Detail předmětu

Fyzika a technika vakua

FSI-TTVAk. rok: 1999/2000

Předmět je věnován problematice fyzikálních procesů ve vakuu, měření
vakua, technice získávání vakua, materiálům vhodným pro konstrukci
vakuových systémů a základním stavebním komponentům vakuových
systémů.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

3

Garant předmětu

prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav fyzikálního inženýrství (ÚFI)

Výsledky učení předmětu

Student by měl být po absolvování kursu schopen a navrhnout a spočítat
jednoduchou UHV soustavu (rychlost čerpání, odplyňování stěn komory,
volba materiálů a těsnění apod. vzhledem k zamýšlenému použití).
Měl by též sám být schopen vyhledání netěsností vakuových aparatur a
aktivního osvojení základních technologií využívajících k depozici
tenkých vrstev vakuových systémů.

Způsob a kritéria hodnocení

K získání zápočtu je student povinen absolvovat alespoň 80 procent
cvičení a spočítat samostatně tam zadané příklady. Účast na
přednáškách je nepovinná. U zkoušky budou požadovány znalosti v
rozsahu cvičení a přednášek - skládá se z písemné a ústní části, u
písemné části je povolena vlastní literatura (poznámky z přednášek i
cvičení, doporučená lireratura apod.).

Učební cíle

Cílem kursu je zprostředkování základního vhledu do fyziky vakua tak,
aby byl student schopen po absolvování kursu samostatně navrhovat
jednoduché vakuové systémy a pracovat samostatně s jednoduchými
technologickými aparaturami využívajících k výrobě tenkých vrstev různé
stupně vakua.

Základní literatura

Weissler, G. L. - Carlsson, R. W.: Vacuum Physics and Technology
Groszkowski, J.: Fyzika a technika vakua
Roth, A.: Vacum Technology

Doporučená literatura

Pátý, L.: Fyzika nízkých tlaků
Lukáč, P.: Netesnosti vákuových systémov
Lukáč, P.: Sbierka príkladov z vákuovej fyziky

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program M2301-5 magisterský

    obor , 3. ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

28 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D.

Osnova

1) Vakuum. Definice a klasifikace vakua. Klíčové pojmy. Historický vývoj.
Význam a využití. Literární zdroje.
2), 3) Kinetická teorie plynů. Základní vlastnosti plynů. Maxwellovo
rozdělení rychlostí molekul. Tlak plynu. Střední volná dráha. Zákony
kinetické teorie plynů.
4) Fyzikální procesy probíhající ve vakuových systémech.
Efúze, difúze, přenos tepla a impulsu.
5), 6) Proudění plynu. Adsorpce a desorpce. Rozpouštění a pronikání.
Vypařování a kondenzace. Ionizace plynu. Interakce elektronů a iontů s
pevným povrchem.
7), 8) Metody získávání vakua. Čerpací rychlost. Čerpání vakuového
systému. Rotační a sorpční vývěvy. Difúzní vývěvy. Turbomolekulární
vývěvy. Iontové vývěvy. Kryogenní vývěvy.
9) Měření vakua. Absolutní a nepřímé měřicí metody.
Vakuometr McLeodův, membránový a s rotující kuličkou.
Piraniho, Penningův a ionizační vakuometr. Kvadrupólový spektrometr.
10) Komponenty vakuových aparatur.
Materiály pro vakuové aparatury. Ventily a kohouty. Příruby a těsnění.
Elektrické průchodky. Přenos pohybu do vakua. Vakuové aparatury.
11), 12) Výpočet vakuového systému. Návrh vakuové aparatury.
Hledání netěsností. Odplyňování.
13), 14) Praktické poznámky. Exkurze do laboratoře povrchů a tenkých
vrstev, místnost 518, bud. A2, ÚFI FS VUT Brno - využití vakua ve vědě
a průmyslu.

Cvičení odborného základu

11 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D.

Osnova

Příklady počítané ve cvičení budou vycházet z potřeb přednášek (viz
např. doporučená literatura pro studenty Lukáč, P.: Sbierka príkladov z
vákuovej fyziky.)

Cvičení na počítači

3 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D.

Osnova

Viz osnova cvičení základní.