PředmětyPředměty(verze: 953)
Předmět, akademický rok 2023/2024
   Přihlásit přes CAS
Vakuová fyzika - NEVF126
Anglický název: Vacuum Physics
Zajišťuje: Katedra fyziky povrchů a plazmatu (32-KFPP)
Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
Platnost: od 2020
Semestr: zimní
E-Kredity: 5
Rozsah, examinace: zimní s.:2/1, Z+Zk [HT]
Počet míst: neomezen
Minimální obsazenost: neomezen
4EU+: ne
Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
Stav předmětu: vyučován
Jazyk výuky: čeština, angličtina
Způsob výuky: prezenční
Způsob výuky: prezenční
Další informace: https://physics.mff.cuni.cz/kfpp/rozvrh.html
Garant: RNDr. Tomáš Gronych, CSc.
doc. RNDr. Jiří Pavlů, Ph.D.
Anotace -
Úvod do studia fyziky nízkých tlaků a vakuové techniky. Základní představy o vakuu, kinetický popis zředěného plynu. Interakce plynu s povrchem, základy teorie sorpčních procesů; fyzikální principy využívané k získávání a měření vakua.
Poslední úprava: T_KEVF (15.05.2005)
Podmínky zakončení předmětu

Získání zápočtu je podmínkou pro konání zkoušky.

Udělení zápočtu je podmíněno průběžnou účastí na výuce, aktivitou při cvičeních a úspěšným absolvováním závěrečné písemky.

Povaha kontroly studia předmětu vylučuje opakování této kontroly, zápočet se tedy opakovat nedá.

Poslední úprava: Gronych Tomáš, RNDr., CSc. (12.10.2017)
Literatura

Pátý L.: Fyzika nízkých tlaků, Academia Praha 1968.

O’Hanlon : Vacuum Physics

Hoffman D. M.: Handbook of Vakuum Science, Academic Press, San Diego, USA

Poslední úprava: Řepa Petr, doc. RNDr., CSc. (09.01.2007)
Metody výuky -

Výuka v ZS 2020 probíhá formou on-line přednášek. Více informací viz https://physics.mff.cuni.cz/kfpp/rozvrh.html

Poslední úprava: Roučka Štěpán, doc. RNDr., Ph.D. (06.10.2020)
Požadavky ke zkoušce

Zkouška je ústní.

Požadavky ke zkoušce odpovídají sylabu předmětu v rozsahu, který byl prezentován na přednáškách.

Poslední úprava: Gronych Tomáš, RNDr., CSc. (12.10.2017)
Sylabus -

1. Vývoj a význam fyziky nízkých tlaků

Historický vývoj a význam fyziky nízkých tlaků. Definice vakua, obory vakua. Vlastnosti plynů za nižších tlaků, termodynamická rovnováha, empirické stavové rovnice, pojem množství plynu. Směs plynů, parciální tlak.

2. Kinetická teorie plynu

Kinetická teorie, pojem molekuly v kinetické teorii, ideální plyn. Maxwell-Boltzmanovo rozdělení rychlostí, střední hodnoty rychlosti a energie molekul. Kinetický výklad tlaku plynu, tlak a koncentrace, stavová rovnice ideálního plynu. Vzájemné srážky molekul, srážková frekvence, střední volná dráha, absorpce svazku částic plynem.

Reálné plyny, souhlas s předpoklady modelu ideálního plynu, průměr molekuly.

3. Molekulární a viskosní model plynu

Poměr mezi nárazy molekul na stěnu a srážkami molekul mezi sebou, Knudsenovo číslo, viskosní a molekulární popis chování plynu.

Přenos molekulární veličiny plynem. Tepelná vodivost plynu, výklad závislosti koeficientu tepelné vodivosti na tlaku plynu, koeficient akomodace. Vnitřní tření v plynu, výklad závislosti viskozity na tlaku plynu. Efuze, tepelná transpirace. Proud plynu, viskózní a molekulární režim proudění. Vakuová vodivost, výpočet vodivosti otvoru a trubky ve viskózním a molekulárním režimu.

4. Interakce plynu s pevnou látkou

Srážky molekuly s povrchem, srážková frekvence, difuzní a zrcadlový odraz, adsorpce. Vazební energie adsorpce, doba pobytu molekuly na povrchu, fyzikální adsorpce a chemisorpce. Kinetika sorpce, adsorpční a desorpční proud, rovnovážný stav, adsorpční izoterma. Henryho izoterma, koeficient ulpění, monomolekulární adsorpce. Langmuirova izoterma, polymolekulární adsorpce.

Rozpouštění plynu v pevných látkách, difuze plynu v pevných látkách, permeace, vztah mezi rozpustností a difuzním a permeačním koeficientem. Vypařování, kondenzace, tenze par, vypařovací rychlost.

5. Charakteristiky vakuového systému

Čerpací rychlost, maximální hodnota čerpací rychlosti. Pokles tlaku ve vakuovém systému při čerpání, časová konstanta vakuového systému. Vakuový systém se zdroji plynu, mezní tlak, podíl jednotlivých zdrojů plynu na mezním tlaku. Vliv sorpce na pokles tlaku při čerpání, odplyňování za zvýšené teploty.

6. Aplikace fyziky nízkých tlaků

Fyzikální procesy využívané k získávání a měření vakua. Využití vakua v experimentu a technice. Vakuová zařízení založená na volném pohybu částic (vakuové napařování, přístroje se svazky částic). Vakuová zařízení využívající vakua jako ochranné atmosféry (vakuové metalurgie, příprava čistých a reaktivních látek). Ultravakuová zařízení (studium vlastností povrchů, vakuová zařízení s absencí uhlovodíků).

Poslední úprava: Řepa Petr, doc. RNDr., CSc. (09.01.2007)
 
Univerzita Karlova | Informační systém UK