Fyzika pevných látek ve stavebnictví

Garant předmětu:

Jiří Konfršt

Přednášející:

Jiří Konfršt

Cvičící:

Jiří Konfršt

Předmět zajišťuje:

katedra fyziky

Anotace:

Pevné látky, krystalová struktura, teorie atomového obalu, valenční vrstva, typy vazeb, dislokace, kritická energie trhliny, kmitání hmot, vlastní frekvence, tlumení systému, způsoby porušení, typy lomu, elektronové mikroskopy, řádkovací tunelový mikroskop, mikroskop atomárních sil, difrakce, difrakční metody, polovodiče, p-n přechod, fotovoltaický jev, solární články, přenos tepla a vlhkosti.

Požadavky:

nestanoveny

Osnova přednášek:

Definice pevných látek, pohyb a lokace elektronu, stavba elektronového obalu, typy vazeb mezi atomy a molekulami (kovalentní, iontová, kovová, van der Waalsova, vodíková), Bravavaisovy mřížky, krystalové struktury, dislokace, kritické napěti, koncentrace napětí na trhlině, metody určování struktury, elektronové mikroskopy (TEM - transmisní elektronový mikroskop, SEM - řádkovací elektronový mikroskop), neoptické mikroskopy (STM - řádkovací tunelový mikroskop, AFM - mikroskop atomárních sil), difrakce (rentgenova záření, elektronů, neutronů), difrakční metody, polovodiče (vlastní, příměsové), p-n přechod, dioda jako usměrňovač, LED dioda, fotovoltaický jev, solární články, přenosové jevy, Fourierův a Fickův zákon, diferenciální rovnice vedení tepla a vlhkosti.

Osnova cvičení:

Ústav fyziky pevných látek AV ČR - exkurze (experimentální určování krystalické struktury, difrakční metody)

Ústav pro hydrodynamiku AV ČR - exkurze (elektronová mikroskopie, stanovení koncentrace pevných látek ve vodním prostředí pomoci gama zářičů, měření viskozity polymerů)

Laboratoře Katedry fyziky: měření charakteristik solárních článků, laserový mikroskop (stanovení drsnosti povrchů), studium vlhkostních procesů v kapilárně porézních látkách, měření termických parametrů a jejich změn v závislosti na vlhkosti

Cíle studia:

Seznámení se základy teorie pevných látek, metodami zkoumání jejich struktury a některých procesů v nich probíhajících. Cílem předmětu je rozšířit znalosti studentů o fyzikální podstatu probíraných dějů, na které navazujíc v odborných předmětech praktické postupy navrhování a dimenzování konstrukcí.

Studijní materiály:

Kittel Ch.: Úvod do fyziky pevných látek, Academia, Praha, 1985

Dekker A.J.: Fyzika pevných látek, Academia, Praha, 1966

Bird R.B., Stewart W.E., Lightfoot E.N.: Přenosové jevy, Academia, Praha, 1968

Kraus I.: Struktura a vlastnosti krystalů, Academia, Praha, 1993

Novotný R., Pech P.: Teorie v mechanice spojitých prostředí, ČZU, Praha, 2008

Kunz J.: Základy lineární a nelineární lomové mechaniky pro inženýrskou praxi, ČVUT, 2020

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2023/2024:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2023/2024:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Stavební inženýrství, obor Konstrukce pozemních staveb (povinně volitelný předmět)
• obor Konstrukce a dopravní stavby, zaměření Inženýrské konstrukce (povinně volitelný předmět)
• obor Konstrukce a dopravní stavby, zaměření Dopravní stavby (povinně volitelný předmět)
• Stavební Inženýrství - konstrukce a dopravní stavby, specializace Inženýrské konstrukce (povinně volitelný předmět)
• Stavební Inženýrství - konstrukce a dopravní stavby, specializace Dopravní stavby a geotechnika (povinně volitelný předmět)
• Stavební inženýrství - pozemní stavby, specializace Projektování pozemních staveb (povinně volitelný předmět)
• Stavební inženýrství - pozemní stavby, specializace Statika pozemních staveb (povinně volitelný předmět)