Akustické metody ve fyzice materiálů - NFPL059

• Anglický název: Acoustic Methods in Materials Physics
• Podoba výuky: přednáška+cvičení
• Zajišťuje: Katedra fyziky materiálů (32-KFM)
• Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
• Platnost: od 2026
• Počet semestrů výuky: 1
• Semestr: zimní
• E-Kredity: 3
• Rozsah, examinace: zimní s.:1/1, KZ [HT]
• Počet míst: neomezen
• Maximální kapacita předmětu: neomezen
• Minimální obsazenost: neomezen
• 4EU+: ne
• Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
• Stav předmětu: vyučován
• Jazyk výuky: čeština, angličtina
• Forma uskutečňování: prezenční
• Možnost opakovaného zápisu: 2 / 2 / 2 / 2
• Garant: doc. Ing. Patrik Dobroň, Ph.D.
• Vyučující: doc. Ing. Patrik Dobroň, Ph.D.; prof. RNDr. Kristian Mathis, Ph.D., DrSc.
• Kategorizace předmětu: Fyzika > Fyzika pevných látek

Anotace

čeština

Předmět poskytuje přehled o akustických metodách pro charakterizaci strukturních a mechanických vlastností materiálů. Výuka se zaměřuje na čtyři hlavní oblasti: akustickou mikroskopii, ultrazvukovou defektoskopii, měření vnitřního tlumení a metodu akustické emise. Vedle podrobného popisu fyzikálních principů a experimentálního uspořádání jednotlivých metod je kladen důraz na interpretaci naměřených dat. Na celé řadě praktických příkladů bude demonstrována přímá souvislost mezi akustickými výstupy a mikrostrukturou materiálu, včetně sledování jejího dynamického vývoje v průběhu in-situ měření.

Poslední úprava: Pešička Josef, doc. RNDr., CSc. (10.06.2026)

angličtina

The course provides an overview of acoustic methods for characterizing the structural and mechanical properties of materials. It focuses on four main areas: acoustic microscopy, ultrasonic testing, internal friction measurement, and acoustic emission. Alongside physical principles and experimental setups, emphasis is placed on data interpretation. Numerous practical examples demonstrate the direct link between acoustic outputs and material microstructure, including its dynamic evolution during in-situ measurements.

Poslední úprava: Pešička Josef, doc. RNDr., CSc. (08.06.2026)

Podmínky zakončení předmětu

čeština

Klasifikovaný zápočet je udělován na základě aktivní účasti na přednášce a vypracováni zápočtové práce.

Poslední úprava: Dobroň Patrik, doc. Ing., Ph.D. (04.06.2026)

angličtina

The graded credit is awarded for active participation in tutorials and the submission of a seminar work.

Poslední úprava: Dobroň Patrik, doc. Ing., Ph.D. (04.06.2026)

Literatura

1. R. Truell, C. Elbaum, B. Chick: Ultrasonic Methods in Solid State Physics.

2. S. Nowick, B. S. Berry: Anelastic Relaxations in Crystalline Solids.

3. R. K. Miller, E.v.K. Hill: Nondestructive Testing Handbook, Third Edition: Volume 6, Acoustic Emission Testing, ASNT, 2005.

4. A. Briggs, O. Kolosov: Acoustic Microscopy. Oxford University Press, 2010.

5. K. Máthis, F. Chmelík: Exploring plastic deformation of metallic materials by the acoustic emission technique. InTech, 2012, 23-48.

Poslední úprava: Dobroň Patrik, doc. Ing., Ph.D. (04.06.2026)

Kontroly studia předmětu a podmínky pro jejich úspěšné vykonání, způsob hodnocení

čeština

Klasifikovaný zápočet je udělován na základě aktivní účasti na přednášce a vypracováni zápočtové práce.

Poslední úprava: Dobroň Patrik, doc. Ing., Ph.D. (04.06.2026)

angličtina

The graded credit is awarded for active participation in tutorials and the submission of a seminar work.

Poslední úprava: Dobroň Patrik, doc. Ing., Ph.D. (04.06.2026)

Sylabus

čeština

• Úvod do akustických metod a fyzikální základy (šíření elastických vln v pevných látkách, typy vln – podélné, příčné, povrchové, interakce akustických vln s materiálem).

• Akustická mikroskopie (princip, aplikace akustické mikroskopie při studiu povrchů, tenkých vrstev, rozhraní a lokalizace skrytých mikrotrhlin).

• Ultrazvuková defektoskopie a nedestruktivní testování – princip, detekce a kvantifikace makroskopických defektů (póry, staženiny, inkluze, delaminace v kompozitech).

• Vnitřní tlumení (anelastické chování materiálů, fyzikální interpretace vnitřního tlumení – interakce bodových defektů, pohyb dislokací a fázové transformace).

• Akustická emise (fyzikální principy vzniku AE, zdroje AE v materiálech, měření a analýza AE, korelace parametrů s deformačními křivkami a interpretace výsledků s ohledem na mikrostrukturu materiálů).

Poslední úprava: Dobroň Patrik, doc. Ing., Ph.D. (04.06.2026)

angličtina

• Introduction to acoustic methods and physical principles (propagation of elastic waves in solids, wave types – longitudinal, transverse/shear, surface waves, interaction of acoustic waves with materials).

• Acoustic microscopy (working principles, applications of acoustic microscopy in the study of surfaces, thin films, interfaces, and the localization of hidden microcracks).

• Ultrasonic testing and non-destructive testing – principles, detection, and quantification of macroscopic defects (pores, shrinkage cavities, inclusions, delamination in composites).

• Internal friction / internal damping (anelatic behavior of materials, physical interpretation of internal friction – interaction of point defects, dislocation motion, and phase transformations).

• Acoustic emission (AE) (physical principles of AE generation, AE sources in materials, AE measurement and analysis, correlation of AE parameters with deformation curves, and interpretation of results with respect to material microstructure).

Poslední úprava: Dobroň Patrik, doc. Ing., Ph.D. (04.06.2026)