| A tárgy kódja és neve | GYTK043 Fizika-Biofizika 2. |
| Meghirdető tanszék(csoport) | Kísérleti Fizikai Tanszék |
| Felelős oktató | Dr. Molnár Miklós egyetemi docens |
| Kredit | 3 |
| Heti óraszám | 2 |
| Típusa | előadás |
| Számonkérés | kollokvium |
| Teljesíthetőség feltétele | - |
| Párhuzamos feltétel | -- |
| Előfeltétel | - |
| Helyettesítő tárgyak | - |
| Periódus | tavaszi |
| Javasolt félév | 2. ld. gyógyszerész szak |
| Kötelező v. kötelezően választható | gyógyszerész (K) |
| Megjegyzés |
|
Rezgések és hullámok. A matematikai inga mint a lineáris és a nemlineáris rendszerek egy egyszerű modellje. A lengésidő kis és nagy kitéréseknél. A nem-lineáris rendszerek jelentősége. A rezgő házban rezgő test modellje, a kényszerrezgést végző test mozgásegyenlete és a mozgásegyenlet megoldása, a test sebességével arányos súrlódási erő szerepe, a rezonancia-görbe, rezonancia-katasztrófa. Szemléltetés: a Takoma-híd katasztrófája; számítógépes szimuláció: a "berezgés" jelensége, kísérletek hangvillákkal. A rezgések időbeli lefolyásának vizsgálata, egyszerű mechanikai készülék mint a rezgés időbeli lefolyását megjeleníteni képes eszköz modellje. A katódsugárcső működése, az oszcilloszkóp felépítése és működése. A Kipp-rezgés előállítása egy egyszerű elektromechanikus készülékkel, a Kipp-rezgés szerepe. Rezgések összetétele és tanulmányozásuk oszcilloszkóp segítségével. Egymásra merőleges rezgések összetétele, Lissajous-féle görbék. Cirkulárisan, elliptikusan poláros rezgések, lineárisan poláros rezgés (utalás a fény rezgési síkjának elfordulására, optikai forgatóképesség). A rezgő elektromos töltés mozgásegyenlete, nem-lineáris rendszer. A Tyndall-effektus, (Rayleigh- és Mie-szórás), a fényszórás és a hullámhossz kapcsolata; alkalmazások. A frekvenciatöbbszörözés lehetősége, frekvenciakétszerezés (lézer, KDP-kristály). A Raman-effektus és felhasználása a szerkezetvizsgálatban, Raman-aktív anyagok. Mágneses térben rezgő elektromos töltés. A normális Zeeman-féle effektus és szerepe a megismerésben. A részecskegyorsítók egyike: a ciklotron. A ciklotron működése, Lawrence méltatása. A rezgő test által a környezettől átvett, illetve visszaadott teljesítmény. Az abszorpció és az emisszió fogalma. A kényszerített emisszió létrejöttének feltételei (spontán és indukált emisszió). A lézerek működésének alapjai, a lézerek osztályozása, felépítése, paramétereik. A lézerek felhasználása az orvostudományban, illetve a kutatásban, technikában. Holográfia, Gábor Dénes és munkássága. A mechanikai rezgés terjedése, csatolt rezgések (differenciálegyenlet-rendszer!). A jelenség bemutatása vektorszkóp segítségével. Gyenge csatolás és a terjedési sebesség kapcsolata. A terjedési sebesség mérésének lehetőségei. Bemutatás: hangterjedés levegőben és légritka térben, elektromos árnyékolás, lézerek felhasználása a fénysebességmérésben, a Hold-Föld távolság mérése. Az anyag makroszkópikus mechanikai tulajdonságai. Az anyag megjelenési formái (szilárd, cseppfolyós, légnemű halmazállapot, plazma-állapot, a szuperfolyékony hélium; az anyag speciális megjelenési formái: a mezők). A pontrendszer mint modell használatának nehézségei. Speciális erőtörvények, potenciális energia-függvények: ionos kötés, Lennard-Jones-féle potenciális energia. Szilárd tetek rugalmas deformációja, a mechanikai feszültség fogalma. A Hooke-féle törvény. A nyújtásra, a mindenoldalú összenyomásra, a harántösszehúzódásra, a lehajlásra, a csavarásra, a nyúlásra vonatkozó összefüggések. Anyagi állandók: Young-modulus, Poisson-féle szám, torziómodulus, komprosszibilitás, összefüggés az állandók között. Mikromérlegek. Hidro- és aerosztatika, alak- és térfogati rugalmasság. Állapotegyenlet, a nyomás difiníciója. Nyomásmérő. Folyadékok összenyomhatóságának vizsgálata, Oersted-féle piezométer. Folyadékok és gázok homogén gravitációs mezőben. Ideális és nem-ideális folyadékok. Ideális gázok. Hidrosztatikai nyomás, Archimédész-törvénye, hidraulikus sajtó (tablettázás). Barometrikus magasságformula, Boltzmann-eloszlás. Felületi jelenségek. Meglepő kísérletek a felületi feszültséggel kapcsolatosan. A felületi energia, a felületi feszültség kapcsolata. A túlnyomás és a görbületi nyomás, Laplace tétele. A felületi feszültség mérése. Kohéziós és adhéziós erő, az illeszkedési szög. Nedvesítő és nem-nedvesítő folyadékok. Kapilláris emelkedés és süllyedés, cseppképződés. Normálcsepp, cseppentő, gyógyszer-adagolás. Sejt "felületi feszültségének" mérése. Hidrodinamikai alapfogalmak: áramlás, áramlási cső, pályavonal, áramvonal, sebességtér, örvénylő és cirkulációs áramlás, örvénytér, örvényvonal, stacionárius áramlás. Kontinuitási egyenlet, a Bernoulli-féle törvény és alkalmazásai (vízlégszivattyú, permetező, Bunsen-égő; aerodinamikai paradoxon). A belső súrlódás definíciója. A Newton-féle súrlódási törvény, a Stokes-féle ellenállástörvény. A viszkozitás hőmérsékletfüggése. A viszkozitás mérése. A Hagen-Poiseuille-féle törvény, newtoni- és nem newtoni folyadékok. Az áramlásokra vonatkozó Kirchhoff-féle törvények, Ohm-törvény. Szedimentáció, ultracentrifuga. Lamináris és turbulens áramlás, Reynolds-féle szám, Pohl-féle áramvonal-készülék. Áramlás rugalmas és merev falú csövekben. A vér áramlása. A hangok felosztása (infrahangok, hallható hangok, ultrahangok, hiper- és szuperhangok). Az ultrahang előállítási módjai (sípok, szirénák, reciprok piezoelektromos hatás, elektrostrikció, megnetostrikció). Az ultrahangok felosztása, hatásai. Az ultrahangok felhasználása az orvos- és gyógyszerésztudományban; szonokémia. A kavitáció jelensége. A hullám intenzitása, energiasűrűsége. A kvitációt előidéző ultrahang intenzitásának becslése. A természetes radioaktivitás és felfedezése, (-, (-, (-sugárzás. Áthatolóképesség, ionizálóképesség. A radioaktív sugárzás vizsgálata (szpintariszkóp, szcintillációs számláló, Geiger-Müller-féle számlálócső, Wilson-féle ködkamra, buborékkamra. A radioaktív sugarak hatásai. Radioaktív bomlástövény. Bomlási állandó, felezési idő fogalma és kapcsolatuk. Az aktivitás fogalma és egysége. Bomlási sorok. Dozimetriai fogalmak (elnyelt dózis, dózisegyenérték), egységek: gray, sievert. A lakosság sugártehelése. A röntgensugárzás előállítása, a röntgencső felépítése. A röntgensugárzás hatásai. Röntgenszínképek: folytonos és karakterisztikus sugárzás. A röntgensugarak gyengülésének törvényei. A röntgensugarak abszorpciója, az abszorpciós állandó. Számítógépes rétegvizsgálat, a tomográfia alapjai. A két félév alatt érintett témák rövid áttekintése, a kollokviumi követelmények megfogalmazása. |
|