Akustika ve fyzice kondenzovaného stavu - NFPL080

• Anglický název: Acoustic in Physics of Condensed Matter
• Podoba výuky: přednáška+cvičení
• Zajišťuje: Katedra fyziky materiálů (32-KFM)
• Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
• Platnost: od 2020
• Počet semestrů výuky: 1
• Semestr: letní
• E-Kredity: 6
• Rozsah, examinace: letní s.:3/1, 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
• Forma uskutečňování: prezenční
• Možnost opakovaného zápisu: 2 / 2 / 2 / 2
• Garant: doc. Ing. Patrik Dobroň, Ph.D.
• Třída: Fyzika
• Kategorizace předmětu: Fyzika > Fyzika pevných látek

Anotace

čeština

Předmět poskytuje teoretický a praktický základ metody akustické emise (AE) pro charakterizaci materiálů. Kurz se věnuje šíření vln, elastickým konstantám, zdrojům AE, lokalizaci zdrojů a zpracování signálů. Studenti se seznámí s měřicí aparaturou a dislokačními modely AE při plastické deformaci či fázových transformacích. Součástí je praktická demonstrace měření AE, kde studenti monitorují dynamické děje a samostatně vyhodnocují data. Podmínkou udělení klasifikovaného zápočtu je úspěšné vypracování a odevzdání referátu.

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

angličtina

The course provides a theoretical and practical foundation of the acoustic emission (AE) method for material characterization. It covers wave propagation, elastic constants, AE sources, source localization, and signal processing. Students will learn about measuring equipment and dislocation models of AE during plastic deformation or phase transformations. The course includes a practical demonstration of AE measurement, where students monitor dynamic events and evaluate data independently. The condition for obtaining a graded credit is the successful completion and submission of a report.

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

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

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

4. Máthis, K. a Chmelík, F. Exploring plastic deformation of metallic materials by the acoustic emission technique. In: W.5. Sikorski, eds. Acoustic Emission. Rijeka: InTech, 2012, s. 23-48.

Poslední úprava: Dobroň Patrik, doc. Ing., Ph.D. (06.02.2020)

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

Podmínkou zakončení předmětu je získání zápočtu za vypracování projektové zprávy z měření akustické emise.

Poslední úprava: Dobroň Patrik, doc. Ing., Ph.D. (10.06.2019)

Sylabus

čeština

• Teorie a šíření vln prostředím: Mechanismy šíření a měření rychlosti a útlumu akustických vln, určování elastických konstant a problematika anelastických relaxací v pevných látkách.

• Úvod a terminologie akustické emise (AE): Definice fenoménu AE, přehled mikrostrukturálních a makroskopických zdrojů AE, základní terminologie a veličiny.

• Experimentální aparatura: Fyzikální principy snímačů AE (piezoelektrické senzory, vlnovody), předzesilovače, A/D převodníky, použití akviziční karty a řídicího softwaru.

• Detekce a zpracování signálu AE: Filtrace a digitální zpracování signálů AE, použití prahování k parametrizaci signálu, shluková analýza dat.

• Akustická emise v krystalických materiálech: Vliv materiálových parametrů a způsobu zatížení na odezvu AE.

• Praktická ukázka měření: Realizace experimentu (monitorování plastické deformace, fázových transformací nebo termálních napětí v kompozitních materiálech), pokročilé vyhodnocení naměřených dat a interpretace výsledků.

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

angličtina

• Wave theory and propagation through solids: Mechanisms of propagation, measurement of acoustic wave velocity and attenuation, determination of elastic constants, and the phenomena of anelastic relaxation in solids.

• Introduction and terminology of acoustic emission (AE): Definition of the AE phenomenon, overview of microstructural and macroscopic AE sources, fundamental terminology, and quantities.

• Experimental apparatus: Physical principles of AE sensors (piezoelectric sensors, waveguides), preamplifiers, A/D converters, and the use of data acquisition cards and control software.

• AE signal detection and processing: Filtering and digital processing of AE signals, threshold level detection for signal parameterization, and cluster data analysis of raw AE data.

• AE in crystalline materials: Influence of material parameters and loading modes on the AE response.

• Practical measurement demonstration: Execution of an experiment (monitoring of plastic deformation, phase transformations, or thermal stresses in composite materials), advanced evaluation of measured data, and interpretation of results.

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