Úvod do fyziky měkkých materiálů - NFPL505

• Anglický název: Introduction to Soft Condensed Matter Physics
• Zajišťuje: Katedra fyziky kondenzovaných látek (32-KFKL)
• Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
• Platnost: od 2018
• Semestr: letní
• E-Kredity: 3
• Rozsah, examinace: letní s.:1/1, 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
• Způsob výuky: prezenční
• Poznámka: povolen pro zápis po webu
• Garant: doc. RNDr. Ivan Krakovský, CSc.
• Vyučující: doc. RNDr. Ivan Krakovský, CSc.
• Korekvizity : NFPL502

Anotace

čeština

Tato přehledná přednáška navazuje na úvodní kurz fyziky a na předmět Fyzika IV. Náplní přednášky je popis struktury a vlastností pevných látek s neuspořádanou nebo částečně uspořádanou strukturou, které můžou vykazovat velkou odezvu při malé změně vnějších parametrů (měkké materiály). Výklad je vedený s důrazem na využití těchto materiálů, jakými jsou např.: složité kapaliny, kapalné krystaly, blokové kopolymery, polymerní sítě a hydrogely, v moderních technologiích.

Poslední úprava: T_KFES (14.05.2012)

angličtina

In the lecture, description of structure and properties of condensed matter with disordered or partially ordered structure exhibiting large response to small change of external parameters (soft materials) is given. Applications of soft materials, such as complex fluids, liquid crystals, block copolymers, polymer networks or hydrogels in modern technologies are emphasized.

Poslední úprava: T_KFES (14.05.2012)

Podmínky zakončení předmětu

čeština

Ústní zkouška. Je pravděpodobné, že se značná část zkoušek může konat distanční formou. Závisí to na vývoji aktuální situace a o jakékoliv změně budete včas informováni.

Poslední úprava: Krakovský Ivan, doc. RNDr., CSc. (29.04.2020)

angličtina

Oral exam. It is probable that a significant part of exams might be performed by distant form. That depends on the course of actual situation and information about it will be given in time.

Poslední úprava: Krakovský Ivan, doc. RNDr., CSc. (29.04.2020)

Literatura

Doporučená literatura:

G. R. Strobl, Condensed matter physics: crystals, liquids, liquid crystals, and polymers, Springer 2003, ISBN: 9783540003533

D. Tabor, Gases, liquids and solids (and other states of matter), Cambridge University Press 1991, ISBN: 0-521-40667-6

R. Zallen, The Physics of Amorphous Solids, John Wiley & Sons 2004, ISBN: 978-0-471-29941-7

T. Imae, T. Kanaya, M. Furusaka, N. Torikai (Eds.), Neutrons in Soft Matter, Wiley 2011, ISBN: 978-0-470-40252-8

R. A. L. Jones, Soft Condensed Matter, Oxford University Press 2002, ISBN: 0–19–850589–2

M. Doi, Soft Matter Physics, Oxford University Press 2013, ISBN: 978–0–19–965295–2

P. M. Chaikin, T. C. Lubensky, Principles of Condensed Matter Physics, Cambridge University Press 2000, ISBN: 0-521-43224-3

Poslední úprava: Krakovský Ivan, doc. RNDr., CSc. (03.03.2021)

Požadavky ke zkoušce

čeština

Získání zápočtu za aktivní účast na cvičeních. Je pravděpopdobné, že se značná část zápočtů může konat distanční formou. Závisí to na vývoji aktuální situace a o jakékoliv změně budete včas informováni.

Poslední úprava: Krakovský Ivan, doc. RNDr., CSc. (29.04.2020)

angličtina

To get credit for active participation in exercises.

Poslední úprava: Krakovský Ivan, doc. RNDr., CSc. (14.06.2019)

Sylabus

čeština

1. Struktura amorfních a měkkých pevných látek

Charakteristické prostorové, časové a energetické škály v pevných látkách.

Obecný statisticko-mechanický popis struktury amorfních a měkkých materiálů.

Studium struktury materiálů pomocí rozptylu X-paprsků a neutronů.

Základy metod počítačového modelování struktury a vlastností materiálů (metody Monte Carlo a molekulové dynamiky).

2. Kapalně-krystalický stav

Základní typy kapalně krystalického uspořádaní.

Studium kapalně krystalického uspořádání pomocí fyzikálních metod.

3. Polymery

Základní modely prostorové struktury polymerního řetězce.

Statisticko-mechanický popis polymerního řetězce ve zředěném, polozředěném a koncentrovaném roztoku, tavenině a polymerní síti.

Studium struktury polymerních materiálů pomocí rozptylu X-paprsků a neutronů.

4. Mechanické vlastnosti amorfních a měkkých pevných látek
Fenomenologická teorie viskoelasticity.

Princip časově-teplotní superpozice.

Popis elastických vlastností látek v kapalně-krystalickém stavu.

Statisticko-mechanické modely elasticity krystalů a kaučukové elasticity polymerů.

5. Dielektrické vlastnosti amorfních a měkkých pevných látek
Fenomenologický popis odezvy dielektrik na elektrické pole.

Statisticko-mechanické modely dielektrických vlastností amorfních materiálů.

Frederiksův jev - využití kapalně krystalického stavu v moderních technologiích.

Poslední úprava: Krakovský Ivan, doc. RNDr., CSc. (03.03.2021)

angličtina

1. Structure of amorphous and soft condensed matter

Characteristic space, time and energetic scales in condensed matter.

General statistico-mechanical description of amorphous and soft materials.

Investigation of material structure using X-ray and neutron scattering.

Fundamentals of computer simulation of material structure and properties (Monte Carlo a Molecular Dynamics).

2. Liquid-crystalline state

Basic types of liquid-crystalline order.

Investigation of liquid-crystalline order using physical methods.

3. Polymers

Basic models of space structure of polymer chain.

Statistico-mechanical description of polymer chain in diluted, semi-diluted and concentrated solution, melt and polymer network.

Investigation of structure of polymer materials using X-ray and neutron scattering.

4. Mechanical properties of amorphous and soft condensed matter

Phenomenological theory of viscoelasticity.

Principle of time-temperature superposition.

Description of elastic properties in liquid-crystalline state of matter.

Statistico-mechanical models of crystal elasticity and rubber elasticity of polymers.

5. Dielectric properties of amorphous and soft condensed matter

Phenomenological theory of dielectric response to electric field.

Statistico-mechanical models of dielectric properties of amorphous materials.

Frederiks effect - liquid crystals in modern technologies.

Poslední úprava: Krakovský Ivan, doc. RNDr., CSc. (03.03.2021)