Tanári mesterszak. Fizika szakképzettség. tantárgyleírása

Átírás

1 Tanári mesterszak Fizika szakképzettség tantárgyleírása

2 SZAKMAI TÖRZSANYAG (KÖTELEZŐ SZAKMAI TANTÁRGYAK)

3 Tantárgy neve Anyagtudományi kutatások és alkalmazások Tantárgy kódja FIM1120 Meghirdetés féléve 1. Kreditpont 2 Heti kontakt óraszám (elm.+gyak.) 2+0 Félévi követelmény K Előfeltétel (tantárgyi kód) - Tantárgyfelelős neve és beosztása Dr. Beszeda Imre főiskolai tanár Tantárgyfelelős tanszék kódja FI Az előadás célja, hogy a hallgatók megismerkedjenek azokkal az anyagokkal illetve ezek előállításával, amelyek a napjainkban folyó kutatásokban és az alkalmazott technológiákban meghatározóak. Nanoszerkezetű anyagok, nanomágnesség, fullerének, nanocsövek és kompozitjaik. Kerámiák. Vékonyrétegek és multirétegek előállítási technikái és alkalmazásaik. Mágneses és optikai adattárolás. Diffúzió a nanotartományban. Kölcsönös diffúzió és szilárdtest reakciók. Fémhabok és alkalmazásuk. Orvosi anyagok, fém-kerámia kötések, fogpótlások, protézisek. Alakmemória ötvözetek és alkalmazásaik. Keménybevonatok készítése és alkalmazásaik. - Ötfokozatú vizsgajegy. Szóbeli. Az adott tantárgy elsajátításához szükséges tanári demonstrációs, illetve laboratóriumi gyakorlati eszközök. Bársony I., Kökényesi S. Funkcionális anyagok és technológiájuk. Debreceni Egyetem, Debrecen, Ginstler J., Hidasi B., Dévényi L. Alkalmazott anyagtudomány. Műegyetemi Kiadó, Budapest, Mojzes I., Kökényesi S. Fotonikai anyagok és eszközök. Egyetemi tankönyv, Műegyetemi Kiadó, Budapest, elektronikus formában rendelkezésre álló segédanyag

4 Tantárgy neve Elemi fizika Tantárgy kódja FIM1223 Meghirdetés féléve 1. Kreditpont 3 Heti kontakt óraszám (elm.+gyak.) 1+3 Félévi követelmény G Előfeltétel (tantárgyi kód) - Tantárgyfelelős neve és beosztása Dr. Tarján Péter, főiskolai adjunktus Tantárgyfelelős tanszék kódja FI A középiskolai fizika tantárgy tananyagának rövidített, de teljes körű feldolgozása, alapvető fizika feladatok és problémák megoldása felsőbb matematikai ismeretek nélkül, a megoldási módszerek ismertetése és elsajátítása. Mozgások csoportosítása, kinematikai és dinamikai leírása, Newton axiómái, megmaradási tételek. Termodinamikai rendszerek makroszkopikus és mikroszkopikus leírásának alapjai. Elektrosztatika, elektromos áram, a mágneses mező, az elektromágneses indukció, az elektromos energia felhasználási lehetőségei. A geometriai és a fizika optika alapjai. Az anyag mikroszkopikus szerkezete, fizikai tulajdonságok mikrofizikai értelmezésének alapjai. Az atom- és atommagfizika alapjai. Három darab zárthelyi dolgozat sikeres megírása. Gyakorlati jegy. Írásbeli. Az adott tantárgy elsajátításához szükséges tanári demonstrációs, illetve laboratóriumi gyakorlati eszközök. Tasnádi Skrapits Bérczes Litz : Általános Fizika I-II (Dialóg Campus Kiadó, Pécs- Budapest, 2001) Budó Á.: Kísérleti fizika I-III. (Tankönyvkiadó Budapest, 1975) Gimnáziumi Összefoglaló Feladatgyűjtemény. Nemzeti Tankönyvkiadó Medgyes Sándorné dr. Tasnádi Péter (2004): Egységes Érettségi Gyakorlófeladatok I II

5 Tantárgy neve Nemlineáris jelenségek a természettudományokban Tantárgy kódja FIM1121 Meghirdetés féléve 2. Kreditpont 2 Heti kontakt óraszám (elm.+gyak.) 2+0 Félévi követelmény K Előfeltétel (tantárgyi kód) FIM1120 *, FIM1223 *, FIM1225 * Tantárgyfelelős neve és beosztása Dr. Szolnoki Attila János, egyetemi tanár Tantárgyfelelős tanszék kódja FI A hallgatók betekintést kapnak a modern nemlineáris jelenségek alapproblémáiba és azok megoldására használt módszerekbe. Nemlineáris dinamika alapjai, Hamilton- és disszipatív rendszerek. Stabilitás analízis. Poincaréleképezés. Bifurkációk. Kaotikus mozgás. Fraktálok. Ljapunov-exponensek. A káosz kialakulása, főbb jellemzői, matematikai inga, anharmonikus oszcillátor, Lorenz modell. A kaotikus tartomány szerkezete egydimenziós leképezésekben. Differenciál-egyenlet rendszerek attraktorának fraktál szerkezete, alaptípusok. Valószínűségi szemlélet a kaotikus folyamatokban. Kaotikus jelenségek a társtudományokban (meteorológia, csillagászat, kémia, biológia stb.) Az évközben kiadott numerikus feladat dokumentált megoldása. Vizsgajegy. Szóbeli. Az adott tantárgy elsajátításához szükséges tanári demonstrációs, illetve laboratóriumi gyakorlati eszközök. Tél Tamás Gruiz Márton: Kaotikus dinamika, Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest, Hermann Haken: Szinenergetika, Műszaki Kiadó, Budapest, J. Gleick: Káosz, egy új tudomány születése, Göncöl Kiadó, Budapest, Peitgen-Jurgens-Saupe: Fractals for the classroom Springer-Verlag) * Megjegyezzük, hogy a * jelölt tantárgykódok csak a 2 féléves képzésben érvényesek (fizika tanári diploma birtokában, illetve tanári diploma birtokában, 50 kredites megalapozásról érkezettekre)

6 Tantárgy neve A természettudományos kutatások és a társadalom Tantárgy kódja FIM1122 Meghirdetés féléve 2. Kreditpont 2 Heti kontakt óraszám (elm.+gyak.) 2+0 Félévi követelmény K Előfeltétel (tantárgyi kód) FIM1120 *, FIM1223 *, FIM1225 * Tantárgyfelelős neve és beosztása Dr. Szabó Sándor, főiskolai docens Tantárgyfelelős tanszék kódja FI A természettudományos, elsősorban fizikai felfedezések, tudományos eredmények társadalomra, gazdaságra gyakorolt hatásának, világnézet-formáló szerepének bemutatása. A műveltség természettudományos komponensének fejlesztése. Világnézet és világkép, a tudományos világnézet. Természettudományos megismerési módszerek. Az egyes természettudományok (biológia, fizika, kémia, földtan, csillagászat) fejlődésének történeti csomópontjai. A természettudományok szerepe az ipari forradalmakban, a nemzetközi konfliktusokban. Az ember, a társadalom és a természet kölcsönhatása. Tudomány és erkölcs. A természettudományok legjelentősebb felfedezéseinek hatása a társadalom, a gazdaság életére, a világról alkotott elképzelésekre. 2 db írásbeli teszt megoldása, 1 db 4-5 oldalas esszé beadása a szorgalmi időszak végéig. Megajánlott vizsgajegy a félévközi tesztek és az alkalmazástechnikai esszé alapján. Ötfokozatú skála, érdemjegy. A főiskolai könyvtár (240ezer kötet), tanszéki könyvtár, folyóiratok, internet, a Fizika Tanszék szertári eszközkészlete. Károly Simonyi: A fizika kultúrtörténete, Budapest, Gondolat Kiadó Werner Heisenberg: A rész és az egész, Budapest, Gondolat Kiadó Victor F. Weiskopf: Válogatott tanulmányok, Budapest, Gondolat Kiadó F. Brandel: Anyagi kultúra, gazdaság és kapitalizmus XV-XVIII. Sz., Budapest, Gondolat Kiadó John és Mary Gribbin: A természettudományokról mindenkinek, Akkord Kiadó * Megjegyezzük, hogy a * jelölt tantárgykódok csak a 2 féléves képzésben érvényesek (fizika tanári diploma birtokában, illetve tanári diploma birtokában, 50 kredites megalapozásról érkezettekre)

7 SZAKMAI TÖRZSANYAG (FIZIKA SZAKMÓDSZERTAN)

8 A fizika tanulás - tanítás folyamata FIM1124 Meghirdetés féléve: 1. Kreditpont: 3 Óraszám: 1+2 K Előfeltétel: - Dr. Varga Klára, főiskolai docens A szakmai tárgyakban elsajátított ismeretekre építve a természettudományos szemléletmód fejlesztése, elmélyítése. A tanárjelöltek módszertani kultúrájának emelése olyan oktatási-, képzési- és nevelési eljárások, módszerek, tevékenységi formák alkalmazásával, amelyek a fizika-tanár szakmódszertani ismereteinek feldolgozását, elsajátítását hatékonyan támogatja. A tudományok (filozófia, matematika, kémia, biológia) kapcsolata. Specializáció és integráció a természettudományokban. Határtudományok. A fizika tantárgy szaktudományi háttere. A fizika és a többi természettudományos tantárgy kapcsolata. A természettudományos tárgyak egybehangolása, integrációja, hazai és külföldi tapasztalatok. A tanterv (NAT, kerettanterv, helyi tanterv) és a követelményrendszer. A tanítás tervezése, a tanmenet. A fizika tanítás-tanulás folyamata. Motivációs lehetőségek. A megismerés induktív és deduktív útja. Konstruktív pedagógiai módszerek. A fizikai fogalmak szerkezete, kialakításuk folyamata. Naív előfogalmak, tapasztalati fogalmak és tévképzetek problémái, a fogalmi váltás nehézségei. A természeti törvények működése, törvényfeltárás, törvények alkalmazása. A tanári tevékenység módszerei: szemléltetés, előadás, magyarázat, elbeszélés, beszélgetés, a tanulói tevékenység szervezése, irányítása. A tanári bemutató kísérletek és a tanulói kísérletek helye, szerepe a fizika órákon. A fizika tanulás-tanítás eszközei. A fizikatanítás szervezeti formái: tanítási óra, szakkör, szaktábor, tanulmányi kirándulás, üzemlátogatás. Óratípusok és sajátosságaik, munkaformák a fizika órákon. A tanulók differenciált foglalkoztatása. Projekt-módszer, kooperatív technikák. A feladatok helye, szerepe a fizika tanításában. Feladattípusok, az egyes tudományterületekhez kapcsolódó feladatok egyedi jellemzői. Ellenőrzés értékelés a fizika oktatásában. Konkrét fizikaórák folyamatának elemzése. A játék helye, szerepe a fizika tanításában. A felzárkóztatás és a tehetséggondozás speciális feladatai és fórumai. Óratervezetek, szemléltetőeszközök készítése, zárthelyi dolgozatok. Kollokvium Szóbeli és írásbeli számonkérés. Multimédia eszközökkel felszerelt szakmódszertani laboratórium, tanári és tanulói kísérleti eszközök. Jegyzetek, tankönyvek, különböző szakmai CD-ROM-ok és videofilmek. Veidner János: A fizika tanítása - tanulása, Veidner BT., Szeged, Radnóti K., Nahalka I., Poór I., Wagner É. : A fizikatanítás pedagógiája, Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest, A fizika Tanítása Módszertani Folyóirat Mozaik Kiadó Kft., Szeged Fizika Módszertani Lap (szerk.: Gecső Ervin) Országos Közoktatási Szolgáltató Intézmény, Budapest. Fizikai Szemle (főszerk.: Németh Judit) Eötvös Lorand Fizikai Társulat, Budapest

9 A kísérletezés, megfigyelés, szemléltetés módszertana FIM1225 Meghirdetés féléve: 1. Kreditpont: 2 Óraszám: 0+3 G Előfeltétel: Dr. Beszeda Imre, főiskolai tanár A kísérletezés, megfigyelés, adatgyűjtés, szemléltetés gyakorlati technikáinak elsajátítása. A közoktatás törzsanyagában előírt fizikai kísérletek és megfigyelések megismerése, szaktudományi és didaktikai vonatkozásainak tudatosítása. A multimédia alkalmazási lehetőségeinek és módszereinek megismerése. Szemlélődés, szemléltetés. Laboratóriumi és órai, ill. iskolán kívüli megfigyelés, adatgyűjtés. A megfigyelés célja, tárgya, eszközei, végrehajtása, az adatok rögzítése, rendszerezése, következtetések. Tanári demonstrációs kísérletek és a tanulókísérletek eszközei, az eszközök tárolásának, karbantartásának szabályai. A kísérletek célja, tervezése, előkészítése, az eszközök kiválasztásának szempontjai. Megfigyelési szempontok megfogalmazása. A kísérlet végrehajtása, megfigyelése, tapasztalatok megfogalmazása, következtetések. A szemléltetés hagyományos és modern eszközei és módszerei: ábrák, modellek, oktatófilmek, fizika szoftverek jellemzői és alkalmazásuk. A tábla és az írásvetítő, a digitális fényképezőgép, a videokamera és a videomagnó, a számítógép és a projektor alkalmazása. Az internet lehetőségei a tanulás támogatásában. A hallgatók minden laboratóriumi foglalkozásról jegyzőkönyvet vezetnek, a félév végén kísérletet mutatnak be. Gyakorlati jegy Számonkérés írásban és gyakorlati munkával: adott témához kísérletek önálló előkészítése, összeállítása, bemutatása. A bemutatást videóra vesszük és előre megadott szempontok szerint elemezzük és értékeljük. Multimédia eszközökkel felszerelt szakmódszertani laboratórium, tanári és tanulói kísérleti eszközök. Különböző szakmai CD-ROM-ok és videofilmek. Erlichné Bogdán Katalin: Munkafüzet a fizika szakmódszertani laboratóriumi gyakorlatokhoz I- II. Tankönyvkiadó, Budapest, Veidner János: A fizika tanítása - tanulása, Veidner BT., Szeged, Radnóti K., Nahalka I., Poór I., Wagner É. : A fizikatanítás pedagógiája, Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest, A fizika Tanítása Módszertani Folyóirat Mozaik Kiadó Kft., Szeged Fizika Módszertani Lap (szerk.: Gecső Ervin) Országos Közoktatási Szolgáltató Intézmény, Budapest.

10 Gyakorlatok a szaktanári kompetenciák fejlesztéséhez FIM1226 Meghirdetés féléve: 1. Kreditpont: 2 Óraszám: 0+3 G Előfeltétel: FIM1124 ** & FIM1225 ** Dr. Beszeda Imre, főiskolai tanár A fizika tantárgy tanításához szükséges szaktanári kompetenciák (szaktudás, didaktikai ismeretek, eszközismeret és használat, szemléltetés, kísérletezés, folyamatos szóbeli közlés, ellenőrzés, értékelés motivációs és tanulásszervezési készségek) fejlesztése. 2. A tantárgyi program: A közoktatásbeli fizika tárgyak súlyponti témáinak részletes feldolgozása szaktárgyi és módszertani szempontból. A fizika szaktudományi és szakmódszertani tárgyakban, valamint az informatika tanulása során szerzett ismeretek integrálása, felhasználása a szemléltetés eszközeinek és módszereinek tervezésében. A megfigyeléshez, kísérletekhez szükséges munkalapok kidolgozása. Videofelvételek készítése, visszajátszása, elemzése, értékelése a hallgatói tevékenységekről az alábbi témákban: 1. Kiselőadás: A súlyponti anyagrészek bemutatása, problémák felvetése, megbeszélése, vita. 2. Kiselőadás: Alapvető módszertani tudnivalók alkalmazása konkrét tanítási témákra és helyzetekre. 3. Bemutató kísérletek elvégzése a témakör anyagából. 4. Mikrotanítások különböző didaktikai feladatok megoldására (demonstrációs kísérlettel alátámasztott új anyagot feldolgozó, gyakorló, ismétlő-rendszerező, számonkérő órarészletek). 5. Mikrotanítások tanulói kísérletek vezetésére. 6. Projektmunka tervezése és támogatása. 3. Évközi ellenőrzés módja: Adott témához kísérletek előkészítése, összeállítása, bemutatása és elemzése, tanítási egységek, tanári és tanulói tevékenységi formák tervezése, végrehajtása. : Gyakorlati jegy : Számonkérés gyakorlati munkával: Kiselőadások, bemutató kísérletek, mikrotanítások. : Multimédia eszközökkel felszerelt szakmódszertani laboratórium, tanári és tanulói kísérleti eszközök. Különböző szakmai CD-ROM-ok és videofilmek. 7. Kötelező illetve ajánlott irodalom: Erlichné Bogdán Katalin: Munkafüzet a fizika szakmódszertani laboratóriumi gyakorlatokhoz I-II. Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest, Veidner János: A fizika tanítása - tanulása, Veidner BT., Szeged, Radnóti K., Nahalka I., Poór I., Wagner É.: A fizikatanítás pedagógiája, Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest, Fizikai Szemle (Magyar Fizikai Folyóirat, főszerk.: Németh Judit) Eötvös Loránd Fizikai Társulat, Budapest ** Megjegyezzük, hogy a ** jelölt tantárgykódok csak az 5 féléves képzésben érvényesek

11 A természettudományos ismeretszerzés, képességfejlesztés iskolán kívüli formái FIM1127 Meghirdetés féléve: 1. Kreditpont: 2 Óraszám: 0+3 G Előfeltétel: FIM1124 ** & FIM1225 ** Dr. Szabó Árpád, egyetemi tanár A hallgatók ismerjék meg a fizika (a természettudományok) iránti érdeklődés felkeltésének és ápolásának iskolán kívüli lehetőségeit, korszerű eszközeit és módszereit. A kurzus hozzájárul a megismerési, a kommunikációs, a problémamegoldó képességek, a képzelőerő fejlesztéséhez. Tudatosul az együttműködésre, a közös gondolkodásra, a munkamegosztásra nevelés fontossága. Iskolán kívüli tanulói aktivitás ( outdoors physics ) szervezeti formái: szakkörök (kísérletező szakkör, modell- és eszközkészítő szakkör, feladatmegoldó szakkör), szaktáborok, a játszóházak, klubjellegű foglalkozások (Fizikusklub, Érdeklődésfejlesztő központ ), versenyek, vetélkedők. A természettudományos érdeklődés felébresztése és ápolása a mindennapjainkhoz kapcsolódó vagy a különböző ismeretterjesztő TV-csatornákon látható jelenségek, technikai alkalmazások bemutatásával, értelmezésével. A hétköznapi élethez kapcsolódó, természettudományos gyakorlati problémák felvetése, a lehetséges megoldások megkeresése. Az emberi alkotások, tevékenységek, tudományos és technikai felfedezések hatása a környezetre. A környezeti nevelés, illetve a fenntarthatóságra nevelés lehetőségei. Felkészítés a tudományos és az áltudományos hírek megkülönböztetésére, megfelelő kritikai elemzésére, cáfolatára. Módszerek és eljárások: kísérletek tervezése, végzése, elemzése; modellek tervezése, készítése, alkalmazása; projektek és laboratóriumi vizsgálatok tervezése, végrehajtása, kiértékelése; kooperatív tanulás egy-egy természettudományos probléma csoportmunkával történő feldolgozása során; szerepjátékok és szituációs játékok; problémamegoldás, természettudományi témájú filmek bemutatása és elemzése, megbeszélése, kutatómunka a könyvtárban és az interneten ( tanulók olvasási és szövegértő képességének fejlesztése). A félév folyamán egy szabadon választott téma feldolgozásához alkalmas módszer kidolgozása. 4. Megszerzett ismeretek értékelése (félévközi jegy, vizsgajegy) Gyakorlati jegy. Írásbeli és szóbeli. A tananyag feldolgozása során színes diák, videó- és hanganyagok, CD-ROM-ok kerülnek bemutatásra, amelyekhez szükséges eszközök a tanszéken rendelkezésre állnak. Kiss Ferenc Szabó Árpád: Környezet-tudomány-történet, Bessenyei Kiadó, Dr. Szabó Árpád Természetismeret tanításának módszertana Fizikai Szemle (főszerk.: Németh Judit), Eötvös Lorand Fizikai Társulat, Budapest Természet Világa (főszerk: Staar Gyula), TIT és Magyar Hivatalos Közlönykiadó, Budapest. ** Megjegyezzük, hogy a ** jelölt tantárgykódok csak az 5 féléves képzésben érvényesek

12 ISKOLAI TANÍTÁSI GYAKORLAT

13 Iskolai tanítási gyakorlat FIM9000 Meghirdetés féléve: 2. Kreditpont: 3 Óraszám: Heti 3 óra csoportos iskolai gyakorlat Félévi 15 egyéni tanítási óra G Előfeltétel: FIM1124 *** & FIM1225 *** Dr. Szabó Ferenc Géza, főiskolai tanár A tantárgyfelelős tanszék kódja: TK : A megszerzett szaktudományi és szakmódszertani ismeretek gyakorlatban történő alkalmazása. : A csoportos iskolai gyakorlatra heti 1 alkalommal 3 órában 5 fős csoportokban kerül sor. Ez a hármas egység a tanítást, az óraelemzést és a következő órára való felkészülést foglalja magában. A kurzus két szakvezetői bemutató órával kezdődik, amelyet a hallgatókkal közösen elemeznek, majd előkészítik a következő órát. A félév során a szakvezető által meghatározott sorrendben folyamatosan tanítanak a hallgatók. Az óra elemzésében és a következő órára való felkészülésben minden hallgató részt vesz. A tanítás, az elemzés, és az óravázlat a félévi értékelés alapja. Minden csoportnapra minden hallgatónak óravázlatot kell készíteni, amit a szakvezető értékel. A csoportnapokon a tantárgy módszertanosa képviseli a felsőoktatási intézményt. Az önállóan megtartandó 15 órát a csoport tagjai a csoport szakvezetőjénél teljesítik az év elején megállapított sorrendben. Naponta legfeljebb két órát tarthat a hallgató. Minden órára tanítási tervezettel kell a hallgatónak készülnie, és minden megtartott órát elemzés követ, amit a szakvezető irányít. A szakvezetőnek ügyelni kell arra is, hogy lehetőleg sokféle órát tartson a hallgató. (Új ismeret szerzése, gyakorlás, ellenőrzés, ismétlés stb.) Az osztályzás alapja az óratervezet minősége és a tanítási tevékenység. (Szakmai ismeretek, módszerek, munkaformák, tanári attitűdök stb.) Az iskolai gyakorlatokat az egyik szakból általános iskolában (5-8. osztály), a másik szakból középiskolában (9-12. osztály) kell teljesíteni. : A csoportos iskolai gyakorlaton minden hallgatónak minden órára vázlatot, vagy tervezetet kell írnia, amit 3 nappal a tanítás előtt el kell juttatni a szakvezetőhöz. A szakvezető értékeli a beadott munkákat. A csoport tagjainak előre kiadott megfigyelési szempontok alapján fel kell készülni az óraelemzésre, és az elemzésen aktívan részt kell venni. Az egyéni tanítási gyakorlatra óratervezetet kell a hallgatónak készíteni, s azt a tanítás előtt meg kell beszélni a szakvezetővel. 4. A megszerzett ismeretek értékelése: A beadott óravázlatok, óratervezetek, a tanítás, illetve az elemzéseken való aktív részvétel alapján gyakorlati jegyet kap a hallgató. : Írásbeli, szóbeli munkák és tanítási tevékenység alapján. : Az adott tantárgy tankönyvei, tanári kézikönyvei, minta óratervezetek, óraelemzési szempontok, szaktárgyi programok, szemléltető és munkaeszközök. 7. Irodalom: Az adott tantárgy szakmódszertani jegyzetei, tankönyvei, tanári kézikönyvei. Erlichné Bogdán Katalin: Munkafüzet a fizika szakmódszertani laboratóriumi gyakorlatokhoz I-II. Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest, Veidner János: A fizika tanítása - tanulása, Veidner BT., Szeged, Radnóti K., Nahalka I., Poór I., Wagner É.: A fizikatanítás pedagógiája, Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest, *** *** Megjegyezzük, hogy a jelölt tantárgykódok csak az 5 féléves képzésben és a 2 féléves képzésben, tanári diploma birtokában 50 kredites megalapozásról érkezőkre érvényesek

14 DIFFERENCIÁLT SZAKMAI ISMERETEK (KÖTELEZŐEN VÁLASZTHATÓ SZAKMAI TANTÁRGYAK, A TELJESÍTENDŐ KREDIT ÉRTÉKET A MINTATANTERVBEN JELÖLTÜK)

15 Számítógépes szimulációk módszertana FIM2503 Meghirdetés féléve: 1. Kreditpont: 4 Óraszám: 1+2 G Előfeltétel: - Dr. Szolnoki Attila János, egyetemi tanár A kurzus célja bemutatni a számítógépes fizika helyét és szerepét az elméleti és kísérleti fizika kutatásokkal összefüggésben. Az alapelvek tisztázása mellett bemutatunk néhány sikeres alkalmazást a nagy szabadsági fokú rendszerek problémáiból különös tekintettel az anyagtudományi (szilárdtestfizikai) és statisztikus fizikai területekről. A számítógépes fizikai módszer, kapcsolata az elméleti és kísérleti fizikával. Numerikus analízis elemei. Determinisztikus módszerek, molekuláris dinamika, stochasztikus módszerek, Monte Carlo szimulációk. Statisztikus fizikai, szilárdtestfizikai és részecskefizikai alkalmazások. Véletlenszám generálás. Véges méret effektusok, skálázás. Sejtautomata modellek. Alkalmazások: perkoláció, bolyongás, fraktálok, stb. A megadott követelményeknek megfelelő számítógépes program írása és prezentálása. Ötfokozatú vizsgajegy. Írásbeli és szóbeli számonkérés. Az adott tantárgy elsajátításához szükséges tanári demonstrációs, illetve laboratóriumi gyakorlati eszközök. Stanley és Stauffer: Newtontól Mandelbrotig (Springer, 1994) Kun Ferenc: Számítógépes fizika (oktatási segédlet, DE, kiadás alatt) Ajánlott irodalom: Heermann: Computer Simulation Methods in Theoretical Physics (Springer, 1987) D. P. Landau and K. Binder: A Guide to Monte Carlo Simulations in Statistical Physics (Cambridge, 2000) Newman and Barkema: Monte Carlo Methods in Statistical Physics (Oxford, 1999)

16 Fizikai problémák megoldási módszerei FIM2504 Meghirdetés féléve: 1. Kreditpont: 3 Óraszám: 1+2 G Előfeltétel: Dr. Szolnoki Attila János, egyetemi tanár A fizikai problémák megoldására irányuló elméleti és gyakorlati eljárások megismertetése. Előadás: Fenomenológikus leírásmód. Anyagállandók: sűrűség, rugalmassági modulus, fajhő, törésmutató stb. Homogén és inhomogén, izotrop és anizotrop testek. Mikroszkópikus megoldási mód. Az anyag belső szerkezete. Erőhatás az anyag részecskéi között. Energiaviszonyok: kötési energia, felületi energia. Modellalkotás, a probléma egyszerűsítése. A modell-módszer alkalmazásának lehetőségei és korlátai. Dimenzióanalízis, fizikai összefüggések levezetése. Dimenzió nélküli egyenletek és a fizikai hasonlóság. A szimmetria szerepe a fizikában, megmaradási törvények. Singularitások és analitikus összefüggések. Perturbációszámítás és alkalmazásai. Átlagtér közelítés. Átlagtér-elméletek (Landau-elmélet, folyadékok van der Waals-elmélete, a mágnesesség Weiss-féle elmélete). Dualitás. Analógiák. Szeminárium: A klasszikus fizika fejezeteinek áttekintése a fenomenológiai és mikroszkópikus leírás segítségével. A kinetikus gázelmélet. Fizikai összefüggések levezetése. Szimmetriaműveletek (térbeli és időbeli eltolás, elforgatás, idő-és tértükrözés, azonos részecskék felcserélése, anyag-antianyag). A gerjesztett hidrogénatom állapotának leírása. Ferromágnesesség. A fény kettős természete. Stacionárius áramok folyadékok áramlása. Két zárthelyi dolgozat. Ötfokozatú gyakorlati jegy. Írásbeli és szóbeli. Írásos és számítógépes oktatási segédanyagok. M. Gitterman V. Halpern: Fizikai problémák kvalitatív elemzése (Műszaki, 1985) Gnädig Péter, Honyek Gyula, Ken Riley: 200 Puzzling Physics Problems (Cambridge, 2001)

17 Csillagászat FIM2501 Meghirdetés féléve: 1. Kreditpont: 2 Óraszám: 2+0 K Előfeltétel: Dr. Tarján Péter, főiskolai adjunktus A csillagászat tárgyának, történetének, vizsgálati módszereinek megismertetése. A Földön és égbolton való tájékozódás és az időszámítás alapjainak megértetése. Az égitestek megkülönböztetése. A csillagászat tárgya, világszemléletének fejlődése, története. A csillagászat szakterületei. Tájékozódás a Földön és az égbolton, égi koordináta-rendszerek. Csillagászati műszerek és megfigyelési eljárások, távcsövek. Időszámítás. A földrajzi helymeghatározás. Csillagtérképek. A Föld, mint égitest: a Föld alakja, forgása, keringése, és ezek következményei. A pólusingadozás. Az éghajlati övek és az éghajlatváltozások. A világmindenség szerkezete és keletkezése. A Naprendszer, a bolygók általános jellemzése. A Tejútrendszer, a csillagok jellemzői, távolsága, látszólagos és abszolút fényessége. A csillagok átmérője, tömege, hőmérséklete, színe és színképe. A csillagok fejlődése. Az Univerzum keletkezése. A Naprendszer keletkezése. A szóbeli vizsga megkezdésének feltétele egy minimum követelménysor elégséges szintű megoldása. Ötfokozatú skálám értékelt szóbeli vizsgateljesítmény. Az adott tantárgy elsajátításához szükséges tanári demonstrációs, illetve laboratóriumi gyakorlati eszközök. Donald H. Menzel: Csillagászat (Gondolat, 1980) Gábris-Marik-Szabó: Csillagászati földrajz (Tankönykiadó 1997) Ajánlott irodalom: SH atlasz: Csillagászat Dieter B. Herrmann: Az égbolt felfedezői (Gondolat, 1981)

18 Környezetfizika FIM2502 Meghirdetés féléve: 2. Kreditpont: 2 Óraszám: 2+0 K Előfeltétel: Dr. Varga Klára, főiskolai docens A tantárgy anyagának feldolgozásához szükséges fizikai előismeretek felidézése (mechanikai-, termodinamikai-, elektromosságtani-, mágnességtani-, optikai-, atom-, magfizikai alapismeretek). A megszerzett alapismeretek felhasználása a Környezetfizika tananyagának elsajátításában. Az anyag kettős természete, hullámok és korpuszkulák. A teljes elektromágneses színkép és főbb jellemzőik (mikrohullámok; hőmérsékleti sugárzás; infra-, látható és uv. fény; röntgen és gamma sugarak). Részecskesugárzások, radioaktivitás. Sugárzások gyakorlati alkalmazása, iparban, gyógyászatban, dozimetriai alapfogalmak. Anyag-fény kölcsönhatások. Anyagvizsgálati műszerek és módszerek fizikai alapjai. Magenergia felszabadítása: atommagok energiája, maghasadás, atomreaktorok működése, atomreaktorok biztonságtechnikája, reaktor típusok. Energiatermelés, és termodinamikai problémái. Energiahordozók, energia tárolás, energiagazdálkodás. Alternatív energiaforrások jelenlegi helyzete. Év közben 2 db ZH írása. Vizsgajegy (ötfokozatú). Írásbeli. Újfaludi László: Környezeti problémák természettudományos alapjai, Eger, Nyilas István Varga Klára: Mérések a környezetvédelem fizikai alapjai c. tárgyhoz (előadás jegyzet, kézirat) Nyíregyházi Főiskola Fizika Tanszék sajátfejlesztésű honlapja Budó - Mátrai: Kísérleti fizika III. (Tankönyvkiadó Budapest, 1979) Nyilas István: A környezetvédelem fizikai alapjai (előadás jegyzet, kézirat) Nyíregyházi Főiskola Fizika Tanszék sajátfejlesztésű honlapja

19 Energiatermelés, energiagazdálkodás FIM2203 Meghirdetés féléve: 1. Kreditpont: 2 Óraszám: 2+0 K Előfeltétel: Dr. Tarján Péter, főiskolai adjunktus A tantárgy célja a természettudományos alapozású energiafogalom kialakítása, és alternatívák bemutatása a globális és a hazai energiagondok megoldási lehetőségeire. Áttekintés az energiafelhasználás történelmi alakulásáról, fosszilis energiahordozók jövője. Energiaátalakulások termodinamikája, hatásfok. Energiafelhasználás jellemzői a főbb gazdasági ágazatokban. Fontosabb hőerőgépek jellemzése és környezeti hatásaik. Az energia szállítása és tárolása. Villamos energia rendszerek jellemzői. Megújuló energiaforrások. Alternatív energiaforrások (nap-, szél, vízerőmű, hullámerőművek, geotermikus energia hasznosítása, egyéb energiaforrások). Energia takarékossági lehetőségek: (világítás korszerűsítés, közlekedés racionalizálása, panelházak hőszigetelési programja, korszerű termelési módok, stb.) A vizsgára jelentkezés feltétele egy 3-4 oldalas, min. 2 db ábrával, grafikonnal, képpel stb. illusztrált évközi dolgozat elkészítése, és elfogadása. Ötfokozatú skálán értékelt vizsgateljesítmény. Írásbeli vizsga, teszt és esszé kérdések alkalmazásával. Az adott tantárgy elsajátításához szükséges tanári demonstrációs, illetve laboratóriumi gyakorlati eszközök. Újfaludi László: Környezeti problémák természettudományos alapjai Budó Mátrai: Kísérleti fizika III., Tankönyvkiadó, Budapest Ajánlott irodalom: Vajda György: Energiaforrások. Ezredforduló. Akadémiai Kiadó, Bp, Koltay Ede: A környezetfizika alapjai. Egyetemi jegyzet

20 Elméleti pontmechanika FIM1112 Meghirdetés féléve: 1. Kreditpont: 2 Óraszám: 2+0 K Előfeltétel: Dr. Beszeda Imre, főiskolai tanár Bevezetést nyújtani az elméleti fizika módszereibe; matematikai dedukció. A mozgásjelenségek törvényeinek elméleti rendszerezése. A tapasztalatok alapján nyert axiómákból kiindulva matematikai úton a jelenségek speciális törvényszerűségeinek megállapítása és értelmezése. Bevezetés az elméleti fizika módszereibe; matematikai dedukció. A tapasztalatok alapján nyert axiómákból kiindulva matematikai úton a jelenségek speciális törvényszerűségeinek megállapítása. Az anyagi pont dinamikájának leírása: Newton-axiómák. Az anyagi pont mozgásegyenletei. A kinetikai energia tétele. Konzervatív erőtér, potenciális energia. A mechanikai energia megmaradási törvénye. Az erő és az impulzus nyomatéka. Az anyagi pont egyensúlya. A dinamika és a statika kapcsolata. A dinamika törvényei mozgó vonatkoztatási rendszerekben. Néhány konkrét probléma az anyagi pont dinamikájából. Két zárthelyi dolgozat megírása. A kollokviumra történő bejelentkezés feltétele a zárthelyi dolgozatokon előírt minimális szint teljesítése. Ötfokozatú vizsgajegy. Szóbeli. Az adott tantárgy elsajátításához szükséges tanári demonstrációs, illetve laboratóriumi gyakorlati eszközök. Budó Ágoston: Mechanika. (Tankönyvkiadó, 1965) Nagy Károly: Elméleti mechanika (Tankönyvkiadó, 1985) Ajánlott irodalom: Landau-Lifsic: Elméleti fizika I. (Tankönyvkiadó, 1974)

21 Kvantummechanika FIM1115 Meghirdetés féléve: 2. Kreditpont: 2 Óraszám: 2+0 K Előfeltétel: - Dr. Szolnoki Attila János, főiskolai docens A kurzus épít a bevezető kvantumfizikai tárgyban elhangzó kísérleti eredmények és interpretációik ismeretére, így lehetőség van a kvantummechanika matematikai tárgyalásmódjára fókuszálni. Ezek ismeretében alkalom nyílik néhány klasszikussá vált probléma tárgyalására is. A kvantummechanika matematikai formalizmusa, Hilbert-tér, a fizikai mennyiségek, mint lineáris operátorok. Valószínűségi áram és a kontinuitási egyenlet. Az állapotfüggvény fizikai jelentése. Az impulzusmomentum. Stacionárius állapotok. Ehrenfest-tétel. Részecskék speciális erőterekben, ütközések elmélete, rezonancia állapotok, alagút-jelenség. Kvantummechanikai többtest-probléma, a spin, a Pauli-elv. A héliumatom kvantumelmélete. A periódusos rendszer, molekulafizikai közelítő számítások. A relativisztikus kvantummechanika alapjai. 2 db eredményes zárthely dolgozat. Ötfokozatú vizsgajegy. Írásbeli és szóbeli számonkérés. Az adott tantárgy elsajátításához szükséges tanári demonstrációs, illetve laboratóriumi gyakorlati eszközök. Nagy Károly: Kvantummechanika (Tankönyvkiadó, 1981) Ajánlott irodalom: Landau-Lifsic: Elméleti fizika III. kötet (Tankönyvkiadó, 1978) Messiah: Quantum Mechanics (North-Holland, Oxford, 1975) Brandt, Dahmen: Quantum Mechanics on the Personal Computer (Springer, 1990)

22 Relativitáselmélet FIM2101 Meghirdetés féléve: 1. Kreditpont: 2 Óraszám: 2+0 K Előfeltétel: - Dr. Dezső Gergely, főiskolai tanár A speciális és az általános relativitás elve alapgondolatának, a kinematikai és a dinamikai következményeknek a megismerése. A világegyetem szerkezetére vonatkozó megállapítások megismerése. Vonatkoztatási rendszer. A tér és idő. Galilei féle relativitási elv. Az abszolút mozgás problémája. A Michelson féle kísérlet és elvi következményei. A Lorentz - transzformáció. A speciális relativitás elve. A speciális relativitás elvének kinematikai következményei : idő- és hossz-dilatáció, egyidejűség, az események sorrendje, sebességösszegzés. A relativisztikus dinamika néhány tétele. Az elektrodinamikai törvények relativisztikus közelítése, optikai következmények. Az általános relativitáselmélet alapgondolata. Tér, idő, tömeg, mozgás. Einstein ekvivalencia- és általános relativitási elve. A gravitáció problémája. A világegyetem egészére vonatkozó megállapítása. Az általános relativitáselmélet tapasztalati igazolása. Két zárthelyi dolgozat. Ötfokozatú vizsgajegy. Írásbeli és szóbeli. Írásos és számítógépes oktatási segédanyagok. Abonyi I., Nagy T.: Elméleti fizika (Tankönyvkiadó, 1980) Taylor, Wheeler: Téridő fizika (Gondolat, 1974) Ajánlott irodalom: Hraskó Péter: Relativitáselmélet Nagy Károly: Elektrodinamika (Tankönyvkiadó, 1985) Davies (ed.): The New Physics (Cambridge, 1994)

23 Fizikatörténet FIM2505 Meghirdetés féléve: 2. Kreditpont: 2 Óraszám: 2+0 K Előfeltétel: Dr. Tarján Péter, főiskolai adjunktus A tantárgy célja a hallgatók általános műveltségének bővítése azáltal, hogy összekapcsolja a fizika tudományát az emberiség egyetemes történetével, a művelődéstörténettel; bemutatja a fizika tudományának kialakulását és fejlődését, a fizikai gondolkodás főbb irányait; megismertet a legjelentősebb fizikusok életével, munkásságával, fő műveikkel; kitekintést ad az alkalmazott fizika, a technika történetére. A fizika a tudományok rendszerében. Társadalom- és természettudományok, határtudományok. A természettudományok és a filozófia kapcsolata. A természettudományok kölcsönös kapcsolata. A tudományos magyarázat, hipotézisalkotás, modellalkotás, világképalkotás. Antik örökség. Platon, Arisztotelész, Ptolemaiosz, Arkhimédész. A hellenizmus alkonya, az antik örökség átmentése: arabok, hinduk, kolostorok, egyetemek. A reneszánsz és a fizika. A kísérleti fizika megjelenése: a kinematika és a dinamika. A klasszikus fizika évszázadai XVIII.-XIX. század. Az elektromos áram, az elektromos áram mágneses tere. Az elektromágneses tér. A fény természete. Az elektromágneses fényelmélet. Az elektron. A hő és az energia. Kinetikus gázelmélet, a hőtan főtételei. Entrópia és valószínűség. Carnotciklus. A XX. század, a fizika évszázada. A relativitáselmélet. Kvantumelmélet, kvantummechanika, kvantumelektrodinamika. Atom- és magfizika. Radioaktivitás, maghasadás, láncreakció, fúziós energiatermelés. Törvény és szimmetria. Alapvető kölcsönhatások. Elemi részek. Kozmikus sugárzás. Megmaradási törvények. Szimmetria. Magyar fizikusok szerepe a tudomány fejlődésében. Eötvös Lorand, Hevesy György, Jedlik Ányos, Déry, Bláthy, Zipernovszky. Neumann János, Szilárd Leo, Teller Ede, Wigner Jenő, Bay Zoltán. Ötfokozatú vizsgajegy. Írásbeli és szóbeli. Írásos és számítógépes oktatási segédanyagok. Simonyi Károly: A fizika kultúrtörténete (Gondolat, 1983) Ifj. Gazda István, Sain Márton: Fizikai ABC (Tankönyvkiadó, 1978)

24 Nukleáris technológia FIM2508 Meghirdetés féléve: 2. Kreditpont: 2 Óraszám: 2+0 K Előfeltétel: Dr. Tarján Péter, főiskolai adjunktus A radioaktivitás és atommagfizika eredményei gyakorlati felhasználásának, a nukleáris mérőműszereknek, mérési eljárásoknak, anyagvizsgálati módszereknek és a nukleáris energiatermelésnek megismertetése. Radioaktív sugárzások fajtái, jellemzése. Rövid és hosszú felezési idők meghatározása. Sugárzás és anyag kölcsönhatása. A sugárzás detektálásának alapelvei, a detektorok fő típusai, energia-, impulzus-, tömeg- és sebességmérés. Magspektroszkópia. Neutronfizika. Reaktorok, atomenergetika. Fúzió. Nagyenergiás gyorsítók. Magfizikai felületvizsgálati, analitikai módszerek, egzotikus atomok. Sugárvédelem, sugárbiológia, dózismérés. Aktivációs analízis, neutronaktivációs analízis, gammaspektrometria, kémiai elválasztások, alkalmazások. A radioaktív izotópok felhasználása a diagnosztikában és gyógyászatban, a méréstechnikában, a biológiában és környezetvédelemben, a mezőgazdaságban és az iparban. - A szóbeli vizsga megkezdésének feltétele egy minimum követelménysor elégséges szintű megoldása. Ötfokozatú skálán értékelt szóbeli vizsgateljesítmény. Az adott tantárgy elsajátításához szükséges tanári demonstrációs, illetve laboratóriumi gyakorlati eszközök. Kiss Dezső Krajcsos Zsolt: Nukleáris technika (Tankönyvkiadó, 1984) Csikainé Buczkó Margit: Radioaktivitás és atommagfizika (Tankönyvkiadó, 1985) Ajánlott irodalom: Nagy Lajos György: Radiokémia és izotóptechnika (Tankönyvkiadó, 1983)