Nabídka stáží z fyziky

3.9/3 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
 

3.11/3 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
 

3.13/3  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

3.22/3 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

3.25/3 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
 

3.26/3 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
 

3.27/3 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

3.33/3 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

3.35/3  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

3.38/3  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

3.39/3  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

3.40/3  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

3.42/3  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

3.45/3  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

3.46/3  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

3.49/3 Charakterizace diodových laserů s vnějším rezonátorem v blízké infračervené oblasti pro spektroskopii a fotodynamiku
Anotace : Diodové lasery v blízké infračervené (near ifrared, NIR)  jsou atraktivní jako zdroje koherentního záření ve spektrální oblasti mezi 633nm a 2000nm a to díky jejich dostupnosti, snadnému použití a v neposlední řadě i nízké ceně. Nacházejí proto uplatnění mimo jiné v atomové a molekulové fyzice a chemii. V rámci práce laboratoře Near Infrared Laser Absorption Spectroscopy  (NIR LAS) na Ústavu fyzikální chemie Jaroslava Heyrovského AV ČR rozvíjíme technické zázemí potřebné pro aplikace NIR diodových laserů v různých odvětvích chemie a fyziky. Pracoviště má dlouholeté zkušenosti s použitím těchto laserů pro spektroskopické aplikace a s konstrukcí vnějších rezonátorů pro rozšíření jejich ladicích charakteristik.  Zároveň máme potřebné vybavení pro charakterizaci a testování těchto zdrojů. V rámci navrhované stáže bude prováděno testování diodových laserů ve vnějších rezonátorech s důrazem na aplikace v molekulární spektroskopii a fotochemii.  Budou proměřovány ladicí charakteristiky laserů pro různá uspořádání vnějšího rezonátoru, v závislosti na teplotě a budicím proudu. Plánujeme též srovnání charakteristik klasických laserových diod s moderními SAF zesilovacími čipy. 
Lektor: Mgr. Ondřej Votava, Ph.D.
Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, v.v.i., Praha