6. Mechanikai hullámok, hangtan, ultrahangok 1 A B C D E
2 A B C D E
3
Melyik állítás IGAZ a hullámok visszaverődésére és törésére? A beeső hullámnyaláb, a beesési merőleges, a visszavert és a megtört hullámnyaláb egy egyenesben vannak. A törési (Snellius–Descartes-) törvény szerint a beesési szög és a törési szög szinuszainak aránya a két közegben mért terjedési sebességek szorzata. A két közeg határára érkező hullám egy része visszaverődik (R), másik része irányváltozással halad tovább (T). Akusztikailag ritkább közegben a mechanikai hullámok terjedési sebessége kisebb, akusztikailag sűrűbb közegben pedig nagyobb. A határszöget elérő és azt meghaladó beesési szögeknél csak az átmenő nyaláb marad meg, ez a teljes visszaverődés jelensége.
Melyik akusztikus ellenállással kapcsolatos állítás IGAZ? Az akusztikus ellenállás (impedancia) a közeg sűrűségének és a hullám benne tapasztalható terjedési sebességének a hányadosa. Visszaverődés csak azonos akusztikus ellenállású közegek határfelületén jön létre. Ha ultrahang irányul levegőből merőlegesen lágy szöveti részek felé, a visszaverődési hányad 0,06 %. 2 2 Merőlegesen beeső hullám energiájának visszavert hányada R=(Z2-Z1) / (Z2+Z1) , ahol Z a közeg akusztikus ellenállása. Ha akusztikus csatolóanyagot (zselét) alkalmazunk a transducer és a lágyszöveti rész között, akkor az ultrahang nem hatol be a közegbe.
B
Melyik állítás IGAZ? Az objektív hangintenzitás az érzet, a szubjektív hangerősség pedig az inger erősségének felel meg. Két intenzitást úgy hasonlítunk össze, hogy 10-zel megszorozzuk az intenzitások hányadosának 10-es alapú logaritmusát, ez a decibel skála.
C
A Weber-Fechner-féle pszichofizikai törvény szerint az érzet az ingerrel arányos.
D
A fül egyező intenzitású, de eltérő frekvenciájú hangokat azonos hangosságúnak érzékel.
E
Ha a tetszőleges frekvenciájú hang erőssége hallás útján megítélve annyi, mint az I -12 2 intenzitású 1000 Hz-es hang, akkor a hangosság H = 10·lg(I · Io) phon, ahol Io = 10 W/m .
A
4 A B C D E
Melyik állítás IGAZ a Doppler-effektusra? Csak az akusztikus hullámnál lép fel. A frekvencia eltolódás nagysága függ a hangforrás, ill. a megfigyelő sebességének és a közegbeli hangsebességnek a logaritmusától. A hullámforrás és a megfigyelő relatív mozgása az észlelt frekvenciát befolyásolja. Az optikai Doppler-effektusnál az "éter" miatt a forrás és a megfigyelő abszolút sebessége számít. Ha a hangforrás közeledik a nyugvó megfigyelőhöz, a megfigyelt hangfrekvencia kisebb, mint a tényleges frekvencia, ha távolodik, akkor nagyobb.
5 A B
Melyik állítás IGAZ? az ultrahang a 20 kHz alatti frekvenciájú hang a véráramlás meghatározására csak a lézeres Doppler eltolódás alkalmas
C
ultrahangot piezoelektromos hatással állíthatunk elő
D
az ultrahang elektromágneses hullám
E
a denevér ultrahangok segítségével tájékozódik
Megoldások: 1C, 2D, 3B, 4C, 5E
7. A látás és látásjavítás fizikai alapjai 1 A
Melyik állítás IGAZ a fényre? A fény longitudinális hullám.
B C
A látható fény hullámhossza 400 - 700 nanométer. A fényben az elektromos és a mágneses térerősség térben és időben állandó.
D
A látható fény a mechanikai hullámok közé tartozik.
E
A vákumbeli fénysebesség függ a hullámhossztól, átlagos értéke 3·10 m/s.
2
Melyik állítás IGAZ?
A B C
Az elektromágneses sugárzás (foton-)energiája fordítottan arányos a frekvenciával. Az ultraibolya sugárzás (foton-)energiája kisebb, mint az infravörös sugárzásé. A szem érzékenységi görbéjének maximuma nappali látásnál 425 nm-nél van.
D
Az elektromágneses hullámok hullámhossza fordítottan arányos a frekvenciával. A nagy energiájú UV-fotonok melegítenek, az infravörös hullámok visszaverődnek a bőr felszínéről.
E
3 A B
5
Mit nevezünk színi hibának (kromatikus aberrációnak)? A gömbi törő-, illetve visszaverő felülettel rendelkező optikai elemek szélső régióiban tapasztalható leképezési hibát.
C
A diszperzióból eredő lencsehibát. Azt a jelenséget, amikor az optikai tengellyel párhuzamos, különböző orientációjú síkokban haladó fénysugarak síkonként más fókuszpontban egyesülnek.
D
A törésmutató hullámhosszfüggése miatt a spektrális komponensek elkülönülnek.
E
Azt a leképezési hibát, melynek oka, hogy az optikai tengellyel szöget bezáró fénynyaláb szélső sugarai elmosódott folttá képeződnek le.
4 A
D
A szem képalkotására mi IGAZ? Az akkomodáció a szem alkalmazkodása különböző fényviszonyokhoz. Az adaptáció lehetővé teszi, hogy a szemlencse törőerejét változtatva különböző távolságokban levő tárgyakról éles képet alkossunk. A retinán keletkezett kép mindig valós, fordított állású és kicsinyített. Ha a szem nyugalmi helyzetben van, akkor a szemlencse rugalmasan kidomborodik, mert a ciliáris izom összehúzódott.
E
Ha a szem közelre fókuszál, akkor a szemlencse ellaposodik, mert a ciliáris izom elernyedt.
B C
5 A B C D E
Mi az interferencia jelensége? A hullámok egyenes vonalú terjedéstől való eltérése. A hullámok kölcsönhatásából eredő erősítési és gyengítési jelenségek. A speciális közegen keresztülhaladó fénysugár felbomlása két különböző polarizációs állapotú (ún. ordinárius és extraordinárius) sugárra. A hullám rezgési síkjának vagy síkjainak rendezettsége. A hullámfront minden pontjából elemi gömbhullámok indulnak ki, a hullámtér egy adott pontjában az amplitúdót ezek interferenciája adja meg.
Megoldások: 1B, 2D, 3B, 4C, 5B
8. Az emberi test és a környezet termikus kölcsönhatásai 1 A B C
Melyik állítás IGAZ? A térfogati és a lineáris hőtágulási együttható aránya kis hőmérsékleti tartományon belül közel 3.
D
A víz térfogata a hőmérséklet növekedésével mindig nő. A hőtágulás a hőmérsékletkülönbséggel fordítva arányos. A hőtágulás azzal magyarázható, hogy növekvő hőmérséklet hatására az atomok átlagos távolsága lecsökken.
E
A hőtágulás kémiai potenciált kelt.
2
Egy rendszer hőkapacitása megadja, hogy mennyi hőt kell közölni a rendszer egységnyi tömegével, hogy hőmérséklete 1 K-nel emelkedjen. hogy mennyi hőt kell közölni a rendszer egységnyi tömegével (állandó hőmérsékleten), hogy az elpárologjon. hogy mennyi hőt kell közölni a rendszerrel, hogy hőmérséklete 1 K-nel emelkedjen.
A B C D E
3
hogy mennyi hőt kell elvonni a rendszer egységnyi tömegétől, hogy az megfagyjon. hogy mennyi hőt kell közölni a rendszer egységnyi tömegével a forrásponton, hogy az elforrjon.
C D
Mi a hősugárzás? A hőterjedésnek olyan formája, amikor az anyag részecskéi nem mozdulnak el egyensúlyi helyzetükből makroszkópikus mértékben. Az a hőterjedési jelenség, amikor az anyag elmozdul a melegebb tartományból a hidegebb rész felé. Az emberi szervezetre is jellemző hőkonzerválás a végtagokban párhuzamosan futó artériák és vénák segítségével. Közvetítő közeg (anyag) nélküli hőterjedési jelenség
E
Az a folyamat, amely során 1 g víz 2 kJ energiát von el szervezetünktől.
4 A
Az abszolút fekete test... a ráeső sugárzást nem nyeli el.
B
D
minden hullámhosszon kisugároz (folytonos színképe van). sugárzására jellemző, hogy a a felületegység által kisugárzott energia az abszolút hőmérséklet négyzetével arányos. sugárzására jellemző, hogy a hőmérséklet növekedésével a maximális intenzitáshoz tartozó hullámhossz növekszik.
E
modellként szolgálhat a nagy reflexióképességű felületek leírásához.
A B
C
5 A B
Melyik állítás IGAZ? A test által kisugárzott hő egyenesen arányos a test felszínével. Melegebb levegőnek mindig kisebb a (fajlagos) páratartalma.
C D
Hőáramlás minden fizikai halmazállapotban lehetséges (szilárd, folyadék, gáz, plazma) A hőenergia mindig a hidegebb testről a melegebb felé áramlik.
E
A hőáramlás sűrűsége nem függ a hőmérséklet-különbségtől.
Megoldások: 1A, 2C, 3D, 4B, 5A
9. Gázok, folyadékok áramlásának törvényszerűségei 1 A B C D E
2 A B C D E
3 A
Melyik állítás IGAZ? A szív szintje felett a vénás nyomás növekszik. Aneurizma (értágulat) esetén az ér falára ható statikus nyomás kisebb, mint az aneurizma előtt az egészséges érfalra ható nyomás. A szív szintje alatt az artériás középnyomás csökken. A Bernoulli-törvény értelmében a statikus, a dinamikus és a hidrosztatikus nyomások összege egy áramlási csőben állandó. A dinamikus nyomást az áramlás gyorsulása és a folyadék térfogata határozza meg.
Melyik Newton-féle viszkozitási törvénnyel kapcsolatos állítás IGAZ? A viszkozitás mértékegysége a N·m vagy alap SI-egységekkel kg/(m·s). A folyadékrétegek elcsúsztatásához szükséges erő függ a folyadék viszkozitásától. A normál vörös vértesteket tartalmazó vér relatív viszkozitása nagyobb, mint a sarlósejtes véré. A folyadékrétegek elcsúsztatásához szükséges erő fordítottan arányos a folyadékrétegek felületével. A folyadékrétegek elcsúsztatásához szükséges erő fordítottan arányos a sebességgradienssel.
B C D E
Melyik Hagen–Poiseuille-törvénnyel kapcsolatos állítás IGAZ? Reális folyadékok esetén a sebességprofil hiperbolikus. A csőben áramló viszkózus folyadék sebessége fordítottan arányos a cső két vége között uralkodó nyomáskülönbséggel. A csőben áramló viszkózus folyadék sebessége egyenesen arányos a viszkozitással. A vörösvértestek koncentrációja az artériák fala mellett nő. Viszkózus folyadékot tartalmazó áramlási csőben a sebességprofil alakja parabolikus.
4 A B C D E
Melyik turbulenciával kapcsolatos állítás IGAZ? Érszűkület esetén a turbulens áramlás laminárissá válik. Az aortában sohasem léphet fel turbulencia. A kritkus sebesség egyenesen arányos a cső sugarával. A kritikus sebesség egyenesen arányos a folyadék viszkozitásával. A lamináris áramlás zajt kelt, a turbulens áramlás csendes.
5
Fonendoszkópos vérnyomásmérés során a diasztolés vérnyomásérték
A B C D E
az első és utolsó Korotkov-hanggal egyidejűleg a mandzsettában uralkodó nyomásértékekből (pelső és putolsó) számítható az pelső - putolsó képlettel. az első Korotkov-hanggal egyidejűleg a mandzsettában uralkodó nyomással egyenlő. az utolsó Korotkov-hanggal egyidejűleg a mandzsettában uralkodó nyomással egyenlő. a legerősebb Korotkov-hanggal egyidejűleg a mandzsettában uralkodó nyomással egyenlő. a leggyengébb Korotkov-hanggal egyidejűleg a mandzsettában uralkodó nyomással egyenlő.
Megoldások: 1D, 2B, 3E, 4D, 5C
10. Biológiai membránok fizikája, diffúzió, ozmózis 1
B C
Melyik állítás Fick I. törvénye (a diffúziós állandó definíciója)? Adott helyen a koncentráció időbeli változása egyenesen arányos a koncentráció grádiens hellyel való változásával az adott időben. Az egységnyi felületen átáramlott anyag mennyisége időegység alatt egyenesen arányos a koncentráció grádiensével, az arányossági tényező a diffúziós állandó. A diffundáló részecske által megtett út négyzete egyenesen arányos az eltelt idővel.
D
Egységnyi idő alatt egy kijelölt A felületen átáramló anyag mennyisége, mértékegysége: 3 kg/s, m /s, C/s (A), J/s (W)...
E
Egységnyi idő alatt, egységnyi felületen átáramló anyag mennyisége, mértékegysége: 2 3 2 2 2 2 2 kg/s/m , m /s/m , C/s/m (A/m ), J/s/m (W/m )...
A
2 A B C D E 3
Az alábbi állítások közül melyik IGAZ? A diffúzió sebessége csökken, ha a közeg viszkozitása csökken. Alacsonyabb hőmérsékleten a diffúziós állandó nagyobb. Gömb alakú molekuláknál a diffúziós állandó nem függ a részecskék sugarától. Minél nagyobb a részecskék tömege, annál kisebb a diffúzió sebessége. A diffúzió sebessége függ a molekula geometriájától, szál alalkú (fibrilláris) molekula diffúziós állandója nagyobb, mint a méretben közelálló gömb alakúé (globuláris).
E
Melyik állítás IGAZ? A híg oldatokra vonatkozó van't Hoff törvény szerint az ozmózisnyomás fordítottan arányos a koncentrációval. Az ozmózisnyomás fordítottan arányos a Pfeffer-féle ozmométer megemelkedett folyadékszintjéből származó hidrosztatikai nyomással. Az ozmózis szemipermeábilis hártyán keresztüli egyirányú diffúzió (oldószer-beáramlás). A van't Hoff törvény szerint az ozmózisnyomás fordítottan arányos a hőmérséklettel. A féligáteresztő (szemipermeábilis) membrán az oldat komponenseit csak a kisebb koncentráció irányába engedi át.
4 A B C D E
Hogyan hívják az oldatot, ha ozmózisnyomása kisebb, mint a citoplazmáé? hipertóniás hipotóniás izotóniás hemolízis (szétesés) plazmolízis (zsugorodás)
5
Melyik állítás HAMIS az alábbiak közül? A töltéssel rendelkező részecskék könnyebben jutnak át a membránon, mint a semlegesek. A töltésnélküli részecskék egyszerű diffúzióval jutnak át a membránon. A passzív diffúzió specifikusan nem gátolható, energiát (ATP) nem igénylő, a kisebb koncentrációk irányába lezajló transzportfolyamat. A facilitált diffúzió specifikusan gátolható, energiát nem (vagy csak közvetetten) igénylő, a kisebb koncentrációk irányába lezajló transzportfolyamat. Az aktív transzport specifikusan gátolható, energiát (ATP) igénylő, a a koncentráció grádiens ellenében is lezajló transzportfolyamat.
A B C D
A B C D E
Megoldások: 1B, 2D, 3C, 4B, 5A
Számítások 1 A B C D E
2 A B C D E
3 A B C D E
4 A B C D E 5 A B C D E
A levegőben 550 nm hullámhosszúságú zöld fény 14
frekvenciája kb. 5,45∙10
Hz
5
frekvenciája kb. 5,45∙10 Hz 11
frekvenciája kb. 5,45∙10
1/s
5
frekvenciája kb. 6∙10 Hz 12
frekvenciája kb. 2∙10 1/s Az egyik hang intenzitása 100-szorosa a másiknak. Mennyi az egymáshoz viszonyított hangosságuk? +2 dB -2 dB +20 dB +10 dB +100 dB Két azonos térfogatú tartály egyikében hidrogén (H2) a másikban oxigén (O2) van. Hőmérsékletük és tömegük megegyezik. Az oxigéntartályban a nyomás 5 kPa. Mekkora nyomás van a másik tartályban? (Mhidrogén:Moxigén=1:16) 20 kPa 80 kPa 40 kPa 1,25 kPa ezekből az adatokból nem lehet kiszámolni Nyári melegben egy 75 kg-os sportoló az edzése alatt 2 liter vizet elpárologtatott. Ezzel 6 mennyi hőt vont el szervezetéből? (L = 2,25·10 J/kg) 6
4,5·10 J 5
9·10 J 4
4,5·10 J 45 kJ 4,5 kJ Egy lencse törésmutatója 1,5, görbületi sugarai 10 cm és 15 cm. Mennyi a fókusztávolsága? 0,24 m 12 cm -6 cm 2m -50 cm
Megoldások: 1A, 2C, 3B, 4A, 5B
