Tantárgy neve. Környezetfizika. Meghirdetés féléve 6 Kreditpont 2 Összóraszám (elm+gyak) 2+0

Átírás

1 Tantárgy neve Környezetfizika Tantárgy kódja FIB2402 Meghirdetés féléve 6 Kreditpont 2 Összóraszám (elm+gyak) 2+0 Számonkérés módja Kollokvium Előfeltétel (tantárgyi kód) - Tantárgyfelelős neve Dr. Varga Klára Tantárgyfelelős beosztása főiskolai docens 1. A tantárgy általános célja és specifikus célkitűzései: A tantárgy anyagának feldolgozásához szükséges fizikai ismeretek felidézése (mechanikai-, termodinamikai-, elektromosságtani-, mágnességtani-, optikai-, atom-, magfizikai alapismeretek). A megszerzett alapismeretek alkalmazása a környezetvédelmi munkában. 2. A tantárgy tartalma: A fénysugarak és keletkezésük. A fény kettős természete, hullámok, korpuszkulák. A teljes elektromágneses színkép és főbb jellemzői (mikrohullámok; hőmérsékleti sugárzás: fogalma, abszorpció képesség, emisszió képesség, az abszolút fekete test, Kirchhoff- törvénye és annak gyakorlati megvalósítása, kísérlet Wien I. és II. törvényére, Stefan-Boltzmantörvény és a törvények matematikai alakjai. A fekete hőmérséklet fogalma, az optikai pirométer működési elve, szelektív sugárzók: foto-lumineszcencia, kemo-lumineszcencia, bio-lumineszcencia, trio-lumineszcencia és elektro-lumineszcencia kísérleti bemutatása. A foto-lumineszcenciára vonatkozó energia megmaradási törvény, azaz Stookes- törvénye; infra-, látható és uv. Fény és tulajdonságai; röntgen-sugarak: előállításuk, jellemzésük, folytonos vagy fékezési, karakterisztikus röntgensugarak létrejöttének magyarázata, lágy-és kemény röntgensugarak keletkezése, felhasználási lehetőségük? Computer Tomográfia. Gamma-sugarak keletkezése és tulajdonságaik.) Részecskesugárzások, radioaktivitás. Magfizikai alapfogalmak, jelölések. A radioaktív sugárzások jellemzői ( alfa-, béta- és gamma-sugárzás), a radioaktív bomlás általános

2 törvényszerűségei, történelmi kormeghatározás, bomlási sorozatok, atommag-reakciók. A sugárzások kölcsönhatása az anyaggal: fotoeffektus, Compton-effektus, párkeltés. Dozimetriai fogalmak: elnyelt dózis, biológiai dózisegyenérték, dózisteljesítmény. A sugárzások hatása az élő szervezetre (fizikai vagy fizikai-kémiai hatások, biológiai tünetek, küszöb alatti és feletti sugáradag, félhalálos-, halálos dózis, szerv-specifikus hatások. A sugárzások gyakorlati alkalmazása: iparban, gyógyászatban. Anyag-fény kölcsönhatások. Anyagvizsgálati műszerek és módszerek fizikai alapjai. Magenergia felszabadítása: atommagok energiája, maghasadás, atomreaktorok működése, reaktor típusok. Atomreaktorok biztonságtechnikája. Energiatermelés és termodinamikai problémái. Energiahordozók, energiatárolás, energiagazdálkodás. Alternatív energiaforrások jelenlegi helyzete.

3 Részletes tematika heti bontásban: Hetek Téma Demonstráció Megjegyzés 1. Tájékoztató, követelményrendszer ismertetése. A természet fizikai leírása és annak korlátai. A fizika módszerei, törvények és érvényességi körük, matematikai leírás és annak célja. 2. A teljes elektromágneses spektrum, az elektromágneses hullámok és Fekete test sugárzása Optikai pirométer. tulajdonságaik. A mikrohullámok sajátosságai. A hőmérsékleti sugárzások és gyakorlati jelentőségük. Fekete- és színhőmérséklet. A helyiségek megvilágításának jellemzői. 3. A fénykibocsátás atomi mechanizmusa. A Fluoreszcencia fotonok tulajdonságai. Emissziós- és kísérletek. Különböző abszorpciós színképelemzés alapjai. UV színhőmérsékletű sugárzások, fluoreszcencia. lámpák. 4. A rtg. sugárzások fajtái, előállításuk és Rtg cső, rtg sugárzás. tulajdonságaik. A rtg. sugárzások gyakorlati alkalmazásai. 5. I. ZH. Írása Részecskesugárzások. Természetes és mesterséges radioaktivitás. Alfa-, béta-, GM-csöves, szcintillációs számlálók. gamma sugárzások jellemzői. Magreakciók és jellemzőik. 6. A radioaktív-sugárzás detektálási Detektorok. lehetőségei, részecskedetektorok működési elve. 7. Maghasadás és láncreakció. Atomreaktorok és atomfegyverek. Atomtechnika a gyakorlatban. Video, DVD- filmek a témával kapcsolatban.

4 Hetek Téma Demonstráció Megjegyzés 8. Anyagvizsgálati módszerek. Különféle spektroszkópok, fény-rtg, uv és Spektroszkóp labor, abszorpciós mérések fluoreszcens spektroszkópia. 9. Tömegspektrográfok és működésük. Elektron-spektroszkópia. Mágneses, elektron- és magrezonancia spektroszkópia. 10. A CT (computer tomográfia), PET (pozitron emissziós tomográfia), PIXE, PIGE 11. Sugárzások élettani hatásai, dozimetriai alapfogalmak. Háttérsugárzások összetétele. 12. Fotometriai alapfogalmak. Fényerősség mérése különféle módszerrel, reflexiós Fotométerek és működésük. tényező, fényáram és mérése. 13. II. ZH. Írása A hőtan I. és II. főtétele, az entrópia fogalma. Hőerőgépek működési elvei, hatásfokuk, környezetkímélő Különféle motortípusok modelljei, összehasonlításuk. technológiák. 14. Ügevházhatás. Energia és villamosenergia-rendszerek. Erőművek és típusaik, legfőbb jellemzőjük. Megújuló energiaforrások és azok alkalmazási lehetőségeik. Erőművi emissziós adatok táblázata. Energiatermelés a világon, adatelemzés. 3. Évközi ellenőrzés módja Év közben 2db. ZH. írása.

5 4. A kötelező, illetve ajánlott irodalom: 1. Újfaludi László: Környezeti problémák természettudományos alapjai Eger, Nyilas István-Varga Klára: Mérések a környezetvédelem fizika alapjai c. tárgyhoz (kézirat) Nyíregyházi Főiskola Fizika Tanszék sajátfejlesztésű honlapja 3. Nyilas István: A környezetvédelem fizikai alapjai (előadásjegyzet, kézirat) 4. Nyíregyházi Főiskola Fizika Tanszék sajátfejlesztésű honlapja 5. Budó-Mátrai: Kísérleti fizika III. Tankönyvkiadó, Budapest, A tantárgy tárgyi szükségletei és ellátása A tantárgy anyagának megfelelő kísérletek elvégzéséhez szükséges előadóterem (legalább 60 főt befogadó)