| Tantárgy neve: | Fizikai alapismeretek
P-ITFIZ-0111 |
|---|
| Tárgyfelelős: | Papp Ádám |
|---|
| Tantárgy oktatója: | Papp Ádám |
|---|
| A tantárgy céljának rövid ismertetése: | A tárgy célja a hallgatók fizika tudásának egységes szintre hozása, a középiskolai tananyag képzésben releváns részeinek emelt szintű átismétlése. |
|---|
| Elsajátítandó elméleti ismeretanyag: | Témakörök:
- Kinematika: út, idő, sebesség, gyorsulás, hajítások
- Dinamika: Newton törvények, lendületmegmaradás, nehézségi erő, súrlódás, rugó, lejtők, körmozgás, harmonikus rezgőmozgás
- Energia: energia és munka fogalma, erőterek, konzervatív erőtér, potenciál, energiamegmaradás törvénye, teljesítmény.
- Elektrosztatika: elektromos töltés, elektrosztatikus kölcsönhatás, elektromos mező és potenciál, feszültség, vezetők és szigetelők, kapacitás
- Egyenáram: Ohm törvény, ellenállás, eredő ellenállás, elektromos munka és teljesítmény, Kirchhoff törvények, áramköri elemek, helyettesítő áramkörök.
- Váltóáram: kapacitás és induktivitás viselkedése váltóáramú áramkörökben, impedancia fogalma, RLC-körök, rezonancia, effektív érték.
- Mágnességtan: Biot-Savart törvény, Ampere törvény, egyenes vezető és hurok tere, tekercs, Lorentz erő, Faraday indukciós törvénye, Lenz törvény, mágneses dipólusok és állandómágnesek.
- Optika: elektromágneses spektrum, fénysebesség, fénytörés és visszaverődés, prizma, képalkotó eszközök, valós/virtuális kép, lencsék, nevezetes sugármenetek, leképezési törvény, Huygens-Fresnel elv, fényelhajlás réseken, interferencia, Airy korong, numerikus apertúra, polarizáció.
- Félvezető eszközök: félvezető anyagok, adalékolás, sávszerkezet, PN dióda, dióda karakterisztika, LED, lézerdióda, fotodióda/napelem.
|
|---|
| Elsajátítandó gyakorlati ismeretanyag: | Feladattípusok témakörönként:
- Kinematika: út/idő/sebesség számolása kezdeti értékek ismeretében, átlagsebesség számolás, út-idő, sebesség-idő, és gyorsulás-idő grafikon felrajzolása, ezek kapcsolatának ismerete, vektoros sebességszámolások, hajítás feladatok.
- Dinamika: tehetetlenségi erő számolása, erőábra felrajzolása (kötelek, lejtők, súrlódás), rugóerő számolás, ingamozgás és körmozgás egyenletei és paraméterei, harmonikus rezgőmozgás leírása, lendületmegmaradás.
- Energia: helyzeti energia, rugóenergia, mozgási energia számolása, energiamegmaradás alkalmazása feladatokban, teljesítmény és hatásfok számolása, ütközések számolása.
- Elektrosztatika: Coulomb-erő, elektromos térerősség és potenciál számolása ponttöltésekre, síkkondenzátor kapacitása és tere, kapcsolásai, elektrosztatikus energia számolása, gyorsítófeszültség számolása, gömb alakú testek kapacitása, tükörtöltés alkalmazása.
- Egyenáram: Ohm törvény alkalmazása, eredő ellenállás számolása, elektromos munka és teljesítmény számolása, Kirchhoff törvények alkalmazása áramkörökben, feszültségosztó számolása, szuperpozíció elvének alkalmazása, helyettesítő áramkörök felírása.
- Váltóáram: effektív érték és diszipált teljesítmény számolása, egyszerű RLC-rezgőkörök számolása, kapacitás és induktivitás impedanciája, eredő impedancia számolása, fázordiagram felrajzolása, RC-szűrő határfrekvenciája.
- Mágnességtan: mágneses térerősség és indukció számolása egyenes vezető környezetében, Ampere és Biot-Savart törvények alkalmazása egyszerű geometriákban, indukált feszültség számolása változó mágneses térbe helyezett vezetőhurokban, Lorentz erő számolása, áramjárta vezetőre ható erő mágneses térben.
- Optika: fénytörés számolása két közeg határán, lencsék és tükrök képének számolása, nevezetes sugármenetek szerkesztése, polarizáció és Brewster szög.
- Félvezető eszközök: dióda karakterisztika felrajzolása, egyenirányító kapcsolások működése és számolása, Zener dióda alkalmazása áramkörökben, LED nyitófeszültség és szín kapcsolata, üzemeltetése előtét ellenállással.
|
|---|
| A 2-4 legfontosabb kötelező irodalom felsorolása bibliográfiai adatokkal (szerző, cím, kiadás adatai, (esetleg oldalak), ISBN): | S. Csajági, C. Dégen, F. Elblinger, F. Fülöp, L. Póda, P. Simon és J. Urbán, Fizika feladatgyűjtemény középiskolásoknak. Budapest, Magyarország: Oktatási Hivatal, 2025. ISBN: 978-963-436-336-1.
G. Horváth, Fizika feladatgyűjtemény. Budapest, Magyarország: Nemzeti Tankönyvkiadó, 2005. ISBN: 963-19-5431-7. |
|---|
| A 2-4 legfontosabb ajánlott felsorolása bibliográfiai adatokkal (szerző, cím, kiadás adatai, (esetleg oldalak), ISBN): | J. Dér, G. Radnai és K. Soós, Fizikai feladatok II. Budapest, Magyarország: Holnap Kiadó, 2006. ISBN: 963-346-666-0. |
|---|
| Elmélet-gyakorlat aránya: | Elméleti óra óraszáma: 1
Gyakorlati óra és labor óra óraszáma: 2 + 0 |
|---|
| Az alkalmazott oktatási módszerek: | Elméleti összefoglaló prezentációval. Hétről-hétre (előre) kiadott kötelező olvasmány a tankönyvekből. A félév elején szintfelmérő nyújt személyes visszajelzést az alapok hiányosságairól. Gyakorlatok csoportokra bontva, feladatmegoldás táblánál. Egyszerű kísérletek szemléltetése. Gyakorlás segítésére hetente házi feladatok. Rendszeres fakultatív konzultációk felsőbbéves hallgatókkal. |
|---|
| Az értékelés módja: | Gyakorlati jegy |
|---|
| Az értékelés kritériuma: | Aláírás feltétele: maximum 3 hiányzás az előadásokon és gyakorlatokon, vagy elégséges osztályzat elérése.
Gyakorlati jegy: a félév során két zh 40-40% értékkel számít a jegybe, 20% a házi feladatokból adódik. Órai aktivitásért plusz pont kapható. A zh-k pótlására/javítására a félév végén egyszer van lehetőség. A zh rövid elméleti kérdésekből, és a gyakorlaton látott feladatokhoz hasonló számolási feladatokból áll.
Értékelés:
0-60%: elégtelen
60-70%: elégséges
70-80%: közepes
80-90%: jó
90-100%: jeles |
|---|
| Miként járul hozzá a tantárgy a KKK-ban megjelölt kompetenciaelemek megszerzéséhez: | Mérnökinformatikus alapképzés:
A tantárgy a mérnökinformatikus képzéshez szükséges alapvető fizikai és műszaki problémamegoldó kompetenciákat egységesíti és erősíti. A mechanikai, elektromos, mágneses, optikai és félvezető-fizikai jelenségek rendszerezett áttekintése hozzájárul a műszaki rendszerek működésének alapvető fizikai megértéséhez.
Molekuláris bionika mérnöki alapképzés:
A tantárgy biztosítja a molekuláris bionika mérnöki képzéshez szükséges egységes fizikai alaptudást a mechanika, villamosságtan, mágnességtan, optika és félvezető-fizika területén. Ez hozzájárul ahhoz, hogy a hallgató későbbi műszaki, biofizikai és méréselméleti tárgyaiban a fizikai jelenségeket biztos alapokra építve értelmezze. |
|---|
