516-0821/01 – Optické diagnostické metody (ODM)
| Garantující katedra | Institut fyziky | Kredity | 5 |
| Garant předmětu | doc. RNDr. Jan Kopečný, CSc. | Garant verze předmětu | doc. RNDr. Jan Kopečný, CSc. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 4 | Semestr | letní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 1990/1991 | Rok zrušení | 2005/2006 |
| Určeno pro fakulty | HGF | Určeno pro typy studia | magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Bude doplněno.
Vyučovací metody
Anotace
Předmět se zabývá optickými metodami pro měření fyzikálních a technických
veličin. Postupně jsou probírány metody měření indexu lomu a fázových změn
vrůzných skupenstvích. Následuje kapitola popisující fotometrická měření.
V úseku optické mokroskopie je pozornost soustředěna na hlavní mikroskopické
techniky. Dále se pojednává o interferometrických metodách, a to
klasických,holografických a speckle a jejich možnostech pro měření parametrů
povrchů, délek a posunutí. V následujícím jsou rozebírány metody měření
rychlosti různých médií. Samostatná kapitola je určena měření fyzikálních
polí,
zvýšená pozornost je věnována vyšetřování průběhu deformačních polí
bezdotykovými optickými metodami. V kapitole o spektroskopii se podává přehled
o základních spektroskopických metodách různých spektrálních oblastí,
o kvalitativní i kvantitativní analýze.
Povinná literatura:
1) Sochor, V.: Lasery a koherentní svazky, Academia, Praha 1990
2) Zacharevskij, A., N.:Interferometry, Moskva 1952
3) Balaš, J. - Szabó, V.: Holografická interferometria v experimentalnej
mechanike, Veda, Bratislava 1986
4) Pluta,M.: Advanced Light Microscopy. PWN, Warszava 1988
5) Klimenko, I., S.: Golografia sfokusirovanych izobraženij i spekl
interferometria, Nauka, Moskva 1985
6) Sequens, J.: Technika zobrazení fyzikálních polí, Academia, Praha 1980
7) Brož, J.: Základy fyzikálních měření II,A,B. SPedN, Praha 1961
8) Fuka, J. - Havelka, B.: Optika, SPedN, Praha 1961
9) Jones, S. R. - Wykes, C.: Holographic and Speckle Interferometry, Cambridge
University Press, Cambridge 1985
10)Kováč, S. - Ilavský, D. - Leško, J.: Metody kontroly technologických
procesov. Spektrálne metody v organickéj chemii a technologii. Alfa, Bratislava
1987
11)Bouška, V. - Kašpar, P.: Speciální optické metody, Academia, Praha 1983.
Doporučená literatura:
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
E-learning
Další požadavky na studenta
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
1. Úvod
Obecné zákonitosti užití optického záření v měřících metodách. Změna indexu
lomu, změna fáze, změna polarizačního stavu, interakce s prostředím, zobrazení,
spektra.
2. Měření indexu lomu a fázových změn
Index lomu jako charakteristika prostředí. Fraunhoferova metoda, totální
refraktometry, Jaminův, Mach-Zehnderův a Rayleighův interferometr, na malých
krystalů.
Fázové změny. Interferenční refraktometry, šlírová metoda, moire metody, metoda
fázového kontrastu.
Klasifikace látky, určování nehomogenit, měření koncentrace, určení
vícesložkových soustav, určování změn indexu lomu a fáze - stanovování
rychlostních, deformačních a nehomogennostních polí.
3.Fotometrie
Subjektivní a ojektivní fotometry, spektrální fotometry. Fotometr Ritchieho,
Bunsenův, Ulbrichtova koule, Lummer-Brodhunova kostka, dělící hranoly,
zeslabování světla. Dubosqův, Pulfrichův, Beckmannův fotometr, Spekol.
Stanovení základních fotometrických veličin,, propustnosti, odrazivosti,
absorbce, extinkce a disperse prostředí, stanovení barevnosti a barvy. Měření
koncentrace, identifikace látky.
4. Optická mikroskopie
Optický mikroskop, osvětlovací soustava. Mikroskopie neprůhledných předmětů,
temné pole, polarizační mikroskopie, fázový kontrast, interferenční
mikroskopie, fluorescenční mikroskopie, mikrofotografie.
Identifikace materiálu, jemná struktura, zobrazení fázových předmětů, kontrola
povrchu, vnitřku a tvaru, měření tenkých vrstev.
5. Určování kvality povrchu
Měření tvaru. Metody profilometrické, profilprojektor. Metody
interferometrické, klasické měrky, Michelsonův interferometr, interferenční
mikroskopy, holografická interferometrie, moiré techniky, počítačové zpracování
obrazu.
Měření drsnosti. Metody profilometrické, metoda světelného řezu, porovnávací
mikroskop. Metody interferometrické, klasické, interferenční mikroskopie,
holografická interferometrie. Metody rozptylové. Analýza koherenční zrnitosti.
Optické zpracování obrazu.
6.Měření délek a jejich změn
Michelsonův interferometr, laser-interferometry, interferenční dilatometr,
Saundersův-Postův interferometr, Zygo, holografické a speckle metody, Moiré
metoda.
Měření malých a velkých délek, stanovení malých změn, určení úhlů, měření
tepelných a tlakových deformací, stanovení vnitřních nehomogenit.
Analýza vibrací. VPI senzor, holografická a speckle analýza.
Určování parametrů kmitání.
7.Měření rychlosti
Laserový dopplerovský anemometr, ZYGO systém, rychlostní kamera, holografické
určování rychlosti. Vizualizace proudění.
Měření rychlostí pevných látek a tekutin, rychlosti posuvů, rychlostí proudění
dispersních a koloidních tekutin. Zviditelnění rychlostních polí.
8.Stanovení průběhu fyzikálních polí
Interferenční, šlírové metody, fázový kontrast, dvojlom, polarizační metody,
Kerrův, Verdetův a Majoranův jev, moire metody, luminiscence, kapalné krystaly.
Určení vnitřních pnutí, stanovení průběhu deformací na povrchu i uvnitř vzorku,
výpočet stavu napjatosti. Zobrazení elektrického a magnetického pole, zvukového
pole, infračerveného a elektronového pole. Počítačové metody.
9.Spektroskopie
Optická, Ramanova, Luminiscenční, Mossbauerova, hmotnostní a rentgenova
spektroskopie. Kvalitativní a kvantitativní analýza.
Spektrální kvalitativní a kvantitativní analýza, identifikace látky a jejich
parametrů.
Praktické úlohy
Ad 2) Práce s hranolovým a mřížkovým goniometrem a spektrometrem.
Seřízení goniometru. Změření lámavého úhlu hranolu. Změření indexu lomu metodou
minimální deviace. Stanovení mřížkové konstanty mřížky goniometru.
ad 4) Práce s interferenčním mikroskopem.
Seřízení mikroskopu. Kvantitativní určení tloušťky tenké vrstvy. Fotografický
záznam výsledků.
ad 8) Práce s Mach-Zehnderovým interferometrem.
Seřízení interferometru s klasickým a laserovým zdrojem. Zviditelnění tepelného
pole plamene. Naexponování výsledků. Kvantitativní určení teploty.
ad 9) Automatizace spektrálních měření.
Měření a vyhodnocení spektrálního záznamu pomocí soupravy ISES.
Úloha spočívá v:
· prostudování příslušné teorie a její zpracování ve formě sylabu
· sestavení aparatury
· praktická měření
· zhotovení trvalého záznamu (fotografie, hologram)
· vypracování protokolu
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.