Předmět: Fyzika a fyzikální chemie materiálů a nanomateriálů

» Seznam fakult » PRF » CNB
Název předmětu Fyzika a fyzikální chemie materiálů a nanomateriálů
Kód předmětu CNB/FCHM
Organizační forma výuky Přednáška + Cvičení
Úroveň předmětu Bakalářský
Rok studia nespecifikován
Semestr Letní
Počet ECTS kreditů 4
Vyučovací jazyk Čeština
Statut předmětu Povinný
Způsob výuky Kontaktní
Studijní praxe Nejedná se o pracovní stáž
Doporučené volitelné součásti programu Není
Vyučující
  • Čapková Pavla, prof. RNDr. DrSc.
  • Kolská Zdeňka, prof. Ing. Ph.D.
Obsah předmětu
I. Blok (1.-6. týden): Chemické reakce. Základní typy, vyčíslování chemických reakcí; Stavové chování, základy termodynamiky - 0., 1., 2. a 3. věta termodynamická, spojené formulace, vnitřní energie, teplo, práce, vratné a nevratné děje, izo-děje, entropie, Gibbsova a Helmholtzova energie, termochemie, tepelné kapacity, reakční tepla, vliv velikosti povrchu;Fázové rovnováhy: v jednosložkových systémech, Gibbsův zákon fází, Clapeyronova rovnice, Clausiova-Clapeyronova rovnice, rovnováhy s-l, l-g, s-g, s-s, l-l, fázové rovnováhy ve vícesložkových systémech, směšovací a dodatkové veličiny, parciální molární veličiny, fázové diagramy vícesložkových soustav; základy elektrochemie: úvod, vodiče, elektrody, jejich dělení, elektrodové děje, elektrolyty, jejich dělení, potenciál elektrody, Beketova řada napětí kovů, elektrochemický článek, napětí článku, elektrolýza, Faradayovy zákony, galvanické články. II. Blok (7.-11. týden): Základy fyziky pevných látek: Popis periodicity a symetrie krystalových struktur. Vztah symetrie struktur a symetrie fyzikálních vlastností, Neumannův princip; Typy vazeb v pevných látkách a jejich vliv na vlastnosti pro kovalentní, iontové a kovové (strukturní fáze kovových slitin). Molekulární krystaly (slabé mezimolekulární interakce, vodíková vazba a příslušné vlastnosti). Tepelné vlastnosti pevných látek ? měrné teplo a tepelné kmity atomů, fonony a fononová frekvenční spektra, difúze v pevných látkách; Elektrony v pevných látkách, elektron v periodickém potenciálu, energetické pásy, polovodivé krystaly. Elektrické a magnetické vlastnosti pevných látek. III. Blok (12.-13. týden): Změny fyzikálních a fyzikálně-chemických vlastností materiálů s rozměrem - přechod od makro- k nano-rozměrům. Vlivu velikosti povrchu, poměr atomů na povrchu a v objemu se zmenšující se velikostí a vliv na změny hustoty, velikosti mřížových parametrů a vazebných energií. Vliv nanorozměrů na tepelné vlastnosti (teplotu tání a teplotu fázových přechodů); Změny elektronové struktury a optických vlastností při přechodu k nanorozměrům a jejich využití v optoelektronice.

Studijní aktivity a metody výuky
nespecifikováno
Výstupy z učení
Cílem kurzu je podat základní přehled o fyzice, chemii a fyzikální chemie materiálů se zaměřením na nanomateriály. Celý kurz je rozdělen na 3 bloky: I. Blok podává základy fyzikální chemie pevných látek. II. Blok je základním kurzem fyziky pevných látek a III. Blok vysvětluje změny fyzikálních a chemických vlastností pevných při přechodu k nanorozměrům. Kurz je doplněn cvičením, jehož náplní je procvičení základních teoretických partií a pochopení relací symetrie. Část tohoto cvičení se bude odehrávat v počítačové učebně s využitím komerčního modelovacího prostředí Materials studio firmy Biovia.

Předpoklady
nespecifikováno

Hodnoticí metody a kritéria
nespecifikováno
Zápočet se provádí písemným testem. Ti, kdo jej úspěšně absolvují, jsou poté ústně zkoušeni.
Doporučená literatura
  • Brechignac, C., Houdy P., Lahmani M. Nanomaterials and Nanotechnology; Springer; 2006. ISBN 978-3-540-72992-1.
  • Čapková P. Úvod do nanotechnologií a nanomateriálů; 2015, Studijní opory připravené v rámci projektu MEVAPOX..
  • J. Novák a kol. Fyzikální chemie, VŠCHT Praha 2005 (http://www.vscht.cz/fch/cz/pomucky/FCH4Mgr.view.pdf).
  • Kittel Ch. Úvod do fyziky pevných látek, Academia, Praha,. 1985.
  • KLOUDA, P. Fyzikální chemie. Vydalo nakladatelství Pavel Klouda Ostrava, 2002.
  • Mansoori, A. A. Principles of Nanotechnology 2004, World scientific publishing Co,. ISBN 13-978-981-256-15.
  • Söhnel O. Fyzikální chemie I. PF UJEP Ústí nad Labem, 2002.


Studijní plány, ve kterých se předmět nachází
Fakulta Studijní plán (Verze) Kategorie studijního oboru/specializace Doporučený ročník Doporučený semestr