516-0909/01 – Fyzikální principy technických měřicích metod (FPTMM)
| Garantující katedra | Institut fyziky | Kredity | 0 |
| Garant předmětu | doc. RNDr. Jan Kopečný, CSc. | Garant verze předmětu | doc. RNDr. Jan Kopečný, CSc. |
| Úroveň studia | postgraduální | Povinnost | povinně volitelný |
| Ročník | | Semestr | zimní + letní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 1996/1997 | Rok zrušení | 2007/2008 |
| Určeno pro fakulty | | Určeno pro typy studia | doktorské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Bude doplněno.
Vyučovací metody
Anotace
Základním cílem předmětu je poskytnout technicky orientovanému 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.
Povinná literatura:
LITERATURA pro 516 909/01:
(1) Sochor,V.: Lasery a koherentní svazky, Academia, Praha 1990
(2) Zacharevskij,A.,N.:Interferometery, Moskva 1952
(3) Fuka,J.-Havelka,B.: Optika, SPN, Praha 1961
(4) Sequens,J.: Technika zviditelňování fyzikálních polí, Academia,Praha 1980
(5) Baleš,J.-Szabó,V.: Holografická interferometria v experimentalnej
mechanike, Veda, Bratislava 1986
(6) Obraz,J.: Ultrazvuk v měřící technice, SNTL, Praha 1984
(7) Klujev,V.,V.: Pribory dlja nerazrušajuščego kontrolja materialovi
rozdelij, Mašinostrojenije, Moskva 1986
(8) Brož,J.: Základy fyzikálních měření II. SPedN, Praha 1961
(9) Jones,S,R.-Wykes,V.: Holographic nad Speckle Interferometry, Cambridge
University Press, Cambridge 1985
(10)Kováč,S.-Illavský,D.-Leško,J.: Metody kontroly technologických procesov.
Spektrálne metody v organickej chemii a technologii. Alfa, Bratislava 1987
(11)Pluta,M.: Advanced Light Microscopy. PWN, Warszava 1988
(12)Arfken,G.,B.-Griffing,D.,F.-Kelly,D.,C.: University Physics, Academia
Press,N.Y.1984
(13)Kopečný, J.: Fyzika IIa, IIb, VŠB, Ostrava 2000
LITERATURA pro 516 909/02:
1. SOCHOR,V. Lasery a koherentní svazky. Praha: Academia, 1990.
2. ZACHAREVSKIJ, A. N. Interferometery. Moskva, 1952.
3. FUKA, J.; HAVELKA, B. Optika. Praha: SPN, 1961.
4. SEQUENS, J. Technika zviditelňování fyzikálních polí. Praha: Academia, 1980.
5. BALEŠ, J.; SZABÓ,V. Holografická interferometria v experimentalnej
mechanike. Bratislava: Veda, 1986.
6. OBRAZ, J. Ultrazvuk v měřící technice. Praha: SNTL, 1984.
7. KLUJEV,V. V. Pribory dlja nerazrušajuščego kontrolja materialovi rozdelij.
Moskva: Mašinostrojenije, 1986.
8. BROŽ, J. Základy fyzikálních měření II. Praha: SPedN, 1961.
9. JONES, S. R.; WYKES, V. Holographic nad Speckle Interferometry. Cambridge:
Cambridge University Press, 1985.
10.KOVÁČ, S.; ILLAVSKÝ, D.; LEŠKO, J. Metody kontroly technologických
procesov. Spektrálne metody v organickej chemii a technologii. Bratislava:
Alfa, 1987.
11.PLUTA, M. Advanced Light Microscopy. Warszava: PWN, 1988.
12.ARFKEN, G. B.; GRIFFING, D. F.; KELLY, D. C. University Physics. N.Y.:
Academia Press, 1984.
13.KOPEČNÝ, J. Fyzika IIa, Iib. Ostrava: VŠB, 2000.
14.ŠEDA, J. Použití ionizujícího záření v technice. Praha: ČVUT, 1973.
15.MUSÍLEK, L. Využití ionizujícího záření ve výzkumu. Praha: ČVUT, 1992.
Doporučená literatura:
Další studijní materiály
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 (12,13)
Obecné zákonitosti užití záření v technických měřících metodách, záření
vlnového a korpuskulárního charakteru, foton, částice, de Broglieho
hypotéza.
2. Základní vlastnosti elektromagnetického záření (13)
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 (2,3)
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 (4)
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 (5,9)
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 (8)
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 (8,11)
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 (10)
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 (6)
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 (7)
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 (8)
Elektrická a magnetická čočka, konstrukce mikroskopu na průchod a na odraz,
rozlišovací schopnost. Elektronová difrakce. Identifikace látky a jejich
parametrů.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.