Fyzika

Optika a nanostruktury

Optika a nanostruktury Fyzika

Popis oboru

Optická komunikace, holografie, senzory, zpracování obrazu a signálu, to jsou jen některé oblasti moderních technologií, které dnes hýbou světem. A jejich důležitost den ode dne narůstá. Vědci sní o plně optických počítačích, zavádějí se holografické paměti (kapacita sta GB na jeden optický disk) a další technologie jak z fantazií autorů sci-fi. Hologramy nejsou jen pěkné 3D obrázky. Nachází uplatnění v mnoha praktických situacích jako bezpečnostní prvek, v technologii řezání a popisování laserovým svazkem, v komunikaci a mnoha dalších.

Do oblasti optické fyziky patří například i fotonické krystaly nebo jiné exotické materiály, které mají fantastické vlastnosti. V některých se nešíří světlo o určitých frekvencích, v jiných se šíří jen v určitých směrech. Teoreticky existují i materiály se záporným indexem lomu.

To už máme na dosah další úžasné materiály  jejich struktura se blíží nanometrům  miliardtině metru. Čím se tak liší fyzika takových nanostruktur od materiálové fyziky nebo chemie? Unikátnost nanotechnologie tkví v její unikátní pozici. Nejedná se ani o atomární nebo molekulární látky, ale zároveň to ještě není kompaktní látka tak, jak ji známe z makrosvěta. Proto se objevují nečekané vlastnosti. Díky ohromnému povrchu vzhledem k objemu  (např. povrch prachu v malé skleničce dosahuje rozměrů několika fotbalových hřišť) je jejich interakce s okolím jiná. Tyto struktury jsou tak malé, že se už projevují jevy kvantové fyziky, jako je rozměrová restrikce, kvantování stavů elektronů a další. Jen díky nim je možné, aby chemicky jeden a ten samý materiál měl různé barvy nebo svítil (luminiskoval) na různých vlnových délkách.

Naši studenti oboru Optika a nanostruktury nezůstávají pozadu a participují na výzkumu těchto nejmodernějších technologií. Věnují se přípravě nových materiálů a zařízení, jejich charakterizaci a měření, ale podílejí se i na teoretických analýzách a studiích. Problematika je studována ve spojení se špičkovými pracovišti zejména Akademie věd ČR nebo ve spolupráci s dalšími vysokými školami a výzkumnými institucemi doma i v zahraničí. 

Optika a nanostruktury je navazující magisterské studium katedry fyzikální elektroniky, realizované především ve skupině Optické fyziky,  které je zaměřené na studium interakce prostředí s elektromagnetickým zářením. Dle volby výběrových přednášek a diplomové práce se může student orientovat na různé problémy v současné optické a nanostrukturní vědě. Mimo obecné teoretické studium v dané oblasti mohou studenti získávat i konkrétní zkušenosti a praktické návyky v experimentální výchově (formou pokročilých optických praktik, exkurzí na různá odborná pracoviště, a eventuálně při vlastní experimentální činnosti). Přirozeně se studenti seznamují i s moderními trendy v daném oboru.

Absolventi – inženýři – nacházejí uplatnění jako teoretičtí i experimentální pracovníci v široké oblasti výzkumu a vývoje (optické metody měření jsou stále žádanější), mimo to absolventi mohou nalézt uplatnění i v aplikační oblasti – v institucích pro kontrolu měření, v průmyslu, komunikacích, zdravotnictví i podnikatelské sféře. Vnitřní adaptabilita je samozřejmou vlastností, ke které vychovává projektový systém rešeršní, výzkumné a diplomové práce. 

Obor navazuje na bakalářský obor Fyzikální elektronika. Magisterský program je dále otevřen i zájemcům o danou problematiku z jiných kateder a fakult. Pro další informace o možnostech v oboru Optika a nanostruktury můžete zhlédnout přiloženou prezentaci.

Galerie

popis galerie


Studijní plány

oficiální podobu studijních plánů pro tento akademický rok obsahuje

Bílá kniha

Proč právě na Jaderce?

Tento obor má velké uplatnění především v praxi díky velmi dobrému zázemí a osobnímu přístupu oproti jiným fyzikálním fakultám. Nabízí teoretické znalosti využívané v praxi během studia v optických a chemických laboratořích. Tyto laboratoře jsou vybaveny např. skenovací elektronovou mikroskopií, mikroskopií atomárních sil, holografickými a litografickými zařízeními.


Zeptej se



Nevíš, který z oborů na Jaderce je pro tebe ten pravý? Chceš vědět, kolik studentů obor úspěšně dostuduje? Zajímá tě, čím se tento obor liší od toho na jiné vysoké škole?
Jsme připraveni ti odpovědět. Zkus se zastavit u garanta tvého oboru nebo napiš přímo studentovi a získej informace z první ruky.

Kontaktní osoba oboru

Student

Články k oboru

Ovládání světla novými způsoby

Možnosti ovládání světla se v poslední době, s příchodem fotonických mikro a nanostruktur, s detaily srovnatelnými či menšími, než je vlnová délka viditelného světla, výrazně zvýšily. V tom smyslu probíhá dnes celosvětově výzkum tzv. metamateriálů, které v mnohém překračují naše chápání běžných materiálů.

Science Café o ELI Beamlines

Podívejte se na videozáznam ze setkání veřejnosti a vědců Science Café o projektu nejintenzivnějšího laseru světa ELI Beamlines také s absolventem katedry fyzikální elektroniky Ing. Pavlem Bakule, DPhil.

Nobelovy ceny a rentgenové záření

V roce 2002 byla Nobelova cena za fyziku udělena třem průkopníkům astrofyziky. Polovinu ceny obdrželi Raymond Davis jr. z Pensylvánské univerzity a Masatoshi Koshiba z Tokijské univerzity za příspěvky vedouci k detekci kosmických neutrin, druhou polovinu Riccardo Giacconi za příspěvky k objevu kosmických rentgenových zdrojů.

Nanotechnologie pro společnost

Vědeckovýzkumný projekt řeší společně několik ústavů Akademie věd (fyzikální ústav, ústav anorganické chemie), fakult Karlovy univerzity (Matematicko – fyzikální fakulta, Přírodovědecká fakulta), ČVUT (Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská) a firma CRYTUR, s.r.o.

Cesty studentů oboru

Nikdo sem bohužel zatím žádné nevložil. :(

Další obory