Tantárgy neve
Fizikai alapismeretek
Tantárgy kódja Meghirdetés féléve Kreditpont Összóraszám (elm+gyak) Számonkérés módja Előfeltétel (tantárgyi kód) Tantárgyfelelős neve
Dr. Varga Klára
Tantárgyfelelős beosztása
főiskolai docens
1. A tantárgy általános célja és specifikus célkitűzései A természettudományos ismeretszerzés folyamatának megismerése, a fizika alapfogalmainak, törvényeinek elsajátítása. A megismert ismeretek alkalmazása a mindennapi életben. Fizika-történeti áttekintés: kiemelkedő természettudósok, fizikusok életrajzának, munkásságának megismerése. 2. A tantárgy tartalma A fizika helye a természettudományok körében. A fizikai megismerési folyamat és módszerei. A fizikai mennyiségek jellege: skalár- és vektor, extenzív- és intenzív paraméterek. Mértékrendszerek, az SI mértékrendszer alapmennyiségei. Alapvető kölcsönhatások (gravitációs, termikus, elektromos, mágneses, mechanikai, fény), jellemzésük, megjelenésük a természetben. Változások a kölcsönhatások során. Mozgások kinematikai- és dinamikai leírása. Egyenes vonalú egyenletes, egyenes vonalú egyenletesen változó, egyenletes körmozgás, egyenletesen változó körmozgás, forgómozgás értelmezése, jellemző mennyiségek. Newton- törvények. Munka és energia. Mechanikai energiafajták. A mechanikai energia- megmaradás törvénye. Munkatétel és alkalmazása. A súrlódás és előfordulása a gyakorlatban.
Mozgások
energetikai jellemzése. A forgatónyomaték. Egyszerű gépek és alkalmazásuk a mindennapi életben. Áramló, valamint nyugvó folyadékok és gázok fizikája, Bernoulli-törvénye. Gyakorlati vonatkozások. Arkhimédész, Pascal törvénye. A testek úszása, gyakorlati vonatkozások. Rezgő- és hullámmozgás tulajdonságainak megismerése. Harmonikus rezgések, összeadásuk. Rezonanciajelenségek, szerepük a
mindennapi életben. A hullámmozgás típusai, elhajlás, visszaverődés, törés. HuygensFresnel elv. A termodinamika elemei: gázok állapothatározói, gáztörvények. Gázok nyílt folyamatai, az izochor, az izobar, az izoterm és az adiabatikus állapotváltozás jellemzése. Gyakorlati vonatkozások . A termodinamika főtételei. Kalorimetria: fajhő, hőkapacitás. Halmazállapot-változások, megjelenésük a gyakorlatban. Kritikus állapot. Carnot-féle körfolyamat. Lineáris és köbös hőtágulás és jellemzése, gyakorlati előfordulása. A hőterjedés formái, megjelenésük a természetben. Elektrosztatikai alapfogalmak és alapjelenségek. Az elektromos tér, térerősség fogalma,
értelmezése.
Kapacitás,
kondenzátorok,
fajtái
és
kapcsolásuk.
Magnetosztatikai tér. Az elektromos áram típusai. Egyenáramú áramforrások és jellemzésük. Ohm-törvénye, az ellenállás és mérése. Kirchhoff-törvények. Az elektromos áram hatásai és azok jelentősége, előfordulásuk a mindennapi életben. Áramvezetési mechanizmusok: szilárd testek, folyadékok, gázok elektromos vezetése. Elektromos vezetés félvezetőkben. Az áram mágnese tere. Az elektromágneses indukció
fajtái,
tulajdonságaik.
Az
elektromágnes
„működése”,
alkalmazási
lehetőségek. A váltakozó áram létrehozása, jellemzői, teljesítménye. A transzformátor működési elve, szerepe a mindennapokban. Villanymotorok, generátorok, elektromos mérőeszközök megismerése, működési elvük, alkalmazásuk. A teljes elektromágneses színkép és tartomány. Természetes- és poláros fény. A geometriai optika alapjai, fénytörés, fényvisszaverődés értelmezése. Optikai eszközök működésének
megismerése,
felhasználásuk.
Fénytani
természeti
jelenségek
magyarázatának megismerése. A természetes és mesterséges radioaktivitás jellemzése, szerepe a mindennapi életben. A radioaktiv-bomlás törvényei, bomlási sorok. A radioaktivitás hatása az emberi és az állati szervezetre. Radioaktivitás szerepe a gyógyászatban. Atomenergia és felhasználása.
Önálló otthoni feldolgozásra szánt anyag: Elektrosztatikai jelenségek a természetben. Fénytani természeti jelenségek. Áramló folyadékok és gázok „szerepe” a természetben. Newton-törvények előfordulása a mindennapokban. Halmazállapot-változások megjelenése, szerepe a mindennapi életben. Mágneses alapjelenségek. 3. Évközi ellenőrzés 2 db. dolgozat írása 4. A tárgy előírt külső szakmai gyakorlatai 5. Kötelező irodalom Hadházy Tibor - Szabó Tímea - Szabó Árpád: A fizika alapjai Bessenyei György Könyvkiadó, Nyíregyháza, 2000. Erlichné, Bogdán Katalin - Hadházy Tibor – Hargitainé, Tóth Ágnes – Nyilas Károly – Sinkovocs Attiláné – Vallner Judit – Iszály Ferenc: Természettudományi alapismeretek Bessenyei György Könyvkiadó, Nyíregyháza, Holics László: Fizika I-II Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1986. Dr. Zátonyi Sándor – ifj. Zátonyi Sándor: Fizika 3. Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest, 1995. Dr. Zátonyi Sándor – ifj. Zátonyi Sándor: Fizika 4. Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest, 1996. Dr. Zátonyi Sándor – ifj. Zátonyi Sándor: Fizika 5. Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest, 1998. Dr. Zátonyi Sándor – ifj. Zátonyi Sándor: Fizika 6. Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest, 1999. Ajánlott irodalom Öveges József: Kis fizika I-II. Budapest, 1998. Öveges József: Játékos fizikai kísérletek Budapest, 2000. Öveges József: Érdekes fizika Budapest, 2001. Vida József: Legszebb kísérleteim, Eger, 1999. Fizikai Szemle aktuális cikkei
6. A tantárgy tárgyi szükségletei és ellátása A bemutató kísérletek elvégzésére alkalmas, legalább 100 főt befogadó előadóterem.
Vizsgakérdések: 1. Ismertesse a természettudományos megismerés folyamatát egy konkrét példán! Jellemezze az SI-mértékrendszert! 2. Milyen alapvető kölcsönhatásokat ismer? Válasszon belőlük kettőt, és konkrét példán keresztül elemezze azokat! 3. Mit jelent a mozgások kinematikai leírása? Foglalja össze, amit az egyenes vonalú egyenletes és az egyenes vonalú egyenletesen változó mozgásról tud! Gyakorlati példát is mondjon! 4. Mit jelent a mozgások dinamikai leírása? Jellemezze dinamikai szempontból az egyenletes- és az egyenletesen változó körmozgást! Gyakorlati vonatkozákról is beszéljen! 5. Jellemezze a rezgő- és a hullámmozgást! Mi a rezonancia jelenség, hol hallott róla? 6. Foglalja össze a mechanikai munkáról és energiákról tanultakat! Fogalmazza meg és értelmezze egy gyakorlati példán a munkatétel lényegét! 7. Ismertesse Arkhimédész- és Pascal törvényét! Mi a feltétele a testek úszásának, lebegésének? Térjen ki a gyakorlati vonatkozásokra is! 8. Röviden foglalja össze az áramló folyadékok és gázok fizikáját! Mutassa be a jelenség lényegét egy gyakorlati példán! 9. Jellemezze az ideális gázokat! Ismertesse Boile-Mariotte törvényét, illetve a GayLussac törvényeket! 10. Egy-egy gyakorlati példa elemzésével foglalja össze a lineáris- és a köbös hőtágulásról tanultakat! 11. Ismertesse az elektromos kölcsönhatásról tanultakat! (Elektrosztatikai alapjelenségek.) Hol fordulnak elő ezek a jelenségek a mindennapi életben? 12. Ismertesse a transzformátor felépítését, működését, gyakorlati jelentőségét! 13. Foglalja össze a fénytörésről tanultakat! Mit jelent, hogy a fény hullámtermészetű? Milyen természeti jelenség jut eszébe, jellemezze azt! 14. Mit tud a fényvisszaverődésről? Beszéljen a tükrök (sík-, domború-, homorú) „fizikájáról”, képalkotásáról, a tükrök jelentőségéről, felhasználási területükről!
15. Foglalja össze a prizma, a planparalel-lemez fénytörését! Ismertesse néhány optikai eszköz működését! 16. Mit jelent a radioaktivitás szó? Jellemezze az alfa-, a béta- és a gamma sugárzást! 17. Mi a radioaktivitás szerepe a mindennapi életben? Ismertesse az atomenergia felhasználási lehetőségeit! .
