PŘEDMLUVA
0
ÚVOD
0.1 Z historie
fyziky pevných látek
0.2 Struktura
a vlastnosti pevných látek
0.3 Literatura
1.
ATOMOVÁ STRUKTURA PEVNÝCH LÁTEK
1.1. Periodická
stavba pevných látek
1.1.1. Amorfní a krystalické látky
1.1.2. Základní pojmy krystalografie
1.1.3 Reciproká mřížka
1.2 Souměrnost
krystalů
1.2.1 Makroskopická souměrnost
1.2.2 Krystalografické soustavy
1.2.3 Mikroskopická souměrnost
1.2.4 Krystaly vzniklé těsným
uspořádáním atomů
1.2.5 Vazebné síly a vazby
v pevných látkách
1.2.5.1 Molekulární (van der Waalsovy) síly
1.2.5.2 Coulombovské síly
1.2.5.3 Výměnné síly
1.2.5.4 Odpudivé síly
1.2.5.5 Vodíková vazba (vodíkový můstek)
1.3 Problémy
1.4 Literatura
2.
PORUCHY V PEVNÝCH LÁTKÁCH
2.1. Bodové poruchy
2.1.1 Elektronové poruchy
2.1.1.1 Plazmony
2.1.1.2 Cyklotrony, helikony, magnony
2.1.2 Fotony
2.1.3 Atomové poruchy
2.1.3.1 Fonony
2.1.3.2 Vakance a intersticiály
2.1.3.3 Příměsové atomy v mřížce
2.2 Čárové
poruchy
2.2.1 Dislokace
2.2.1.1 Hranové a šroubové dislokace
2.2.2. Disklinace
2.3. Mozaiková
struktura krystalu
2.4 Problémy
2.5. Literatura
2.5. Literatura
3
METODY URČOVÁNÍ STRUKTURY PEVNÝCH LÁTEK
3.1 Metoda
otáčivého krystalu
3.2 Metoda
prášková
3.3 Laueova
metoda
3.4 Elektronová
difrakce
3.5 Neutronová
difrakce
3.6. Intenzita
difraktovaného záření
3.7 Určování
poruch ve struktuře pevných látek
3.8 Metody
zviditelňování dislokací
3.9. Problémy
3.10 Literatura
4.
MECHANICKÉ VLASTNOSTI
4.1 Elastická
deformace
4.2 Plastická
deformace
4.2.1 Dvojčatění
4.3 Viskózní
deformace
4.3.1 Klasifikace viskózních
látek
4.3.2 Reologické rovnice
4.3.2.1 Eyringova relaxační rovnice
4.3.3 Reologické modely
4.3.3.1 Maxwellův model
4.3.3.2 Voigtův-Kelvinův model
4.3.4 Dynamické chování reologických
pevných látek
4.4 Rozrušování
pevných látek
4.4.1 Teoretická pevnost
4.4.2 Činitele ovlivňující
lom, vliv mikrotrhlin
4.4.3 Úloha plastické deformace
při lomu
4.4.3.1 Šíření trhliny
4.4.3.2 Iniciace trhliny
4.5 Superplasticita
kovů
5.
KMITY MŘÍŽKY A MĚRNÉ TEPELNÉ KAPACITY
5.1 Elastické
vlny v pevných látkách
5.2 Elastické
vlny v krystalových mřížkách
5.3 Stojaté
vlny v lineárním řetězci atomů. Fonony
5.3.1 Elastické vlny v lineárním
řetězci se dvěma druhy atomů
5.4. Měrné tepelné
kapacity
5.5 Nesouměřitelné
struktury
5.6 Akustická
(fononová) emise
5.7 Problémy
5.8 Literatura
6.
ELEKTRONOVÉ VLASTNOSTI PEVNÝCH LÁTEK
6.1 Energetický
model atomů a pevných látek
6.2 Elektronová
teorie kovů
6.2.1 Teorie volných elektronů
6.3 Boltzmannova
transportní rovnice
6.4 Vodivost
kovů
6.5 Energetické
rozložení kovů
6.6 Výstup
elektronů z kovu
6.6.1 Termoemise
6.6.2 Polní (studená) emise
6.6.3 Fotoemise
6.6.4 Těsný dotyk (kontakt)
mezi dvěma kovy
6.7 Problémy
6.8 Literatura
7
PÁSOVÁ TEORIE PEVNÝCH LÁTEK
7.1 Klasifikace
pevných látek podle pásové struktury
7.2 Pohyb
elektronů podle pásové teorie. Efektivní hmotnost, pojem díra
7.3 Experimentální
ověření pásové teorie
7.4 Problémy
7.5 Literatura
8
UŽITÍ PÁSOVÉ TEORIE
8.1 Polovodiče
8.1.1 Hallův jev
8.1.2 Magnetorezistance
8.1.3 Kvantový Hallův jev
8.2 Kontaktní
jevy mezi polovodiči
8.3 Fotovodivost
8.4 Organické
polovodiče a fotovodiče
8.4.1 Organické polovodiče
8.4.2 Organické fotovodiče
8.4.2.1 Fotovodivé polymery
8.5 Organické
vodiče
8.6 Mechanismy
a vodivosti organických polovodičů a vodičů
8.7 Polovodiče
s nulovým zakázaným pásem
8.8 Problémy
8.9 Literatura
ČÁST II.
9
DIELEKTRICKÉ A MAGNETICKÉ VLASTNOSTI PEVNÝCH LÁTEK
9.1 Dielektrika
9.1.1 Makroskopický popis
dielektrik
9.1.2 Molekulární popis dielektrika
9.1.3 Mechanismus polarizace
dielektrika
9.1.4 Ztráty v dielektriku
9.1.5 Klasifikace dielektrik
9.2 Magnetika
9.2.1 Makroskopický popis
magnetik
9.2.2 Molekulární popis magnetik
9.2.3 Klasifikace magnetik
9.2.4 Rezonanční jevy
9.2.4.1 Cyklotronová rezonance (CR)
9.2.4.2 Paramagnetická (spinová) rezonance
(EPR,ESR)
9.2.4.3 Feromagnetická rezonance (FR)
9.2.4.4 Nukleární magnetická rezonance (NMR)
9.2.4.5 Akustická a paramagnetická (spinová)
rezonance (APR)
9.2.4.6 Bezodrazová jaderná rezonance (Mössbauerův
jev)
9.2.5 Magnetické bubliny
9.3 Problémy
9.4 Literatura
10
OPTICKÉ VLASTNOSTI PEVNÝCH LÁTEK
10.1 Základní pojmy
10.2 Index lomu
10.3 Součinitel reflexe
(odrazu světla)
10.4 Součinitel průchodu
(transmise) světla
10.5 Dvojlomnost pevných
látek
10.6 Pleochroismus
10.7 Optická aktivita
10.8 Umělá optická
anizotropie
10.8.1 Elektrooptické jevy
10.8.1.1 Lineární elektrooptický jev
10.8.1.2 Kvadratický elektrooptický jev
10.8.2 Magnetooptické jevy
10.8.2.1 Lineární magnetooptický jev
10.8.2.2 Kvadratický magnetooptický jev
10.8.3 Fotoelastický jev
10.9. Elektronová teorie
optických charakteristik
10.10 Rozptyl světla
10.10.1 Rayleighův rozptyl
10.10.2 Ramanův rozptyl
10.10.3 Brillouinův rozptyl
10.11 Fotovoltaické jevy v pevných
látkách
10.12 Fotochemické jevy
10.13 Problémy
10.14. Literatura
11
LUMINISCENCE
11.1 Problémy
11.2 Literatura
12
LASERY V PEVNÉ FÁZI A NELINEÁRNÍ OPTIKA
12.1 Obecné principy
funkce laserů
12.2 Konstrukce laserů
v pevné fázi
12.2.1 Dielektrické lasery
12.2.2 Polovodičové lasery
12.3 Nelineární optické
vlastnosti
12.3.1 Generování druhé harmonické
12.3.2 Parametrické generování světla
(PLG)
12.3.3 Vícefotonová absorpce
12.3.4 Samofokusace
12.4 Problémy
12.5 Literatura
13
SUPRAVODIVOST
13.1 Kritická
indukce (intenzita) magnetického pole
13.2 Meissnerův
jev
13.3 Penetrační
hloubka ( supravodivá hloubka průniku)
13.4 Termodynamika
supravodivosti
13.5 Energetický
gep (zakázaný pás)
13.6 Kvantové
tunelování
13.7 Izotopický
jev
13.8 Teorie
supravodivosti
13.9 Supravodiče
typu I a II
13.9.1 Vlastnosti supravodičů typu I
13.9.2. Vlastnosti supravodičů typu II
13.10 Organické supravodiče
13.10.1 Supravodiče a vysokoteplotní supravodivost
13.10.2 Excitonová supravodivost
13.10.3 Experimentální stav organických supravodičů
13.10.4 Supravodivost za zvýšených teplot
13.11 Problémy
13.12 Literatura
14
KAPALNÉ KRYSTALY
14.1 Rozdělení
kapalných krystalů
14.2 Smektické
kapalné krystaly (smektika)
14.3 Nematické
kapalné krystaly (nematika)
14.4 Cholesterické
kapalné krystaly (cholesterika)
14.4.1 Nematické stočené textury
14.4.2 Cholesterické textury
14.4.3 Polymerní kapalné krystaly
14.4.4 Diskotické kapalné krystaly
14.5 Teorie
kapalných krystalů
14.5.1 Teorie shluků molekul
14.5.2 Teorie kontinua kapalných krystalů
14.5.3 Molekulárně statistická teorie
kapalných krystalů.
14.6 Jevy v
kapalných krystalech
14.6.1 Orientující účinek elektrického
a magnetického pole
14.6.2 Dynamický rozptyl
14.6.3 Stáčení molekul, nematické
stočené a cholesterické textury elektrickým polem
14.6.4 Jev host - hostitel
14.6.5 Paměťový jev
14.6.6 Piezoelektrický jev v kapalných
krystalech
14.6.7 Difrakce na cholesterikách
14.6.8 Fotovoltaický jev v kapalných
krystalech
14.6.9 Elektrooptické jevy v smektikách
14.6.10 Kerrův jev v izotropních fázích nematik
17.7 Problémy
14.8 Literatura
15
APLIKACE FYZIKY PEVNÝCH LÁTEK
15.1 V technologii
15.1.1 Pěstování krystalů
15.1.2 Opracování krystalů
15.2 Aplikace
elektronových vlastností pevných látek
15.2.1 Diody v pevných látkách
15.2.2 Tunelové diody
15.2.3 Gunnovy diody
15.2.4 Vícevrstvové polovodičové
součástky
15.2.4.1 Bipolární tranzistory
15.2.4.2 Unipolární tranzistory (FET)
15.2.4.3 Tyristory
15.2.4.4 Lavinové diody
15.2.4.5 Nábojově vázané prvky (CCD)
15.2.5 Hallovy prvky
15.2.6 Organické polovodiče a vodiče
15.3
Použití dielektrik a magnetik
15.3.1 Užití feroelektrik a feromagnetik
15.3.2 Užití pyroelektrik a pyromagnetik
15.3.3 Užití piezoelektrik
15.3.4 Užití elektretů
15.3.5 Využití magnetických
bublin
15.4
Použití supravodivosti
15.4.1 Laboratorní aplikace
15.4.1.1 Hladinoměry kapalného helia
15.4.1.2 Odstínění a prostorová akumulace stejnosměrného
magnetického pole
15.4.1.3 Filtrace zvlnění magnetického pole
15.4.1.4 Tepelné klíče
15.4.2 Supravodivé magnety
15.4.3 Průmyslové aplikace
15.4.4 Supravodivá elektronická
zařízení
15.4.4.1 Elektronické vypínače a přepínače
15.4.4.2 Stejnosměrné a střídavé squidy
15.5
Užití optických a optoelektronických vlastností pevných látek
15.5.1 Užití kapalných
krystalů
15.5.2 Sluneční články
15.5.3 Fotodiody, fototranzistory,
fotofety
15.5.4 LEDy a polovodičové lasery
15.5.5 Optoelektronické
modulátory
15.5.6 Optoelektronické
obrazové prvky (displeje)
15.5.7 Integrovaná optika
15.5.8 Řádkovací (skanovací)
tunelový mikroskop
15.6
Problémy
15.7
Literatura
16
DIFÚZE V PEVNÝCH LÁTKÁCH
16.1 Mikromechanismy
difúze
16.2 Difúze intersticiálním
mechanismem
16.3 Vakanční mechanismus
difúze
16.4 Přemísťování
atomů do makroskopických vzdáleností
16.5 Makroskopické
zákony difúze
16.5.1 Prvý Fickův zákon
16.5.2 Druhý Fickův zákon
16.6 Experimentální
technika určování difúze v pevných látkách
16.6.1 Samodifúze
16.7 Obecný transport
částic
16.7.1 Nernstův-Einsteinův vztah
16.7.2 Termodifúze (teplotní difúze)
16.8 Interdifúze,
vlastni difúze
16.9 Vliv poruch
Na difúzi
16.10 Difúze více složek
16.11 Difúze v polymerech
16.12 Obecné podmínky pro difúzi
16.13 Problémy
16.14 Literatura
17
AMORFNÍ LÁTKY, SKLA
17.1 Amorfní
látky
17.2 Základní
vlastnosti skla
17.3 Zachariasenova
teorie
17.3.1 Stevelsovy strukturní parametry
17.4 Anomálie
oxidu boritého (boritého skla)
17.5 Invertní
skla
17.6 Stavba
skla a oblasti různé struktury a složení
17.7 Chyby v síťové
struktuře skla
17.8 Systematika bodových
chyb ve skelné síti
17.9 Fyzikální
jevy způsobené chybami ve skelné síti
17.10 Fotosenzitivní skla
17.11 Speciální skla a jeJich užití
17.11.1 Skla se sníženou propustností rentgenového
záření a záření gama
17.11.2 Skla vodivá a fotoelektrická
17.11.3 Luminiscenční skla
17.11.4 Termoluminiscenční a mechanoluminiscenční
(triboluminiscenční) skla
17.12 Kovová skla
17.12.1 Příprava kovových skel
17.12.2 Struktura a vlastnosti kovových skel
17.13 Skla pro vláknovou optiku
17.13.1 Optické vlastnosti
17.13.2 Technologie přípravy
17.13.3 Hlavní oblasti využití světlovodů
17.14 Problémy
17.15 Literatura
18
POLYMERY
18.1 Struktura polymerů
18.1.1 Struktura polymerových makromolekul
18.1.1.1 Kopolymery
18.1.2 Stavba polymerů
18.1.3 Vazebné síly a energie polymerů
18.1.3.1 Kovalentní (homeopolární) a disperzní vazebné
síly a energie
18.2 Technologie polymerů
18.2.1 Polymerace
18.2.2 Polykondenzace a polyadice
18.2.3 Polymerace zářením
18.2.4 Degradace polymerů
18.2.5 Popis polydisperzity makromolel
v polymerech
18.3 Nadmolekulární
struktura polymerů
18.3.1 Zvláštnosti polymerů
18.3.2 Kondenzáty makromolekul
18.3.3 Poruchy v polymerech
18.4 Určování stupně
krystalinity polymerů
18.5 Orientovaný stav
polymerů, vlákna
18.6 Určování textur
v polymerech
18.7. Problémy
18.8 Literatura
19
KOMPOZITY
19.1 Definice a rozdělení
kompozitů
19.2 Částicové kompozity
19.3 Vláknové kompozity
19.4 Směsovací pravidla
19.5 Fyzikální vlastnosti
19.5.1 Mechanické vlastnosti kompozitů
19.5.1.1 Mechanické veličiny vláknových kompozitů
s nekonečnými vlákny
19.5.1.2 Mechanické veličiny vláknových kompozitů s krátkými
vlákny
19.5.1.3 Mechanické vlastnosti ortotropníchkompozitů
19.5.2 Tepelné vlastnosti kompozitů
19.5.3 Ostatní vlastnosti kompozitů
19.6 Problémy
19.7 Literatura
20
FYZIKA UHLÍKU
20.1 Úvod
20.2 Z
historie uhlíku
20.3 Základní
strukturní vlastnosti uhlíku
20.4 Krystalové
modifikace uhlÍku
20.5.1 Fulerény, fulerity
a fuleridy- nové modifikace uhlíku
20.6 Použití
fulerénů
20.7 Historie
objevu fulerenů a jejich derivátů
20.7.1 Úvod
20.7.2. Prehistorie
20.7.3 Raná historie
20.7.4 Motivace objevu C60
20.7.5 Základní technologie přípravy
C60
20.7.6 Analogie s architekturou
20.7.7 Biologické a geologické
struktury
20.7.8 Sedm kritických dní objevu
C60
20.7.9 Další publikace v češtině
20.8 Literatura
21
KAPALINY
21.1 Struktura
a vlastnosti kapalin
21.2 Koheze
kapalin a vnitřní tlak
21.3 Povrchové
vlastnosti kapalin
21.2 Kapilární
jevy v kapalinách
21.4 Monomolekulové
vrstvy
21.5 Objemová
stlačitelnost a tekutost kapalin
21.5.1 Supratekutost kapalin
21.6 Problémy
21.7 Literatura
22
BOSEOVY-EINSTEINOVY KONDENZÁTY
22.1 Atomy
jako vlny při nízkých teplotách
22.2 Získávání
nízkých a ultranízkých teplot
22.4 Problémy
22.5 Literatura
23
FYZIKA POVRCHŮ
23.1 Technické
a fyzikální povrchy
23.1 Dvojrozměrná
struktura povrchů
23.4 Určování
struktury a vlastností povrchů v atomovém měřítku
23.4.1 Difrakční metody
23.4.2 Rastrovací tunelové mikroskopické
metody
23.4 Elektronová
struktura povrchů
23.5 Zviditelnění
vlnové funkce na povrchu kovů a její důkaz neutronovou i interferencí
23.6 Povrchové
vrstvy s elektrickým nábojem
23.7 Využití
povrchů pro vědu a techniku
23.8 Problémy
23.9 Literatura
24
ADHEZE KONDENZOVANÝCH LÁTEK
24.1 Základní
pojmy a charakteristiky adhezního spojování a pojení kondenzovaných látek
24.2 Adheze mezi
kapalinou a pevným povrchem, mezi pojivem a vlákny
24.3. Atomové a molekulové
síly působící při adhezi
24.4 Vazbové
síly a energie v pevných (kondenzovaných) látkách
24.4.1 Molekulové (fyzikální van
der Waalsové síly)
24.4.2 Coulombovské síly
24.4.3 Výměnné síly
24.4.4 Vodíková vazba (vodíkový
můstek)
24.4.5 Vazebné síly a energie polymerů
24.5 Teorie adheze
a adhezního spojování materiálů a textilií
24. 6 Adhezní pojeni
a spojování MATERIÁLŮ
24.7 Úprava
a hodnocení (diagnostika) povrchů (ATR, STM,SFM, AFM)
24.8. Spoje a jejich
konstrukce
24.9 Měření adheze
24.10. Rozdělení a typy adhesiv
24.11 Základní vlastnosti
adhezních spojů
24.12 Shrnutí o adhezi textilií
24.13 Problémy
24.14 Literatura
25
BIOMATERIÁLY
25.1 Biomolekuly
25.2 Biomembrány
25.3 Kapalné
krystaly (KK) v biologických soustavách
25.4 Biofulereny
25.5 Buňky -
základy živých organismů
25.6 Biomateriály
a život
25.7 Problémy
25.8 Literatura
DODATEK
MAKROSKOPICKÉ VLASTNOSTI PEVNÝCH LÁTEK
D.1 Vlastnosti
pevných látek a jejich kvantitativní popis
D.2 Anizotropie
vlastností a polí a jejich tenzorový popis
D.3 Tenzory
k popisu vlastností pevných látek
D.3.1 Polární a axiální tenzory
D.3.2 Ortogonální transformace
vektorů
D.3.3 Definice tenzorů
D.3.3 Násobení tenzorů
D.3.4 Inverze času
D.3.5 Materiálové veličiny
jako tenzory
D.3.6 Redukční relace a jejich
užttí |
9
10
13
14
15
15
15
16
18
21
21
23
24
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
37
37
39
40
41
41
41
42
42
42
46
49
50
51
52
52
54
56
57
59
59
60
61
63
66
68
70
71
71
75
77
77
78
79
81
82
84
85
85
87
87
88
91
91
93
95
101
101
103
105
106
109
112
114
115
116
117
117
118
118
119
121
122
126
126
127
127
128
129
131
132
137
137
139
139
142
142
146
146
148
151
156
158
158
161
161
161
163
164
166
166
167
167
167
170
171
174
174
182
182
183
186
193
193
194
195
195
195
196
200
203
206
207
207
207
209
209
209
214
214
215
215
215
217
217
217
218
218
219
222
223
224
225
226
227
229
231
232
236
237
238
238
241
241
243
245
247
250
251
252
254
255
256
257
257
259
261
262
263
265
266
267
268
269
271
271
272
272
275
276
277
278
278
279
280
281
281
281
282
283
284
284
284
285
285
285
286
288
288
289
289
290
292
293
294
294
295
295
295
295
297
298
298
300
301
303
303
305
306
307
309
312
312
313
314
314
315
315
316
316
317
317
317
318
318
318
320
320
320
321
322
323
325
326
326
327
328
328
330
333
336
337
337
338
338
339
341
341
342
345
346
346
346
346
348
350
350
351
352
352
353
354
354
359
363
364
366
366
370
371
371
374
376
376
376
377
377
380
383
383
384
385
386
388
389
389
390
391
403
403
406
407
407
408
413
414
415
415
417
417
420
420
422
426
427
430
430
435
436
438
438
441
441
443
445
445
445
448
451
452
453
454
456
457
457
457
458
460
461
463
464
464
466
466
467
468
469
470
470
471
472
473
473
481
482
484
485
486
486
488
489
490
490
491
498
498
500
501
501
504
504
504
505
506
508
509
510
510
512
512
516
517
518
520
521
521
522
522
523
525
525
532
536
544
545
549
550
550
552
552
560
562
565
569
570
571
571
573
573
573
574
576
576
576
577
578
578
579
580 |