografická ineterferometrie průhledných objektů, zkoumání nehomogenit, měření
tepelných a tlakových deformací uvnitř objektu. Holografická interferometrie
neprůhledných objektů, stanovení vnitřních nehomogenit, měření napětí a
deformací. Určování tvaru a odchylek povrchu. Holografická analýza kmitajících
objektů, určování kritických míst. Kontrola povrchu.
6. Fotometrie
Fotometry a spektrální fotometry.
Stanovení základních fotometrických veličin, propustnosti, odrazivosti,
absorbce, extinkce a disperse prostředí. Stanovení barevnosti a barvy. Měření
koncentrace, identifikace látky.
7. Optická mikroskopie
Optický mikroskop, mikroskopie neprůhledných předmětů, temné pole, polarizační
mikroskopie, fluorescennční mikroskopie, fázové předměty.
Identifikace materiálu, jemná struktura, kontrola povrchu, vnitřku a tvaru,
měření tenkých vrstev.
8. Spektroskopie
Klasické a laserové spektroskopy a spektrografy, interferenční spektrografy.
Ramanova spektroskopie, luminscenční spektroskopie, Mossbauerův jev, hmotnostní
spektroskopie.
Spektrální kvalitativní a kvantitivní analýza, identifikace látky a jejích
parametrů.
9. Ultrazvukové metody
Vznik a šíření ultrazvukové vlny, závislost její rychlosti na prostředí a jeho
fyzikálních parametrech, útlum, odraz a lom vlny. Základní měřící metody.
Měření mechanických vlastností prostředí, stanovení tlouštky, vyhledávání
vnitřních defektů a nehomogenit, hladinoměry a průtokoměry.
10. Částicové a radioaktivní záření
Přehled využívaných druhů korpuskulárního a jaderného záření, jejich zdroje
a parametry. Interakce těchto záření s látkou.
Neutronová a radiační defektoskopie, princip radiaktivního datování,
tlouštkoměry, hladinoměry a průtokoměry.
11. Elektronová mikroskopie
Elektrická a magnetická čočka, konstrukce mikroskopu na průchod a na odraz,
rozlišovací schopnost. Elektronová difrakce.Identifikace látky a jejích
parametrů.
Conditions for subject completion
Occurrence in study plans
Occurrence in special blocks
Assessment of instruction
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.