Cílem předmětu je naučit studenta ovládat na pokročilé úrovni mikroskopické techniky a rozumět jejich principům. Předmět je vhodný pro přípravu studenta na část jeho bakalářské práce, která se týká charakterizace vzorků. Kromě toho jsou poznatky získané v předmětu vhodné i pro řešení úkolů z výrobní praxe, které si vyžadují použití mikroskopie. Především se jedná o mikroskopické analýzy výrobních vad.
Poslední úprava: Macháček Jan (19.02.2024)
The aim of the course is to teach the student to master microscopic techniques at an advanced level and to understand their principles. The subject is suitable for preparing the student for the part of his bachelor's thesis that concerns the characterization of samples. In addition, the knowledge gained in the subject is also suitable for solving tasks from production practice that require the use of microscopy. First of all, it concerns microscopic analyzes of manufacturing defects.
Poslední úprava: Macháček Jan (19.02.2024)
Podmínky zakončení předmětu (Další požadavky na studenta) -
Požadavky ke zkoušce (Forma způsobu ověření studijních výsledků)
písemná i ústní zkouška
Poslední úprava: Macháček Jan (19.02.2024)
Sylabus -
1. Základní pojmy optiky: světlo jako elektromagnetické vlnění – index lomu – odraz a lom světla – polarizace světla – interference světla – difrakce světla – geometrická optika – optické vady.
2. Pokročilá optika: šíření světla v anizotropních látkách – použití dvojlomných látek – fotometrie – kolorimetrie.
5. Vyhodnocování optických vlastností krystalů v polarizovaném světle: mikrostruktura a textura – reliéf – měření indexu lomu – pleochroismus.
6. Vyhodnocování optických vlastností krystalů ve zkřížených polarizátorech: zhášení – interferenční barvy a specifický dvojlom – ráz délky a optický charakter minerálu – měření napětí v materiálu.
8. Konfokální mikroskopie: principy zobrazení – laterální a axiální rozlišení – součásti mikroskopu – technika mikroskopování – zpracování výškové mapy – parametry drsnosti a vlnitosti – měření tloušťky vrstvy – měření velikosti částic – objemová měření.
9. Speciální mikroskopie: fluorescenční mikroskopie – Ramanova a IČ mikroskopie – měření mikrotvrdosti – vysokoteplotní mikroskopie – tomografie a 3D skenování.
10. Analýza mikroskopického obrazu: digitální snímání a úprava obrazu – segmentace obrazu – metody matematické morfologie – určení distribuce velikosti částic – stereologie – segmentace obrazu pomocí umělé inteligence.
11. Specifika mikroskopování materiálů: mikroskopie surovin a hornin – keramické materiály – kovové materiály a biomateriály – polymerní materiály a vlákna – vady ve skle a pnutí v materiálu.
12. Skenovací elektronová mikroskopie v kontextu analýzy materiálových vad.
13. Prvková analýza v elektronové mikroskopii (EDX) a světelné mikroskopii (LIBS).
1. Basic concepts of optics: light as an electromagnetic wave – index of refraction – reflection and refraction of light – polarization of light – interference of light – diffraction of light – geometrical optics – optical defects.
2. Advanced optics: propagation of light in anisotropic substances - use of birefringent substances - photometry - colorimetry.
5. Evaluation of optical properties of crystals in polarized light: microstructure and texture - relief - measurement of refractive index - pleochroism.
6. Evaluation of the optical properties of crystals in crossed polarizers: extinction – interference colors and specific birefringence – character of the zone and optical character of the mineral – measurement of stress in the material.
7. Digital microscopy and contrast enhancement: digital microscopy - dynamic range of imaging (HDR) - extended depth of field (EDF) - dark field - phase contrast - differential interference contrast (DIC) - interference microscopy.
9. Special microscopy: fluorescence microscopy – Raman and IR microscopy – microhardness measurement – high temperature microscopy – tomography and 3D scanning.
10. Microscopic image analysis: digital imaging and image processing – image segmentation – methods of mathematical morphology – determination of particle size distribution – stereology – image segmentation using artificial intelligence.
11. Specifics of microscopy of materials: microscopy of raw materials and rocks – ceramic materials – metal materials and biomaterials – polymer materials and fibers – defects in glass and stresses in the material.
12. Scanning electron microscopy in the context of material defect analysis.
13. Elemental analysis in electron microscopy (EDX) and light microscopy (LIBS).
14. Summary of the strategy of microscopic analysis of materials.
