Fluctuations in Physical Systems - NEVF150

• Title: Fluktuace ve fyzikálních systémech
• Guaranteed by: Department of Surface and Plasma Science (32-KFPP)
• Faculty: Faculty of Mathematics and Physics
• Actual: from 2018
• Semester: summer
• E-Credits: 3
• Hours per week, examination: summer s.:2/0, Ex [HT]
• Capacity: unlimited
• Min. number of students: unlimited
• 4EU+: no
• Virtual mobility / capacity: no
• State of the course: taught
• Language: Czech
• Teaching methods: full-time
• Guarantor: prof. RNDr. Ivan Ošťádal, CSc.
• Teacher(s): prof. RNDr. Ivan Ošťádal, CSc.

Annotation

English

Introduction into study of fluctuations in simple physical systems and electronic elements. Types of electrical noise (thermal, shot, generation-recombination, burst, excess - 1/f). Fluctuations - source of information on system dynamics. Measurability and measurement of electrical quantities and noise, methods of data processing.

Last update: T_KEVF (12.05.2005)

Czech

Úvod do studia fluktuací v jednoduchých fyzikálních systémech a elektronických prvcích. Druhy elektrického šumu (tepelný, výstřelový, generačně-rekombinační, impulsní, blikavý -1/f). Fluktuace - zdroj informace o dynamice systému. Problém měřitelnosti a měření elektrických veličin a šumu, metody zpracování dat.

Last update: T_KEVF (12.05.2005)

Course completion requirements

Podmínkou zakončení předmětu je úspěšné složení zkoušky, tj. hodnocení zkoušky známkou "výborně", "velmi dobře" nebo "dobře". Zkouška musí být složena v období předepsaném harmonogramem akademického roku, ve kterém student předmět zapsal.

Last update: Pavlů Jiří, doc. RNDr., Ph.D. (14.06.2019)

Literature

A. van der Ziel, History of Noise Research, Advances in Electronics, 50 (1980) 351-409.

A. van der Ziel, Noise in Measurements, J. Willey &sons, N.Y., London, Toronto, Sydney, 1976.

M. J. Buckingham, Noise in Electronic devices and Systems, J. Willey & sons, N.Y., Chichester, 1983.

D. A. Bell, Noise and the Solid State, Pentech Ltd, London, 1985.

D. A. Bell, Electrical Noise, van Nostrad, London, 1960.

R. Serra, M. Andretta, M. Compiani and G. Zanarini, Introduction to the physics of complex systems, Pergamon Press, N.Y., London, 1986.

Last update: T_KEVF (12.05.2005)

Requirements to the exam

Zkouška je ústní, dvě otázky vycházejí ze sylabu přednášky a požadované znalosti odpovídají odpřednášenému rozsahu.

Last update: Ošťádal Ivan, prof. RNDr., CSc. (07.06.2019)

Syllabus

English

1. Mathematical basics - processing of measured quantities, sampling, Fourier transform, time and frequency filters, digital filtering.

2. Fluctuation of physical quantities, relaxations, noise. Mathematical description of fluctuations, basic theorems.

3. Noise - undesirable phenomenon, source of information. Noise and measurements - signal detection, sensitivity, noise, limits of measurements. Analog and digital measurements. Synchro-detection.

4. Electrical noise at charge transport and emission in simple systems. Noise: thermal, shot, generation -recombination, burst, flicker - 1/f. Noise figure, equivalent noise resistance. Noise in vacuum, semiconductor, low temperature and laser electronic elements. Noise measurements - methods.

5. Noise in thin films physics - contemporary questions and subjects of interest.

Last update: T_KEVF (12.05.2005)

Czech

1. Matematický aparát - zpracování měřených veličin, vzorkování, užití Fourierovy transformace, filtrace v čase, filtrace ve frekvenci, digitální filtrace.

2. Fluktuace fyzikálních veličin, relaxace, šum. Matematický popis fluktuujících veličin, základní teorémy.

3. Šum - parazitní jev, zdroj informace. Měření omezené šumem - detekce, citlivost, šum, měřitelnost.

Problémy analogových a digitálních měření. Synchrodetekce.

4. Elektrický šum při přenosu a emisi náboje v jednoduchých systémech, druhy šumu (tepelný, výstřelový, generačně - rekombinační, impulsní, blikavý -1/f). Šumové číslo, ekvivalentní šumový odpor. Šum v elektronických prvcích - vakuových, polovodičových, pracujících při nízkých teplotách, laserech.

5. Měření šumu - metody měření náhodných procesů. Studium šumu ve fyzice tenkých vrstev - současné problémy.

Last update: T_KEVF (12.05.2005)