516-0306/01 – Physical Principles of Technical Methods of Measurement (FPTMM)

Gurantor departmentInstitute of PhysicsCredits4
Subject guarantordoc. RNDr. Jan Kopečný, CSc.Subject version guarantordoc. RNDr. Jan Kopečný, CSc.
Study levelundergraduate or graduateRequirementOptional
Year5Semesterwinter
Study languageCzech
Year of introduction1998/1999Year of cancellation2002/2003
Intended for the facultiesFSIntended for study typesMaster
Extent of instruction for forms of study
Form of studyWay of compl.Extent
Full-time Credit and Examination 2+2

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

Full-time form (validity from: 1960/1961 Summer semester, validity until: 2007/2008 Winter semester)
Task nameType of taskMax. number of points
(act. for subtasks)
Min. number of points
Exercises evaluation and Examination Credit and Examination 100 (145) 51
        Examination Examination 100  0
        Exercises evaluation Credit 45  0
Mandatory attendence parzicipation:

Show history

Occurrence in study plans

Academic yearProgrammeField of studySpec.ZaměřeníFormStudy language Tut. centreYearWSType of duty
2004/2005 (M2301) Mechanical Engineering (2301T777) Mechanical Engineering / not obligatory subject P Czech Ostrava 5 Optional study plan
2003/2004 (M2301) Mechanical Engineering (2301T777) Mechanical Engineering / not obligatory subject P Czech Ostrava 5 Optional study plan
2002/2003 (M2301) Mechanical Engineering (2301T777) Mechanical Engineering / not obligatory subject P Czech Ostrava 5 Optional study plan
2001/2002 (M2301) Mechanical Engineering (2301T777) Mechanical Engineering / not obligatory subject P Czech Ostrava 5 Optional study plan
2000/2001 (M2301) Mechanical Engineering (2301T777) Mechanical Engineering / not obligatory subject P Czech Ostrava 5 Optional study plan

Occurrence in special blocks

Block nameAcademic yearForm of studyStudy language YearWSType of blockBlock owner