Otázky ke státní závěrečné zkoušce Nanotechnologie

Podobné dokumenty
Otázky ke státní závěrečné zkoušce Nanotechnologie

Fyzika, maturitní okruhy (profilová část), školní rok 2014/2015 Gymnázium INTEGRA BRNO

Maturitní témata fyzika

Okruhy k maturitní zkoušce z fyziky

Gymnázium, Havířov - Město, Komenského 2 MATURITNÍ OTÁZKY Z FYZIKY Školní rok: 2012/2013

Profilová část maturitní zkoušky 2017/2018

Maturitní témata profilová část

Tabulace učebního plánu. Vzdělávací obsah pro vyučovací předmět : Fyzika. Ročník: I.ročník - kvinta

pro studijní obor optika

Maturitní otázky z předmětu FYZIKA

Požadavky ke státní závěrečné zkoušce pro obor učitelství fyziky pro SŠ

Maturitní temata z fyziky pro 4.B, OkB ve školním roce 2011/2012

Maturitní otázky z předmětu FYZIKA

Otázky ke státní závěrečné zkoušce Nanotechnologie

Seznam otázek pro zkoušku z biofyziky oboru lékařství pro školní rok

Státní zkouška. Učitelství fyziky pro střední školy

Fyzika opakovací seminář tematické celky:

Maturitní otázky z fyziky Vyučující: Třída: Školní rok:

Maturitní okruhy Fyzika

MATURITNÍ TÉMATA Z FYZIKY

Obsah PŘEDMLUVA...9 ÚVOD TEORETICKÁ MECHANIKA...15

B) výchovné a vzdělávací strategie jsou totožné se strategiemi vyučovacího předmětu Fyzika.

Fotonické nanostruktury (nanofotonika)

Podmínky pro hodnocení žáka v předmětu fyzika

Podmínky pro hodnocení žáka v předmětu fyzika

Požadavky ke státní závěrečné zkoušce pro obor Učitelství fyziky pro SŠ

5.5 Vzdělávací oblast - Člověk a příroda Fyzika Blok přírodovědných předmětů - Fyzika

Podmínky pro hodnocení žáka v předmětu fyzika

školní vzdělávací program ŠKOLNÍ VZDĚLÁVACÍ PROGRAM DR. J. PEKAŘE V MLADÉ BOLESLAVI RVP G 8-leté gymnázium Fyzika II. Gymnázium Dr.

Zkušební požadavky k bakalářské zkoušce z fyziky pro studijní obor Obecná fyzika a matematická fyzika

Optika a nanostruktury na KFE FJFI

5. 9. FYZIKA Charakteristika předmětu

Fotonické nanostruktury (alias nanofotonika)

Termika a molekulová fyzika Teplota a její měření: nultý termodynamický zákon, teploměry, empirická, absolutní a termodynamická

SLO/PGSZZ Státní doktorská zkouška Sdz Z/L. Povinně volitelné předměty 1 - jazyková průprava (statut bloku: B)

laboratorní řád, bezpečnost práce metody fyzikálního měření, chyby měření hustota tělesa

c) vysvětlení jednotlivých veličin ve vztahu pro okamžitou výchylku, jejich jednotky

Obsah PŘEDMLUVA 11 ÚVOD 13 1 Základní pojmy a zákony teorie elektromagnetického pole 23

Laserová technika prosince Katedra fyzikální elektroniky.

Od kvantové mechaniky k chemii

13. Spektroskopie základní pojmy

MAKROSVĚT ~ FYZIKA MAKROSVĚTA (KLASICKÁ) FYZIKA

Maturitní otázky z fyziky 2015/16

Zkušební požadavky k bakalářské zkoušce z fyziky pro obor Optika a optoelektronika. verze 4:

Seminář z fyziky II

MINISTERSTVO ŠKOLSTVÍ MLÁDEŽE A TĚLOVÝCHOVY

Fyzika II mechanika zkouška 2014

MATURITNÍ OKRUHY Z FYZIKY

Optické spektroskopie 1 LS 2014/15

České vysoké učení technické v Praze Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská. Příloha formuláře C OKRUHY

UČIVO. Termodynamická teplota. První termodynamický zákon Přenos vnitřní energie

2. Mechanika tekutin. Volné netlumené a tlumené harmonické kmity. Nucené harmonické kmity. Stojaté vlny.

Otázky ke státní závěrečné zkoušce Nanotechnologie

Elektřina a magnetismus UF/ Základy elektřiny a magnetismu UF/PA112

FYZIKA II Otázky ke zkoušce

Fyzika - Sexta, 2. ročník

VÝUKA FYZIKY NA FAKULTĚ ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ VUT V BRNĚ. Pavel Koktavý

ŠKOLNÍ VZDĚLÁVACÍ PROGRAM DR. J. PEKAŘE V MLADÉ BOLESLAVI

OBECNÁ FYZIKA III (KMITY, VLNY, OPTIKA), FSI-TF-3

Fyzikální seminář. Zákon zachování hybnosti a energie, ráz těles. gravitačním poli. Keplerovy zákony. Rovnovážná poloha tuhého tělesa.

Rozšiřující studium učitelství pro střední školy - fyzika

Vzdělávací obor: Fyzika. Předmět: Fyzika. Oblast a obor jsou realizovány v povinném předmětu fyzika a ve volitelném předmětu Seminář fyziky.

Fyzika 6. ročník. přesahy, vazby, mezipředmětové vztahy průřezová témata. témata / učivo. očekávané výstupy RVP. očekávané výstupy ŠVP

Evropský sociální fond "Praha a EU: Investujeme do vaší budoucnosti"

Mikro a nano vrstvy. Technologie a vlastnosti tenkých vrstev, tenkovrstvé sensory - N444028

Státní závěrečná zkouška. Magisterský program Fyzika, obor Učitelství fyziky pro střední školy

České vysoké učení technické v Praze Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská OKRUHY. ke státním zkouškám DOKTORSKÉ STUDIUM

Společná laboratoř optiky. Skupina nelineární a kvantové optiky. Představení vypisovaných témat. bakalářských prací. prosinec 2011

Vybrané podivnosti kvantové mechaniky

Úvod do spektrálních metod pro analýzu léčiv

Fyzika II. Marek Procházka Vlnová optika II

ŠVP Gymnázium Jeseník Seminář z fyziky oktáva, 4. ročník 1/5

Kvantová informatika pro komunikace v budoucnosti

Základní otázky pro teoretickou část zkoušky.

Sylabus přednášky Kmity a vlny. Optika

Vzdělávací obor: Předmět: Fyzika. Oblast a obor jsou realizovány v povinném předmětu fyzika a ve volitelném předmětu Seminář fyziky.

Základy spektroskopie a její využití v astronomii

Optika. Co je světlo? Laser vlastnosti a využití. Josef Štěpánek Fyzikální ústav MFF UK

3. Vlastnosti skla za normální teploty (mechanické, tepelné, optické, chemické, elektrické).

Metody využívající rentgenové záření. Rentgenovo záření. Vznik rentgenova záření. Metody využívající RTG záření

Název a číslo materiálu VY_32_INOVACE_ICT_FYZIKA_OPTIKA

Jaký obraz vytvoří rovinné zrcadlo? Zdánlivý, vzpřímený, stejně velký. Jaký obraz vytvoří vypuklé zrcadlo? Zdánlivý, vzpřímený, zmenšený

Fyzikální chemie. ochrana životního prostředí analytická chemie chemická technologie denní. Platnost: od do

Zkušební otázky pro bakalářské SZZ Fyzika, Fyzika pro vzdělávání, Biofyzika

ZŠ ÚnO, Bratří Čapků 1332

Metody využívající rentgenové záření. Rentgenografie, RTG prášková difrakce

Rozšiřující studium učitelství pro 2. stupeň ZŠ - fyzika

Reálné gymnázium a základní škola města Prostějova 5.6 Učební osnovy: Fyzika

Elektromagnetické vlnění

7.11 Pojetí vyučovacího předmětu Fyzika RVP EL

Fyzika. 8. ročník. LÁTKY A TĚLESA měřené veličiny. značky a jednotky fyzikálních veličin

SEMINÁŘ Z FYZIKY - tématický plán Třída : 4.A,B Počet hodin : 54 (2/týden) Vyučující : J. Bochenková Škol. rok: 2014/2015 Učebnice :

Vibrace atomů v mřížce, tepelná kapacita pevných látek

Fyzikální veličiny jejich soustavy a jednotky skalární a vektorové veličiny

Stanovení forem, termínů a témat profilové části maturitní zkoušky oboru vzdělání M/01 Strojírenství STROJÍRENSKÁ TECHNOLOGIE

OSMILETÉ GYMNÁZIUM BUĎÁNKA, o.p.s. TEMATICKÉ PLÁNY TEMATICKÝ PLÁN (ŠR 2010/11)

Přehled látky probírané v předmětu Elektřina a magnetismus

TÉMATA K OPAKOVÁNÍ LÁTKY Z FYZIKY školní rok 2008/2009

ELEKTROMAGNETISMUS ELEKTRO MAGNETISMUS

Vlnění, optika a atomová fyzika (2. ročník)

Transkript:

Otázky ke státní závěrečné zkoušce Nanotechnologie (bakalářské studium) Katedra experimentální fyziky Univerzita Palackého v Olomouci 1. Fyzika (KEF/SZZF) 1. Kinematika a dynamika hmotného bodu. Newtonovy pohybové zákony. Práce, energie, zákon zachování mechanické energie. Lagrangeův a Hamiltonův formalismus. Mechanika soustavy hmotných bodů. Mechanika tuhého tělesa. Všeobecná gravitace. 2. Mechanika tekutin. Volné netlumené a tlumené harmonické kmity. Nucené harmonické kmity. Stojaté vlny. 3. Základní poznatky molekulové fyziky, stav soustavy, pravděpodobnost rovnovážného stavu, rovnovážný děj, děje vratné a nevratné. Vnitřní energie soustavy, děje v ideálním plynu, stavová rovnice, měrná a molární tepelná kapacita. 4. Základní poznatky kinetické teorie plynů, základní rovnice pro tlak plynu, vztah mezi teplotou a kinetickou energií soustavy. Maxwellův zákon o rozdělení rychlostí molekul v plynu, rozdělovací funkce, Maxwell-Boltzmanovy statistiky. Termodynamické zákony, pojem entropie. Transport tepla vedením, prouděním a radiací. Základy kinetické teorie kapalin a pevných látek. 5. Elektrostatické pole ve vakuu a v dielektriku, elektrostatická indukce. Potenciál elektrostatického pole, nenabitý vodič v elektrostatickém poli. Kapacita vodičů, kondenzátory. 6. Stacionární elektrické pole. Rovnice spojitosti elektrického proudu, Kirchhoffovy zákony a jejich užití při řešení elektrických sítí. Ustálený elektrický proud v kovových vodičích, polovodičích, elektrolytech, plynech a ve vakuu. 7. Stacionární magnetické pole, Biotův-Savartův-Laplaceův zákon, Lorentzova síla. Síly působící v magnetickém poli na nabitou částici a vodič s proudem. 8. Nestacionární elektromagnetické pole, Faradayův zákon elektromagnetické indukce, vlastní a vzájemná indukce. Střídavé proudy, řešení obvodů s ideálními prvky R, L, C. Elektromagnetické kmity a vlny. 9. Maxwellova teorie nestacionárního elektromagnetického pole, aplikace teorie na zvláštní typy polí (elektrostatické, magnetostatické, stacionární, kvazistacionární, nestacionární), pole oscilujícího dipólu a elektromagnetické vlny, šíření vln v neomezených prostředích: bezztrátovém, ztrátovém a elektricky anizotropním, vlny na rozhraní a Kirchhoffova teorie ohybu. Zákony zachování elektromagnetického pole. 10. Zákony geometrické optiky, paprskové zobrazování, lom a odraz světla a jejich využití, základní typy optických systémů, optické přístroje. 11. Fyzikální podstata, vznik a šíření optického záření, vlnová rovnice, rovinná a sférická postupná vlna.vlastnosti a klasifikace optických prostředí, disperze, absorpce a rozptyl světla. Popis a vlastnosti polarizovaného světla. 12. Šíření světla v anizotropním prostředí, klasifikace anizotropních materiálů a jejich využití. Interference a koherence světla, popis, realizace a využití dvousvazkové a mnohosvazkové interference. Difrakce světla, metody popisu, Fresnelova a Fraunhoferova teorie difrakce, vlnová teorie zobrazování, princip optické holografie. Korpuskulárně-vlnový dualismus světla a látky, kvantové generátory světla (lasery). Základní nelineární optické jevy. 1

13. Kvantové představy ve fyzice Stern-Gerlachův experiment, dvouštěrbinový experiment. Matematický aparát nerelativistické kvantové mechaniky vektor stavu, Hilbertův prostor stavů. Operátory fyzikálních veličin princip korespondence. Dirackova závorková symbolika. Relace neurčitosti. Teorie reprezentací. Vlnová funkce. Časová a bezčasová Schroedingerova rovnice. 14. Jednoduché 1d modely nekonečně a konečně hluboká potenciálová jáma, harmonický oscilátor. Algebraické řešení harmonického oscilátoru kreační a anihilační operátory. Tunelový jev, koeficienty odrazu a průchodu. 15. Kvantová mechanika ve 3D Laplaceův operátor, operátor impulsmomentu a úhlová část Laplaceova operátoru, vlastní funkce úhlové části Laplaceova operátoru, řešení radiální části Laplaceova operátoru pro jednoduché 3D modely sférická ne/konečně hluboká potenciálová jáma, izotropní harmonický oscilátor, atom vodíku. Spin. Pauliho rovnice. 16. Přibližné metody kvantové mechaniky stacionární ne/degenerované (lineární harmonický oscilátor v homogenním poli, anharmonický oscilátor, Starkův efekt) případy. Jemná struktura spektra atomu vodíku, Zeemanův jev. Variační metoda pro atom helia. WKB aproximace aplikace na rozpad α částice. 17. Elektromagnetické záření. Atomový obal, modely atomu. Kvantování elektronových drah. Atomy s více elektrony, zářivé jevy v atomovém obalu. 18. Jádro atomu, složení, vlastnosti, modely. Radioaktivní rozpad. Jaderné procesy a energetika. Ionizující záření. Dozimetrie. Elementární částice, interakce, zákony zachování. 19. Teorie relativity, Lorentzova transformace a její důsledky. Vektory a tenzory v Minkowského prostoročase. Relativistická dynamika částice. Úvod do obecné teorie relativity. 2

2. Základy nanotechnologií (KEF/SZZZN) 1. Definice nanotechnologií, základní poznatky, třídění nanostruktur. Fyzikální jevy v nanosvětě, důvody odlišného chování. Mechanické vlastnosti nanostruktur. Elektrické vlastnosti nanostruktur. 2. Nanočástice (definice, charakterizace velikosti, rovnovážné tvary, Wulfovo kritérium, vnitřní struktura a její fluktuace), nanodráty (definice, elektrické vlastnosti, nanovlákna) a nanovrstvy (definice, vlastnosti). Uhlíkové nanostruktury (hybridizace, krystalické objemové formy uhlíku, fulereny, fulerity, fuleridy, grafen, uhlíkové nanotrubičky). Nanofluidy, ferofluidy (definice, aplikace) a koloidní krystaly. 3. Metody syntézy nanočástic (růst nanočástic, fyzikální metody přípravy kondenzace, ablace, pyrolýza, termolýza, chemické metody přípravy redukce solí, sol-gel, speciální metody přípravy, řízení velikostní distribuce a morfologie částic, stabilizace a pasivace částic, příprava dutých nanočástic), nanodrátů (VLS syntéza, šablonové metody), nanovrstev (metody přípravy - spin coating, dip coating, napařování, naprašování, CVD, MBE, ALD) a uhlíkových nanostruktur (přípravy grafenu, nanotrubiček, fulerenů). 4. Aplikace nanočástic (katalyzátory, fotokatalyzátory, využití optických vlastností, fluorescenční značky, využití magnetických vlastností). Aplikace nanodrátků, nanovláken a uhlíkových nanostruktur (elektrické, mechanické, pohybové, tepelné). 5. Fyzikální techniky tvorby nanostruktur: litografie světelná, elektronová, iontové a atomové svazky, techniky založené na mikroskopii skenující sondou, laserová ablace, mikrokontaktní tisk. 6. Samouspořádání (princip, interakce), šablonová SA, tvorba samouspořádaných vrstev a jejich aplikace. 7. Optické vlastnosti nanostrukturních materiálů, nanopigmenty. Nanomateriály pro uchování energie, palivové články. Nanokrystalické oxidy kovů jako plynové senzory. Nanomateriály ve fotoelektrochemických aplikacích. 8. Základy nanoelektroniky (MOSFET a problémy při zmenšování, nanoarchitektura, speciální hradla, RTD, QCA). Polovodičové nanočástice. 9. Biomagnetické a magnetické separační a purifikační procesy s využitím nanočástic. Kontrastní látky pro MRI. Využití magnetických i nemagnetických nanomateriálů v medicíně. 10. Využití magnetických nanočástic v léčbě nádorových onemocnění (hypertermie). Antimikrobiální účinky nanočástic. Magnetické nosiče. Zdravotní a ekologické dopady nanotechnologií. 3

3. Základy nanofotoniky (KEF/SZZZF) 1. Planární a radiální vlnovody a jejich vlastnosti, disperzní rovnice, módová struktura. Vazby mezi módy jako nástroj vytváření fotonických prvků. 2. Vláknové a objemové fotonické prvky - děliče, izolátory, atenuátory, modulátory. Polovodičové optické prvky diody, lasery. 3. Lasery principy, struktura, typy, režimy činnosti. Optické rezonátory. 4. Nelineární jevy v optice systematizace nelineárních jevů, generace druhé harmonické, parametrické procesy, Kerrovská nelinearita, Ramanův rozptyl, fázová konjugace, solitony. 5. Nelineární jevy ve fotonických strukturách, vliv lokalizace optického pole. Klasický a kvantový popis nelineárních jevů mezoskopických systémů. Periodické pólování nelineárních materiálů. 6. Spontánní sestupná frekvenční konverze v moderních fotonických strukturách. Generace fotonových párů, kvantová provázanost fotonových párů. 7. Statistické vlastnosti světla o nízkých intenzitách. Generace stlačeného světla v moderních fotonických strukturách. Homodynní detektor. Základní vlastnosti detektorů světla. 8. Polovodičové lasery a laserové diody. Ultrakrátké pulsy jako nástroj moderního fotonického zpracování informace. Elektrooptické a akustooptické jevy při tvarování ultrakrátkých optických impulsů. Diagnostika ultrakrátkých impulsů. 9. Detekce jednotlivých fotonů. Vnitřní a vnější fotoelektrický jev. Fotodiody PIN a lavinové, Fotonásobiče. Maticové detektory, CCD kamery, intenzifikované CCD kamery, EMCCD kamery. Metody čítání počtu fotonů. 4

4. Přístrojová fyzika pro nanotechnologie (KEF/SZZFN) 1. Struktura měřicího řetězce; převodníky fyzikálních veličin (charakteristiky), zpracování signálů z detektorů, zesilování a úprava signálů, analýza. 2. Senzory mechanických, tepelných, elektrických a magnetických veličin, chemické senzory. 3. Detektory optického záření, detektory ionizujícího záření 4. Inteligentní senzory. 5. Nanosenzorika, principy využití nanočástic a nanoobjektů. 6. Konstrukce měřicích a testovacích systémů; číslicové měřicí systémy, měřicí software. 7. Vakuová technika, měření a získávání vakua; Kryogenní technika, měření a získávání nízkých teplot, supravodivost, supratekutost. 8. Vysokoteplotní a vysokotlaká technika. 9. Využití ionizujícího záření ve výzkumu a v průmyslu. 10. Moderní měřicí systémy nanosvěta 5