Nabídka stáží z fyziky

3.3/2 Rentgenová difrakce jako nástroj pro určování struktury krystalických látek

Anotace: Laboratoř strukturní analýzy ve Fyzikálním ústavu je jedním z mála pracovišť, kde se vyvíjí software pro výpočty krystalových struktur. Stanovení krystalové struktury je experimentální a výpočetní proces, který vede k určení přesných souřadnic polohy jednotlivých atomů v krystalické látce. Tato informace má zásadní důležitost pro řadu chemických, biologických i fyzikálních oborů. Metoda je založena na jevu, který se nazývá difrakce. Difrakce způsobuje, že paprsek rentgenového nebo elektronového záření se po dopadu na krystalickou látku rozptýlí do mnoha přesně daných směrů. Difraktované paprsky sebou nesou informaci o atomární struktuře. Jejich proměřením tak získáme údaje, ze kterých lze krystalovou strukturu určit. V rámci nabízeného tématu provedeme zájemce celým procesem strukturní analýzy, od přípravy vzorku přes difrakční experiment, až po výpočet krystalové struktury. Kromě toho bude moci nahlédnout do kuchyně vývojářů krystalografických programů. Pro zvládnutí tématu je plně dostačující středoškolská úroveň matematických a fyzikálních znalostí,  chybějící znalosti budou doplněny přístupnou a názornou formou.
Lektor: RNDr. Michal Dušek  CSc.
Fyzikální ústav AV ČR, v.v.i., Praha

3.5/2 Atomy a molekuly v krystalech

Anotace: Atomy v krystalech jsou uspořádány do pravidelně se opakujících bloků,  tak zvaných základních buněk. Ozáříme-li krystal paprskem rentgenového  záření nebo elektronů, dojde k jevu zvanému difrakce, a paprsek se  rozptýlí do mnoha přesně daných směrů. Proměřením těchto rozptýlených  paprsků lze získat informace, ze kterých dokážeme určit nejen tvar a  velikost základní buňky, ale i přesnou polohu atomů v krystalu. U  krystalů složených z molekul lze pak zjišťovat geometrii molekul,  jejich vzájemné vztahy a interakce. Tato metoda je využívána nejen ve  fyzice a v chemii, ale také při vývoji nových materiálů nebo v  molekulární biologii, protože atomární struktura látek má zásadní vliv  jak na jejich fyzikální, tak i chemické a biologické vlastnosti. V rámci nabízeného tématu provedeme zájemce celým procesem strukturní  analýzy, od přípravy vzorku přes difrakční experiment, až po výpočet  krystalové struktury. Pro zvládnutí tématu je plně dostačující  středoškolská úroveň matematických a fyzikálních znalostí,  chybějící  znalosti budou doplněny přístupnou a názornou formou.
Lektor: Dr. Lukáš Palatinus
Fyzikální ústav AV ČR, v.v.i., Praha

3.8/2 Magnetismus shluků atomů

Anotace: Magnetismus shluků (clusterů) desítek až stovek atomů se odlišuje od magnetismu pevných látek: jednak je silnější, jednak v clusterech mohou být magnetické i atomy těch prvků, které jsou jinak nemagnetické.  Výpočty ukazují, že magnetický moment atomu v clusteru lineárně klesá s počtem sousedů tohoto atomu.  Na základě tohoto předpisu lze tedy odhadnout, jak velký celkový magnetický moment by měl mít cluster určitého tvaru a velikosti.  Úkolem studenta bude provést výpočty tohoto typu, prozkoumat různé tvary a velikosti a srovnáním s experimentálními data, která jsou dostupná v publikované literatuře odhadnout, jaký tvar by atomární clustery mohly mít.U studenta se nepředpokládají nějaké speciální znalosti. Měl by být připraven pracovat s počítačem a učit se základním konceptům z fyziky pevných látek. Nezbytná je základní znalost angličtiny (alespoň rok předchozího studia).V průběhu stáže se seznámí s magnetismem a se strukturou pevných látek, v omezené míře i se základy atomové fyziky. Naučí se pracovat s databázemi vědeckých publikací. Bude pracovat s programy pro kreslení grafů i pro znázorňování krystalových struktur. Nezbytně bude muset napsat pár jednodušších programů, patrně v programovacím jazyce Fortran (ale použitelné je i C). Bude-li ochoten pracovat pod operačním systémem linux, bude to výhodou.
Lektor: RNDr. Ondřej Šipr CSc.
Fyzikální ústav AV ČR, v.v.i., Praha

3.9/2 Studium fyzikálních vlastností pevných látek, zařízení pro předběžný výběr vzorků a zařízení pro měření pod 1K

Anotace: Společná Laboratoř pro Magnetická Studia (SLMS) je společným pracovištěm Matematicko-fyzikální fakulty University Karlovy v Praze a Fyzikálního ústavu Akademie věd České Republiky. Hlavním cílem laboratoře je studium různých fyzikálních veličin pod vlivem nízkých teplot, magnetických polí a případně tlaků. Díky širokému okruhu uživatelů je seznam zkoumaných materiálů a vlastností velmi rozsáhlý a zahrnuje jak materiály s aplikačním potenciálem (nanočástice, materiály s tvarovou pamětí) tak i základní výzkum (zejména z oblasti magnetismu, supravodivosti a multiferoických materiálů).
Laboratoř je vybavena špičkovými zařízeními PPMS14, PPMS9 a MPMS7, která umožňují měření řady fyzikálních veličin (viz stránky laboratoře) v závislosti na teplotě a vnějším magnetickém poli v rozmezí 2 – 400 K a 0 – 14 T. Některé veličiny je možné měřit i za tlaků až 3 GPa. Měření jsou často časově náročná a proto zařízení jsou využívána v nepřetržitém provozu. V rámci SLMS se připravují dvě nová zařízení 1) – aparatura s uzavřeným cyklem (CCR, close-cycle refrigerator), která by měla sloužit k předběžným měřením vzorků a jejich selekci pro další podrobné studium. 2) – rozpouštěcí refrigerátor (DR, dilution refrigerator), který umožní experimenty při teplotách nižších než dovoluje dosavadní vybavení (50 mK – 4 K, 0 –  9 T). Náplní činnosti studenta by bylo podílet se na řešení některých z níže uvedených otázek: - postupná implementace měření jednotlivých veličin na CCR - dokončení stavby DR, jehož základní prvky budou připraveny v prosinci 2009, a jeho postupné oživování- programové vybavení na sběr dat a dálkové řízení experimentu (CCR a DR) - postupná implementace měření jednotlivých veličin na DR- účast na vlastních měřeních (prakticky od začátku projektu s tím, že časem se těžiště prací přesune sem).
Lektor: Ing. Josef Šebek, Ph.D.
Fyzikální ústav AV ČR, v.v.i., Společná Laboratoř pro Magnetická Studia, Praha

3.11/2 Nové keramické a práškové scintilační materiály

Anotace: Scintilační materiály jsou využívány především v detekci ionizujícího záření. Ionizující záření je pomocí scintilačního detektoru převedeno na viditelné světlo (nebo ultrafialové záření). Viditelné světlo se snadno registruje a převede na elektronický signál. Scintilační detektory se využívají tam, kde je potřeba monitorovat ionizující záření nebo energetické částice (lékařství, průmysl, výzkum). Cílem práce je příprava nových perspektivních materiálů a optimalizace technologie jejich přípravy tak, aby bylo dosaženo vysokých užitných scintilačních vlastností těchto materiálů. Materiály budou připravovány ve formě jemnozrnných prášků a keramik převážně reakcemi v pevné fázi za vysokých teplot. U připravených materiálů budou studovány jejich morfologické, optické, luminiscenční a scintilační vlastnosti.
Lektor: Ing. Lubomír Havlák
Fyzikální ústav AV ČR, v.v.i., Praha

3.13/2  Měření destiček leptaného křemíku pomocí terahertzové spektroskopie

Anotace: Pojmem „terahertzové záření“ se označují elektromagnetické vlny, jejichž vlnová délka se počítá v desetinách milimetru. Výzkum v oblasti terahertzového záření má poměrně krátkou historii, neboť jeho zdroje a detektory byly vynalezeny teprve asi před dvaceti lety. Současně se jedná o oblast, kde v poslední době dochází poměrně často k novým objevům a očekává se, že v příštích letech toto záření nalezne i průmyslové využití. Tato možnost se týká i křemíkových destiček, se kterými student bude pracovat. První část stáže bude věnována seznámení s experimentálním zařízením. K tomu je třeba pochopit z teoretického hlediska některé fyzikální jevy: vlnovou podstatu světla a elektromagnetického záření, šíření světla látkami a index lomu prostředí. Student se také seznámí s některými matematickými pojmy – zejména komplexními čísly a komplexní exponenciální funkcí – potřebnými pro vyhodnocení naměřených výsledků. Cílem stáže není získat nové vědecké výsledky; naším záměrem je poskytnout studentovi příležitost hlouběji pochopit podstatu vědecké práce. Bude tak moci sledovat postup jehož cílem je získat a zveřejnit nové myšlenky – od prvotního nápadu, koncepce a přípravy vzorků látek, jejich měření, přes zpracování naměřených dat a jejich porovnání s teoretickým modelem až po potvrzení hypotézy a publikaci výsledků v odborném tisku. Navrhované téma se proto týká mikrostrukturovaných vzorků křemíku, pro které tyto jednotlivé kroky již byly provedeny. Příslušná měření, jejichž výsledky jsou velmi zajímavé, lze provést poměrně jednoduše během nepříliš dlouhých časových úseků. Interpretace výsledků vyžaduje pochopit optické pojmy efektivního prostředí a dvojlomu. Odpovídající model lze jednoduše sestavit na základě znalosti sériového a paralelního zapojení kondenzátorů. Pokud tato práce studenta zaujme, bude mít později možnost zúčastnit se dalších pokusů a jiné vědecké činnosti v tomto směru.Lektorka je rodilá mluvčí francouzštiny a má zkušenosti s výukou v dvojjazyčné sekci francouzsko-českého gymnázia. Z tohoto důvodu by stáž byla obzvláště přínosná pro studenty těchto sekcí, i když nabídka není uzavřená ani dalším zájemcům.
Lektor: Ing. Dr. Christelle Kadlec
Fyzikální ústav AV ČR, v.v.i., Praha

3.15/2 Jev magnetické tvarové paměti v Ni-Mn-Ga (Pohyblivost stěn dvojčatění)

Anotace: Některá intermetalika typu Heuslerových slitin a zvláště Ni-Mn-Ga slitiny vykazují až 11% deformaci v magnetickém poli. Tato deformace je téměř o dva řády vyšší než deformace pozorované v materiálech s obří magnetostrikcí jako je Terfenol-D. Deformace v relativně slabých magnetických polích do 1T neboli 800 kA/m je způsobena přerozdělováním odlišně orientovaných martensitických domén v magnetickém poli neboli magneticky indukovanou reorientací martensitické struktury. Odlišným efektem, způsobujícím značnou deformaci do velikosti několika procent, je martensitická transformace indukovaná magnetickým polem, kdy je ve velkém magnetickém poli upřednostňována fáze s větší hodnotou magnetického momentu. Oba tyto jevy jsou často souhrnně nazývány jevem magnetické tvarové paměti v analogii s jevem tvarové paměti. Tento jev je relativně nový a byl poprvé popsán v roce 1996 a v současné době tvoří jedno z důležitých témat fyziky pevné fáze. Oba jevy tvarové paměti jsou studovány v našem oddělení funkčních materiálů. Na první pohled jev tvarové paměti vypadá jako zázrak. Vezmeme-li materiál z paměťové slitiny, třeba spirálu, natáhneme na přímý drát, ohřátím se vrátí do původního stavu. Jev magnetické tvarové paměti je analogický jen odlišný v tom, že se místo teploty používá magnetického pole. Díky svým vlastnostem se předpokládá se že materiály s magnetickou tvarovou pamětí by mohly nahradit části složitých pohyblivých mechanismů jednoduchou nepohyblivou součástkou řízenou magnetickým polem. Navrhovaný program se bude týkat studia pohyblivosti stěn dvojčatění na monokrystalech Ni-Mn-Ga. Vysoká pohyblivost stěn je nejdůležitější podmínkou pro existenci jevu a získání obří deformace a zároveň hlavní nevyřešený problém. Budeme pozorovat závislosti deformace na velikosti magnetického pole, velikosti přiloženého vnějšího napětí, na teplotě. Studium těchto materiálů bude zahrnovat metody optické mikroskopie a přípravy vzorků, magnetometrie tj. měření změny magnetizace v magnetickém poli a teplotě, mechanické testování tj. měření zatěžovacích křivek a jejich vyhodnocování a analýzu pomocí grafických programů. Krystalová struktura martensitických dvojčat bude demonstrována pomocí 3D papírových modelů které jsou dobrou vizuální pomůckou pro pochopení struktury. K popisu výsledků se použije jednoduchý model založený na celkové energii martensitických dvojčat v magnetickém poli a pokusíme se o základní předpovědi chování nových materiálů. Výhoda tohoto zjednodušeného modelu je, že je snadno pochopitelný v rámci středoškolské fyziky. Navíc, díky obří deformaci v magnetickém poli, je možné si jev ohmatat, neboť pohyb stěn je možné cítit i v prstech, slyšet, díky velké akustické emisi při pohybu stěn a na vlastní oči vidět celkové zvětšení vzorků. Studenti se seznámí s některými základními experimentálními metodami fyziky pevné fáze a s novými perspektivními materiály od vzniku až po možné praktické použití.
Lektor: Dr. Oleg Heczko
Fyzikální ústav AV ČR, v.v.i., Praha

3.22/2 Chcete vidět, co se děje v nejnižší části atmosféry? Přijďte si to namodelovat do naší aerodynamické laboratoře

Anotace: Turbulentní charakteristiky proudění v nejnižších vrstvách atmosféry uvnitř městské zástavby. Proč na některých nárožích fouká více než na jiných a jak dlouho musíme čekat než změříme maximální rychlost větru.
Lektor: RNDr. Klára Jurčáková, Ph.D.
Ústav termomechaniky AV ČR,v.v.i., Nový Knín a Praha

3.23/2 Optické měřicí metody ve vysokorychlostní aerodynamice - jedna z možností jak zkoumat fyzikální děje v parních turbínách a v leteckých motorech

Anotace: Proudění v lopatkových strojích je velmi složitý proces, ve kterém se m.j. v plné míře uplatňuje stlačitelnost a vazkost proudícího média (vzduchu nebo například vodní páry). Optické metody, pomocí kterých zkoumáme toto proudění (nejčastěji interferometrie, stínová a šlírová metoda), umožňují v plné míře poznávat krásné a zajímavé struktury, které se při proudění v uzavřených kanálech vyskytují (vírové struktury, mezní vrstvy, úplavy, rázové vlny, odtržení proudu a pod.).
Lektor: Ing. Martin Luxa, Ph.D.
Ústav termomechaniky AV ČR, v.v.i., Nový Knín a Praha

3.24/2 Analýza rovinných vektorových polí získaných měřením proudění pomocí rovinné laserové metody (Particle Image Velocimetry). Identifikace a kvantifikace vírových a dalších struktur v proudovém poli

Anotace: Z experimentů v aerodynamickém tunelu získáváme vektorová pole rychlostí proudění v dané oblasti. Tato pole potřebujeme analyzovat a hledat v nich např. víry a další tzv. koherentní struktury. Od studenta očekáváme provedení analýzy zadaných vektorových polí pomocí zvolené metody. Předpokládá se použití softwaru MATLAB.
Lektor: doc. Ing. Václav Uruba, CSc.
Ústav termomechaniky AV ČR, Praha

3.25/2 Vyhodnocení měření stlačitelného proudění pomocí Machova-Zehnderova interferometru. Analýza interferogramů

Anotace: Při obtékání křídla letadel nebo lopatek turbin dochází za určitých podmínek ke vzniku samobuzeného kmitání obtékaného tělesa., které může vést až k jeho destrukci. Jev byl modelován v aerodynamickém tunelu pomocí profilu majícího dva stupně volnosti. Jedním stupněm volnosti byl směr kolmý na nabíhající proud, druhým stupněm volnosti byla rotace kolem jedné z os symetrie profilu. Vývoj proudového pole v okolí profilu byl zviditelněn interferenční metodou a zaznamenán rychlostní kamerou. Student by mohl být účasten při přípravě a uskutečnění opakovaného experimentu a po zaškolení se od něho očekává pomoc při vyhodnocování získaných interferogramů.
Lektor: Ing. Václav Vlček, CSc.
Ústav termomechaniky AV ČR, Nový Knín a Praha

3.26/2 Měření elektromagnetické susceptibility mechatronických zámkových systémů

Anotace: Student se seznámí v rámci projektu s problematikou elektromagnetické susceptibility (odolnosti technických systémů ) mechatrotonických zámkových hybridních systémů, jejich odolnosti komunikace systému s ostatními, doplňkovými systémy. V projektu provede měření blízkých a vzdálených elektromagnetických polí hybridních zámkových systémů a jejich odolnost proti rušivým elektromagnetickým polím v pásmu telemetrie a vysokofrekvenčních směrových polí s využitím nejmodernějších anténních systémů firmy Rohde&Schwarz.
Lektor: Ing. Ján Ivanka
Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně,Ústav elektroniky a měření, Zlín

3.27/2 Měření elektromagnetické interference mřížových systémů

Anotace: Student se seznámí s problematikou elektromagnetické kompatibility v obecné rovině. V rámci projektu se seznámí s využitím a principem činnosti mřížových systémů, které se využívají jako prostředek v oblasti mechanických zábranných systémů k zabezpečení objektů, s pohonnými jednotkami. Student provede měření blízkých polí pohonných jednotek a s využitím programu v prostředí Delphi Borland vizualizaci hodnot a dat( v prostředí 3D ). Měřením provede získaní hodnot a dat a aktivní činností vyzařovacích charakteristik ověří funkčnost systémů I&HAS Jablotron OASIS JA 80 K.
Lektor: Ing. Ján Ivanka
Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, Ústav elektroniky a měření, Zlín

3.28/2 Stanovení antioxidační aktivity látek obsažených v  nápojích a rostlinnýchextraktech

Anotace: Antioxidanty jsou molekuly aktivně zamezující oxidačnímu poškození bílkovin, tuků, nukleových kyselin a jiných pro organismus nezbytných látek molekulami volných radikálů. Tato poškození mají významný podíl na vzniku a rozvoji četných onemocnění a chorobných stavů (free radical diseases) např. aterosklerozy, vysokého krevního tlaku, cukrovky, šedého zákalu, nádorových onemocnění,  atd. Volné radikály též hrají významnou roli v procesu stárnutí. Je zřejmé, že působení antioxidantů je pro lidské zdraví velice prospěšné. Převážná část látek vykazující antioxidační vlastnosti jsou biologického původu. Významným zdrojem těchto látek je ovoce, zelenina a rostlinné produkty. Hlavním cílem této práce je stanovení celkové antioxidační aktivity vybraných nápojů a rostlinných extraktů za užití UV-VIS absorpčního spektrofotometru.  Výsledkem práce by mělo být srovnání kvality těchto zdrojů z hlediska obsahu sledovaných látek. Hlavním přínosem pro stážistu bude získání zkušeností s laboratorní praxí, přístrojovou technikou, analýzou dat a vědeckými postupy.
Lektor: Mgr. Jakub Nezval
Ostravská univerzita v Ostravě, PřF, Katedra fyziky, Ostrava

3.29/2 Použití spektrálně optických metod při studiu fyziologického stavu rostlin

Anotace: V rámci této odborné stáže se předpokládá zapojení studenta do aktivit spojených s řešenou problematikou v rámci vědeckých projektů na Oddělení biofyziky, katedry fyziky Ostravské univerzity. V současné době je velmi diskutovanou problematikou otázka globálních změn klimatu spojených se změnou koncentrace skleníkových plynů v atmosféře, kdy mezi průvodní jevy mimo jiné patří zvyšování celkového množství dopadající radiace včetně její ultrafialové složky, nárůst teploty zemského povrchu, změna koloběhu vody v přírodě a jiné. Ve své práci se student blíže zaměří především na otázku změn radiačního prostředí a jejich vliv na vyšší rostliny. Jednou z možností, jak sledovat tyto vlivy, je nedestruktivní měření optických vlastností charakterizujících interakci zkoumaného materiálu s dopadajícím zářením a to na úrovni celé rostliny či jejich jednotlivých částí. Mezi těmito postupy zaujímají významné místo metody fluorescenční spektroskopie (emisní a excitační spektra), měření odrazivosti, propustnosti a změn v účinnosti absorpce.
Lektor: RNDr. Martin Čajánek, Ph.D.
Ostravská univerzita v Ostravě, PřF, Katedra fyziky, Ostrava

3.33/2 Návrh a realizace vzdálených experimentů

Anotace: Fyzikální měření využívají počítač pro sběr dat, k počítači je připojen analogově digitální převodník, převádějící vstupní elektrické napětí na číselnou hodnotu. K převodu fyzikálních veličin jako např. teplota, tlak, vlhkost… jsou používána čidla nebo též senzory. Reálné experimenty, nebo též reálná laboratoř jsou názvy pro takový typ měření, kdy je uživatel ve fyzickém kontaktu s experimentálním zařízením. Existuje skupina experimentů, kdy uživatel nemá fyzickou kontrolu nad měřeným objektem, ale experiment je řízen na dálku prostřednictvím internetu. Cílem stáže by byl vývoj a realizace takovýchto experimentů.
Lektor: RNDr. Libor Koníček, PhD.
Ostravská univerzita v Ostravě, PřF, Katedra fyziky, Ostrava

3.35/2  Sluneční energie a její využití

Anotace: Podle statistiky OSN  je životní úroveň ve státě (měřená průměrným národním důchodem na občana) přímo  úměrná. průměrné spotřebě energie.V řadě rozvojových zemí je průměrná spotřeba  energie na občana kolem 100 wattů a životní úroveň velmi nízká. Naopak v bohatých zemích přesahuje 15 kilowattů na občana. Je přirozené, že občané rozvojových zemí chtějí také mít vyšší životní úroveň. To znamená vyšší spotřebu energie. Základním dnešním zdrojem energie jsou fosilní paliva – dávná sluneční energie uložená fotosyntézou do biomasy (zelených rostlin a fytoplanktonu). Uložením pod povrchem se sluneční energie pošpinila. Musíme ropu a zemní plyn dovážet z dálky, draze platit a znečišťujeme potomkům Zemi – náš kosmický domov. Jejich spalováním  obohacujeme atmosféru o skleníkové plyny, které zadržují infračervené záření Země – takže dochází ke globálnímu oteplování. Energetická rovnováha Země: přijal – dal je v důsledku skleníkových plynů narušena ve prospěch „přijal“. Celé lidstvo dnes potřebuje dohromady pro průmysl, dopravu, zemědělství a v domácnostech celkem 14 Terawattů. Slunce dává Zemi 180 000 Terawattů čisté, nevyčerpatelné energie zadarmo. K tomuto obrovskému energetickému daru Slunce (13 tisíckrát většímu než potřebujeme) jsme většinou nevšímaví. Ne všichni v EU a v OSN se často hovoří o sluneční energii jako o jedné z alternativních energií za fosilní paliva. Bylo by užitečné, abychom i u nás více věděli o užitečnosti Slunce a jeho energie pro život.  A nečekali na to co vyrobí Japonsko či jiná pokroková země.
Lektor: Doc. RNDr. Josip Kleczek, DrSc.
Astronomický ústav AV ČR, v. v. i., Ondřejov

3.36/2  Optická spektra slunečních protuberancí

Anotace: Sluneční protuberance jsou relativně chladné a husté útvary obklopené horkou a řídkou sluneční koronou. Existuje stále mnoho nezodpovězených otázek, na něž je možno najít odpověď studiem optických spekter. Patří mezi ně např. určení struktury hustoty, teploty, rychlosti a jiných parametrů v různých místech a fázích vývoje protuberance. Student se v projektu bude věnovat pochopení problematiky spekter, vlastního pozorováni spekter na velkém slunečním spektrografu v Ondřejově, zpracování a vyhodnocení informací. Předpokládá se hlubší zájem o fyziku, matematiku a práci s výpočetními programy.
Lektor: RNDr. Pavel Kotrč, CSc.
Astronomický ústav AV ČR, v. v. i., Ondřejov

3.37/2  Optická spektra slunečních erupcí

Anotace: Sluneční erupce jsou nejmohutnější energetické jevy na Slunci, které mohou podstatnou měrou ovlivnit i horní vrstvy zemské atmosféry a další jevy na Zemi. Existuje stále mnoho nezodpovězených otázek, na něž je možno najít odpověď studiem optických spekter. Patří mezi ně např. určení místa uvolnění energie po dopadu svazků urychlených částic, studium efektů spojených se šířením energie ve sluneční chromosféře, časové a prostorové změny profilu spektrálních čar v eruptivní atmosféře atd.  Student se v projektu bude věnovat pochopení problematiky spekter, vlastního pozorování spekter na velkém slunečním spektrografu v Ondřejově, zpracování a vyhodnocení informací. Předpokládá se hlubší zájem o fyziku, matematiku a práci s výpočetními programy.
Lektor: RNDr. Pavel Kotrč, CSc.
Astronomický ústav AV ČR, v. v. i., Ondřejov

3.38/2  Pozorování podvojných asteroidů

Anotace: Student se zúčastní pozorování podvojných asteroidů pomocí 65cm dalekohledu na Ondřejovské observatoři.   Naučí se základy fotometrických měření těchto těles, redukce dat a jejich analýzy. Získaná data budou pracovníky skupiny Asteroidy Dr. Pravce dále interpretována, použita k odvození parametrů těchto podvojných asteroidálních soustav a výsledky budou následně publikovány v odborném časopise.
Lektor: Mgr. Petr Pravec, PhD.
Astronomický ústav AV ČR, v. v. i., Ondřejov

3.39/2  Meteory v zemské atmosféře

Anotace: Planeta Země se neustále střetává s drobnými částicemi meziplanetární hmoty. Při průletu zemskou atmosférou se odpařují a září jako meteory. Meteory způsobené milimetrovými až centimetrovými tělísky můžeme běžně vidět na jasné noční obloze i pouhým okem. Pozorování videokamerami současně ze dvou stanic nám však poskytují objektivní údaje, ze kterých můžeme zjistit různé vlastnosti těchto malých meziplanetárních putovníků, jiným způsobem nepozorovatelných. Mnohé meteory patří k tzv. meteorickým rojům. Každý roj má pochází z nějakého mateřského tělesa, komety nebo planetky. Výzkum meteorů tak přispívá i k našim znalostem o kometách a planetkách. Během stáže se student seznámí s pozorovací technikou, metodami zpracování a vyhodnocení videozáznamů meteorů a s poznatky o meteorech, kometách a planetkách.
Lektor: RNDr. Jiří Borovička, CSc.
Astronomický ústav AV ČR, v. v. i., Ondřejov

3.40/2  Katalog Be hvězd

Anotace: Be hvězdy tvoří podtřídu horkých hvězd (o efektivní teplotě zhruba mezi 10000K a 30000K) a vyznačují emisí zejména ve spektrálních čarách vodíku. Některé Be hvězdy mají emisi i v čarách jiných prvků, například helia, hořčíku, křemíku a železa. Kromě toho jsou některé Be hvězdy roentgenovými zdroji či zdroji infračerveného záření, některé se vyskytují ve dvojhvězdách, u jiných se naopak dosud průvodce najít nepodařilo. Modelů, které se snaží vysvětlit podstatu Be jevu je několik a jsou založené na systematických pozorováních několika desítek až stovek Be hvězd. Těchto objektů však existuje podstatně větší množství, katalog Simbad obsahuje asi 5 tisíc takových objektů, další množství dat obsahují nedávné přehlídky oblohy. Cílem projektu je zmapovat Be hvězdy obsažené v katalogu Simbad a doplnit údaje o další data z jiných katalogů dosažitelných přes službu Vizier a prověřit spolehlivost jednotlivých zdrojů dat. Ve stelárním oddělení AsÚ vzniká taková databáze Be hvězd, klade si za cíl, aby obsahovala kriticky prohlédnutá data. Byly stanoveny základní charakteristiky, podle nichž se bude třídění provádět. Nyní je nutné postupně prověřit jednotlivé hvězdy obsažené v databázi a případně u nich doplnit další údaje. Katalog Simbad, Vizier a další služby tzv. Virtuání observatoře jsou volně přístupné na internetu, takže práci lze provádět kdykoli a odkudkoli, stačí počítač s rozumně rychlým připojením k internetu. Studenti se mohou seznámit i s dalšími již existujícími databázemi jiných astronomických i technických projektů, navazujícími vizualizacemi a s užitečnými nástroji pro správu dat. Pod vedením si mohou vyzkoušet práci s daty z jejich vlastních projektů a nápadů. V dalším kroku pak takto kriticky sestavený katalog (databáze) pomůže vyhledat společné vlastnosti objektů, testovat jednotlivé existující teoretické modely a případně tak stanovit vhodný pozorovací program pro získávání dalších dat.
Lektor: RNDr. Jiří Kubát, CSc.
Astronomický ústav AV ČR, v. v. i., Ondřejov

3.41/2  Zavádění nových praktických úloh v lékařské biofyzice, optimalizace měřících postupů

Anotace: V praktické výuce lékařské biofyziky na lékařských fakultách se studenti setkávají s měřením a interpretací výsledků získaných nejrůznějšími přístroji, od jednoduchých fyzikálních zařízení až po složitá lékařská zařízení pro zpracování obrazové informace a biosignálů. Pro správné pochopení principů metod a jejich interpretaci je třeba vytvořit názorné příklady experimentálních měření. S těmito metodami jsou však spojená i určitá rizika, např. riziko ultrazvukové kavitace při aplikacích ultrazvuku. Práce bude specificky zaměřena na rozvinutí praktické úlohy zaměřené na hemolýzu, tj. rozrušování zvířecích červených krvinek v kavitačním ultrazvukovém poli – ovlivnění hemolýzy přídavkem látek zvyšujících viskozitu nebo povrchové napětí prostředí, v němž se krvinky nacházejí.
Lektor: Prof. RNDr. Vojtěch Mornstein, CSc.
Masarykova Univerzita, Lékařská fakulta, Biofyzikální ústav, Brno

3.42/2  Využití termovize při fyziologických měřeních

Anotace: Termovizní technika se v dnešní době uplatňuje v mnoha průmyslových odvětvích. Svou roli nachází i v lékařské diagnostice z hlediska patologických nálezů. Její významnou  výhodou je absolutní bezpečnost při vyšetření pacienta. Z hlediska  využití termovizní techniky jako bezkontaktního měření teploty v souvislosti s živým organizmem - člověkem,  by bylo zajímavé rozšířit možnosti jejího využití. Cílem této práce bude pokusit se najít možnosti uplatnění bezkontaktního měření teploty při různých fyziologických měřeních. Bude se jednat  o bezkontaktní měření při různé fyziologické zátěži , různého krytí povrchu těla  apod. Měření se budou provádět v laboratořích biofyzikálního ústavu  LF MU a k dispozici bude ústavní technika (kamera Fluke Ti 30, popřípadě Flir systém).
Lektor: MUDr. Věra Maryšková
Masarykova Univerzita, Lékařská fakulta, Biofyzikální ústav, Brno

3.43/2  Zavádění nových praktických úloh v lékařské biofyzice, optimalizace měřících postupů

Anotace: V praktické výuce lékařské biofyziky na lékařských fakultách se studenti setkávají s měřením a interpretací výsledků získaných nejrůznějšími přístroji, od jednoduchých fyzikálních zařízení (teploměry, tlakoměry, refraktometry) až po složitá lékařská zařízení (diagnostický a terapeutický ultrazvuk, RTG, EKG…). Pro správné pochopení principů metod a jejich interpretaci je třeba vytvořit názorné příklady experimentálních měření. Práce bude sestávat z tvorby a testování návodů pro tyto experimenty, se zaměřením na ultrazvukové metody a  využití Dopplerova jevu pro měření rychlosti proudění krve.
Lektor: Mgr. Daniel Vlk, CSc.
Masarykova Univerzita, Lékařská fakulta, Biofyzikální ústav, Brno

3.44/2  Vývoj a studium magnetických nanočástic pro lékařské využití

Anotace: Magnetické nanočástice přitahují velkou pozornost v několika oblastech základního a aplikovaného výzkumu, neboť vykazují fyzikální chování, které nemá obdoby u makroskopických systémů, ale rovněž skýtají obrovské možnosti pro jejich praktické použití. V naší laboratoři se dlouhodobě věnujeme přípravě a fyzikálnímu studiu magnetických nanočástic a to se zvláštním zřetelem k lékařským aplikacím, mezi které patří především magnetická fluidní hypertermie (terapie rakovinných nádorů využívající teplo produkované magnetickými nanočásticemi v nádoru za působení střídavého magnetického pole) a magnetická zobrazovací resonance (MRI). Aktuálně řešená témata se týkají komplexních oxidických nanočástic např. částice na bázi La1-xSrxMnO3 či Co1-xZnxFe2O4 jako jádru nesoucím amorfním křemičitý obal. Magnetická jádra připravujeme, studujeme jejich magnetické chování a vlastnosti, které se současně snažíme přesně řídit pomocí chemického složení a velikosti částic. A dále magnetická jádra obalujeme biokompatibilními materiály, případně je ještě specificky funkcionalizujeme (zajištění fluorescence, vstupu do buněk apod.), aby se nanočástice daly použít k zamýšleným aplikacím. Nastíněný výzkum má interdisciplinární povahu a zahrnuje řešení základních fyzikálních otázek, ale i biologické testy konečných produktů. Práce stážisty tak může být zaměřena dle osobní preference na řešení různých problémů, ale při své práci se vždy stážista setká s fyzikálními aspekty.
Lektor: Bc. Michal Kačenka
Fyzikální ústav AV ČR, v.v.i., Praha 6

3.45/2  Příprava porézních polovodičových materiálů a jejich použití ve fotonice

Anotace: V Ústavu fotoniky a elektroniky jsme vypracovali technologii pro elektrochemickou přípravu mikro a nanopórů v polovodičových materiálech A3B5 (tvořeny prvky třetí a páté skupiny periodické tabulky, např. InP, GaAs, GaP). Porézní polovodičové materiály jsou připravovány anodickou oxidací ve vhodném elektrolytu. Chemická reakce, která probíhá na rozhraní polovodič-elektrolyt, je souběhem několika soupeřících procesů: přímého rozpouštění polovodiče, tvorby oxidu a jeho následného rozpouštění. Nabízíme možnost zapojit se do přípravy porézních polovodičů, studovat vliv parametrů při jejich přípravě (koncentrace nosičů v podložce, její orientace, způsob povrchové úpravy, složení elektrolytu, režim přiloženého elektrického napětí a protékajícího proudu, intenzita osvětlení) na tvorbu pórů. Budeme vyhodnocovat geometrii pórů (rozměry, vzájemné vzdálenosti) i jejich morfologii (tvar) pomocí elektronového mikroskopu. Studenti budou mít příležitost na elektronovém mikroskopu samostatně pracovat. Získané porézní struktury, případně odleptané porézní membrány se pokusíme plnit jinými materiály (např. ZnO) pro aplikace ve fotonice. Tepelným zpracováním struktur a jejich zárůstem epitaxní vrstvou se budeme snažit prokázat možnost využití těchto struktur při integraci různých polovodičových materiálů na jednom čipu. Pro zdárné zapojení do řešení projektu nejsou třeba žádné znalosti zacházející za rámec středoškolské fyziky a chemie. Možná již při čtení tohoto textu napadají některé z vás otázky: Proč právě polovodiče A3B5? Proč ZnO? Co se rozumí anodickou oxidací? Co je to epitaxní vrstva? Na tyto otázky a spoustu dalších si postupně odpovíme.
Lektor: Jan Grym, Ph.D.
Ústav fotoniky a elektroniky AVČR, v.v.i., Praha

3.46/2  Termoelektrika

Anotace: Termoelektrika jsou materiály, které slouží k účinné přeměně tepla na elektrickou energii nebo naopak slouží k ochlazování materiálů dodáním elektrické energie. Účinnost materiálu je závislá na elektrické vodivosti materiálu, tepelné vodivosti materiálu a tzv. koeficientu Seebecka. Účinnost materiálu je možno značně zvýšit přípravou materiálu v tenkých vrstvách rozměrů nanometrů nebo střídáním tenkých vrstev dvou různých materiálů tj. přípravou tzv. supermřížek. Student se seznámí s měřením účinnosti na takových nanomateriálech připravených laserovou ablací a s vysvětlením jevů, které za zvýšenou účinnost jsou zodpovědné.
Lektor: Ing. Radek Zeipl, Ph.D.
Ústav fotoniky a elektroniky AVČR, v.v.i., Praha

3.47/2  Pozorování kvantových teček

Anotace: Kvantová tečka je malé množství materiálu určitého tvaru, jehož rozměry jsou řádu jednotek až desítek nanometrů. Pro použití má význam mnoho kvantových teček jednoho materiálu v materiálu jiném – přesněji tzv. struktura s kvantovými tečkami. Struktury s kvantovými tečkami slouží například k zhotovení zdrojů světla (laserů) a také detektorů světla, které mají nejrůznější použití, zejména v přenosu informací. V rámci stáže se student seznámí s jednou takovou strukturou s kvantovými tečkami, způsobem její přípravy a bude přímo pozorovat kvantové tečky ve struktuře pomocí unikátního přístroje, tzv. balistického elektronového emisního mikroskopu.
Lektor: Ing. Jan Vaniš, Ph.D.
Ústav fotoniky a elektroniky AVČR, v.v.i., Praha

3.48/2  Nanočástice stříbra očima biofyzika

Anotace: Nanotechnologie patří v současnosti k nejdynamičtěji se rozvíjejícím oborům lidské činnosti a různé „nano“ produkty si získávají čím dál větší oblibu mezi spotřebiteli. Známe ale všechna rizika spojená s výrobou a používáním nanočástic? Jsou nanotechnologie jednoznačně přínosem, nebo naopak přinášejí pro přírodu rizika, jejichž důsledky si dnes ani neumíme domyslet? Cílem projektu bude podívat se na syntézu a účinky nanočástic stříbra z pohledu biofyziky, interdisciplinárního oboru využívajícího poznatky biologie, fyziky a chemie ke studiu fungování živých organismů. Student/ka se bude zabývat možností „zelené“ syntézy nanočástic pomocí přírodních látek z rostlin, charakterizací takto připravených nanočástic a srovnáním jejich biologických účinků s nanočásticemi připravenými klasickou chemickou metodou. Budeme se také snažit poodhalit mechanismus působení nanočástic stříbra na živé organismy. Přestože toxické účinky těchto nanočástic jsou známy už poměrně dlouhou dobu, vědci se zatím nedokázali jednoznačně shodnout na tom, jakým způsobem na buňky působí. My se zaměříme především na testování hypotézy o tom, že přítomnost nanočástic vede k tvorbě vysoce reaktivních kyslíkových molekul a k tzv. oxidativnímu stresu. Jako modelový organismus budeme používat zelené sladkovodní řasy. Student/ka by měl/a mít velmi dobrou znalost angličtiny, iniciativní přístup a základní znalosti středoškolské matematiky, biochemie, fyziky a buněčné biologie.
Lektor: Mgr. Iva Šnyrychová, Ph.D.
Univerzita Palackého Olomouc, Přírodovědecká fakulta, Katedra experimentální fyziky, Olomouc

3.49/2  Elementární částice při extrémních energiích – teoretické základy, srovnání interakčních modelů

Anotace: Částice o velmi vysokých energiích, které na Zemi přilétají z vesmíru, představují unikátní zdroj informací nejen pro astrofyziku, ale i pro fyziku částic, protože jejich energie zasahují o několik řádů za energie dosahované na současných urychlovačích. Avšak narozdíl od urychlovačů, kde se námi vybrané částice srážejí v přesně určeném místě, a tak je můžeme obklopit armádou sofistikovaných detektorů, u částic z vesmíru neumíme předpovědět, kdy a se kterým atomem vzduchu se srazí. Informace o kosmickém záření tak získáváme nepřímo, pozorováním spršek druhotných částic, které se v atmosféře po první srážce rozvinou, a modelováním těchto spršek na počítači. V současné době existuje řada konkurenčních modelů popisujících srážky částic při takto vysokých energiích, žádný z nich však nedokáže pozorované jevy popsat dokonale. Student se nejprve seznámí se základními pojmy a principy současné fyziky subatomárních částic, kvantové mechaniky a kvantové teorie pole – samozřejmě v míře odpovídající jeho možnostem.  Dále se může rozhodnout, zda se chce hlouběji seznámit s tím, jak modely fungují po teoretické stránce, nebo se raději pustit do praktických manipulací s jejich výstupy. V prvním případě se dozví něco více o tom, co jsou to kvarky, gluony, barvy a kvantová chromodynamika a pokusí se alespoň rámcově pochopit, jak to všechno souvisí s pozorovanými jevy. K tomu všemu se seznámí s pokročilou, ale ve skutečnosti docela jednoduchou matematikou a zjistí, že i zdánlivě jednoduché  malůvky (Feynmanovy digramy) mohou nést hluboké poselství. Ve druhém případě bude mít k dispozici výstupy z několika různých modelů, které bude moci porovnávat mezi sebou a zkoumat, co se stane, když v modelech změní některý z parametrů. Přitom si na vlastní kůži ozkouší, jak probíhají simulace a jejich následné vyhodnocení na počítači, a ověří si, že cestu od megabajtů čísel k přehledným grafům dokáže při troše přípravy překonat za pár minut. Student vybavený dostatkem nadšení si samozřejmě může vyzkoušet obojí!
Lektor: Mgr. Jan Ebr
Fyzikální ústav AV ČR, Centrum částicové fyziky, Praha