Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Metody doświadczalne fizyki fazy skondensowanej
Tok studiów:
2017/2018
Kod:
JFT-2-012-s
Wydział:
Fizyki i Informatyki Stosowanej
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Fizyka Techniczna
Semestr:
0
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Osoba odpowiedzialna:
dr hab. inż. Bernasik Andrzej (bernasik@agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
dr hab. inż. Bernasik Andrzej (bernasik@agh.edu.pl)
Krótka charakterystyka modułu

W ramach przedmiotu przedstawane są podstawy fizyczne wielu metod stosowanych w badaniach materiałów.

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń)
Wiedza
M_W001 Student zna zaawansowane metody oraz techniki opisu przebiegu pomiaru służce do określenia składu, struktury i własności materiałów. FT2A_W01, FT2A_W04, FT2A_W05 Kolokwium
M_W002 Student ma wiedzę o zastosowaniach fizyki w metodologii pomiarów oraz współczesnych trendach rozwoju technik pomiaru. FT2A_W11, FT2A_W10 Kolokwium
Umiejętności
M_U001 Student potrafi ocenić przydatność metod badawczych dla zbadania poszukiwanych własności badanego materiału. FT2A_U06, FT2A_U14 Referat,
Kolokwium
M_U002 Student potrafi zaprojektować odpowiedni tor pomiarowy w odniesieniu do badanego zjawiska lub własności materiału. FT2A_U07, FT2A_U01, FT2A_U02 Referat,
Kolokwium
Kompetencje społeczne
M_K001 Student ma świadomość o osiągnięciach fizyki technicznej w dziedzinie rozwoju metod badawczych oraz ich wpływu na rozwój nowoczesnych technologii. FT2A_K05 Aktywność na zajęciach,
Udział w dyskusji,
Referat
M_K002 Student dostrzega ekonomiczny aspekt stosowania odpowiednich metod badawczych i ich komercjalizacji. FT2A_K06 Aktywność na zajęciach,
Udział w dyskusji,
Referat
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Inne
E-learning
Wiedza
M_W001 Student zna zaawansowane metody oraz techniki opisu przebiegu pomiaru służce do określenia składu, struktury i własności materiałów. + - + - - + - - - - -
M_W002 Student ma wiedzę o zastosowaniach fizyki w metodologii pomiarów oraz współczesnych trendach rozwoju technik pomiaru. + - + - - + - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student potrafi ocenić przydatność metod badawczych dla zbadania poszukiwanych własności badanego materiału. + - + - - + - - - - -
M_U002 Student potrafi zaprojektować odpowiedni tor pomiarowy w odniesieniu do badanego zjawiska lub własności materiału. + - + - - + - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student ma świadomość o osiągnięciach fizyki technicznej w dziedzinie rozwoju metod badawczych oraz ich wpływu na rozwój nowoczesnych technologii. + - + - - + - - - - -
M_K002 Student dostrzega ekonomiczny aspekt stosowania odpowiednich metod badawczych i ich komercjalizacji. + - + - - + - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:

1. Elastyczne i nieelastyczne oddziaływanie promieniowania elektromagnetycznego, elektronów i jonów z materią.

2. Metrody spektroskopowe i absorpcyjne:
mikroskop optyczny i konfokalny, emisyjna spektroskopia atomowa, absorpcja atomowa, spektrometria UV-VIS, spektroskopia ramanowska.

3. Metody wykorzystujące wzbudzenia elektronów wewnętrznych:
spektroskopia fotoelektronów i elektronów auger (XPS, UPS, AES); spektroskopia rentgenowska, absorpcja promieniowania rentgenowskiego (XAFS).

4. Mikroskopia elektronowa:
skaningowy mikroskop elektronowy (SEM, mikroanaliza rentgenowska, EBSD), transmisyjny mikroskop elektronowy (TEM, EELS, EXELFS).

5. Metody wykorzystujące zjawiska w obszarze ostrza:
mikroskopia polowa (FEM, FIM), mikroskopy ze skanującą sondą (SPM).

6. Metody dyfrakcyjne:
dyfrakcja promieniowania rentgenowskiego i neutronów (XRD, GI-XRD, neutronografia), dyfrakcja elektronów (LEED, RHEED), rozpraszanie promieniowania rentgenowskiego i neutronów (SAXS, SANS), elipsometria.

7. Spektroskopia rezonansów magnetycznych:
EPR, NMR, spektroskopia mossbauerowska.

8. Metody badań wiązką cząstek:
rozpraszanie jonów (RBS, NRA, LEIS, FRES, PIXE).

9. Spektrometria mas:
metody analizy mas z fazy stałej (GDMS, MALDI, SIMS).

10. Analiza termiczna:
różnicowa analiza termiczna (DTA), różnicowa kalorymetria skaningowa (DSC), analiza termograwimetryczna (TGA), analiza termomechaniczna (TMA).

11. Metody badań własności elektrycznych materiałów:
pomiary oporu elektrycznego, pomiary gęstości pędu elektronów.

12. Makroskopowe metody magnetyczne:
metody statyczne, metody dynamiczne, magnetometry.

Ćwiczenia laboratoryjne:

1. Technika wysokiej próżni
Efekty kształcenia:
- student zna zasady konstrukcji układów próżniowych.
2. Mikroskop ze skanującą sondą
Efekty kształcenia:
- student zna podstawowe elementy budowy mikroskopu AFM,
- student zna zasady interpretacji obrazów metodą AFM.
3. Spektroskopia fotoelektronów
Efekty kształcenia:
- student zna podstawowe elementy budowy spektroskopu XPS,
- student zna zasady rejestracji i interpretacji widm fotoelektronów.
4. Spektroskopia mas jonów wtórnych
Efekty kształcenia:
- student zna podstawowe elementy budowy spektrometru SIMS,
- student zna zasady rejestracji i interpretacji widm mas i profili głębokościowych.
5. Mikroskopia elektronowa (STM, TEM, mikroskop konfokalny)
Efekty kształcenia:
- student zna podstawowe elementy budowy mikroskopów,
- student potrafi rozpoznawać i opisać obrazy mikroskopu skaningowego oraz analizy mikrorentgenowskiej.
6. Badania własności termicznych
Efekty kształcenia:
- student potrafi rozpoznać i interpretować termogramy.
7. Badania własności elektrycznych
Efekty kształcenia:
- student potrafi interpretować wyniki pomiar oporności elektrycznej cienkich warstw.
8. Elipsometria
Efekty kształcenia:
- student potrafi interpretować widma światła rozproszonego.

Zajęcia seminaryjne:

1. Detektory promieniowania rentgenowskiego, elektronów i jonów
Efekty kształcenia:
- student zna budowę i zastosowanie detektorów.
2. Analizatory energii elektronów
Efekty kształcenia:
- student zna budowę i zastosowanie analizatorów energii elektronów.
3. Analizatory mas jonów
Efekty kształcenia:
- student zna budowę i zastosowanie analizatorów mas.
4. Wytwarzanie wysokiej próżni
Efekty kształcenia:
- student zna metody wytwarzania wysokiej próżni.
5. Mierniki próżni
Efekty kształcenia:
- student zna metody pomiaru ciśnienia w układach próżniowych oraz metody detekcji nieszczelności.
6. Źródła promieniowania rentgenowskiego, elektronów i jonów
Efekty kształcenia:
- student zna budowę urządzeń do wytwarzania promieniowania rentgenowskiego, elektronów i jonów.

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 117 godz
Punkty ECTS za moduł 4 ECTS
Udział w wykładach 30 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 30 godz
Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych 15 godz
Przygotowanie do zajęć 25 godz
Udział w zajęciach seminaryjnych 15 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocena końcowa (OK) obliczana jest jako średnia ocen z kolokwium (K) oraz zajęć seminaryjnych (S):
OK = 0.5 x K + 0.5 x S

Wymagania wstępne i dodatkowe:

Znajomość podstaw fizyki doświadczalnej

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

A. Bernasik, Materiały pomocnicze do przedmiotu
A. Oleś, Metody eksperymentalne fizyki ciała stałego, WNT, Warszawa 1999
A. Cygański, Metody spektroskopowe w chemii analitycznej, WNT, Warszawa 2009
K. Danzer, E. Than, D. Kolch, Analityka: ustalanie składu substancji, WNT, Warszawa 1980
E. de Hoffmann, J. Charette, V. Stroobant, Spektroskopia mas, WNT, Warszawa 1998

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

1. Wolski, K., Gruszkiewicz, A., Wytrwal-Sarna, M., Bernasik, A., Zapotoczny, S.
The grafting density and thickness of polythiophene-based brushes determine the orientation, conjugation length and stability of the grafted chains (2017) Polymer Chemistry, 8 (40), pp. 6250-6262.
2. Gajos, K., Budkowski, A., Petrou, P., Pagkali, V., Awsiuk, K., Rysz, J., Bernasik, A., Misiakos, K., Raptis, I., Kakabakos, S., Protein adsorption/desorption and antibody binding stoichiometry on silicon interferometric biosensors examined with TOF-SIMS, (2018) Applied Surface Science, 444, pp. 187-196.
3. Majcher, A.M., Dąbczyński, P., Marzec, M.M., Ceglarska, M., Rysz, J., Bernasik, A., Ohkoshi, S.-I., Stefańczyk, O., Between single ion magnets and macromolecules: a polymer/transition metal-based semi-solid solution (2018) Chemical Science, 9 (36), pp. 7277-7286.
4. Marzec, M.M., Awsiuk, K., Daąbczyński, P., Rysz, J., Budkowski, A., Bernasik, A., Influence of Acrylic Polymers Stereoregularity on Interface Interactions in Model Thin Film Systems, (2018) Macromolecular Chemistry and Physics, 219 (15), art. no. 1800097
5. Busolo, T., Ura, D.P., Kim, S.K., Marzec, M.M., Bernasik, A., Stachewicz, U., Kar-Narayan, S., Surface potential tailoring of PMMA fibers by electrospinning for enhanced triboelectric performance, (2019) Nano Energy, 57, pp. 500-506.

Informacje dodatkowe:

Sposób i tryb wyrównania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:
Nieusprawiedliwiona nieobecność na dwóch zajęciach laboratoryjnych lub seminaryjnych wymaga od studenta samodzielnego opanowania przerabianego na jednym z zajęć zajęciach materiału i jego zaliczenia w formie pisemnej w wyznaczonym przez prowadzącego terminie lecz nie później jak w ostatnim tygodniu trwania zajęć.