| Tantárgy neve (magyarul, angolul) | Lézerfizika | |||
|
Laser Physics
|
||||
| Tantárgykód | BMETE12NMLF | |||
| Tantárgyjelleg | kontaktórás tanegység | |||
| Kurzustípusok és óraszámok (heti/féléves) | kurzustípus: | előadás (elmélet) | gyakorlat | laboratóriumi gyakorlat |
| óraszám (heti): | 2 | 1 | 0 | |
| jelleg (kapcsolt/önálló): | - | kapcsolt | - | |
| Tanulmányi teljesítményértékelés (minőségi értékelés) típusa | félévközi érdemjegy | |||
| Tantárgy kreditértéke | 3 | |||
| Tantárgyfelelős | neve: | Dr. Richter Péter Imre (71958605787) | ||
| beosztása: | egyetemi tanár | |||
| elérhetősége: | richter@eik.bme.hu | |||
| Tantárgyat gondozó oktatási szervezeti egység | Atomfizika Tanszék | |||
| http://fat.physics.bme.hu/ | ||||
| Tantárgy weblapja | http://fat.physics.bme.hu/oktatas | |||
| Tantárgy oktatásának nyelve | magyar | |||
| Tantárgy elsődleges mintatantervi jellege | kötelező | |||
| Közvetlen előkövetelmények | Erős előkövetelmény | nincs | ||
| Gyenge előkövetelmény | ||||
| Párhuzamos előkövetelmény | ||||
| Mérföldkő előkövetelmény | legalább 0 megszerzett kredit | |||
| Kizáró feltétel | nincs | |||
Célkitűzés
A tárgy célja az univerzálisan, számos mérnöki feladatban alkalmazható lézerek működési elvének, lehetséges paramétereinek és sokoldalú alkalmazhatóságának bemutatása. A lézerműködés alapjaitól kezdve a felépítés és tervezés alapelvein át a csúcstechnológiát képviselő megoldásokig végigvesszük a teljes specifikus tématerületet. Sokrétű betekintést adunk az egyes lézerfajták alkalmazhatóságára, az elérhető lehetséges paraméterekre és azok fizikai hátterére. Végső cél, hogy a hallgatók magabiztosan válasszanak a rendelkezésre álló lehetőségek közül a lézerrel megoldható mérnöki feladatok során, mind a működési mód, műszaki jellemzők, kezelhetőség, hozzáférhetőség és költség figyelembe vételével.
Tanulási eredmények
A tantárgy teljesítésével elsajátítható kompetenciák
Tudás
Ismeri a fény-anyag kölcsönhatások alapjait a lézerműködés szempontjából. Átlátja a fenomenológikus elmélet specifikus fizikai helyezeteinek elemzéséhez szükséges fizikai modelleket és matematikai eszköztárat. Tisztában van a várható lézerparaméterek és anyagi tulajdonságok közötti összefüggésekkel. Érti a rezonátorok működésének alapvető sajátosságait. Tájékozott a rezonátor stabilitása és a lehetséges lézermódusok fizikai paraméterei közötti összefüggés feltérképezése tárgyában. Ismeri a lézererősítő fizikai és matematikai modelljét általános és speciális körülményekre. Azonosítja a telítés és kinyerhető teljesítmény közötti összefüggés fizikai modellje és matematikai leírása közötti kapcsolatot. Ismeri az energiabeviteli lehetőségeket és lézeranyag-függő pumpálási mechanizmusokat. Leírja a folytonos üzemű lézerműködés jellemzői, a konstrukció és az elérhető paraméterek közötti kapcsolatot. Tisztában van az impulzusüzemű lézerműködés mechanizmusaival és a kinyerhető paraméterek és működési módok közötti összefüggésekkel. Azonosítja a szállézerek paraméterei és lehetséges konstrukciói közötti kapcsolatot. Tájékozott a lézerdiódák specifikációinak és technológiai megvalósításának összefüggéseit illetően. Rendszerbe foglalja az egyes lézerfajtákat alkalmazás-szempontú osztályozás alapján.
Képesség
Alkalmazza a statisztikai megközelítést a fény-anyag kölcsönhatás fenomenologikus elemzésére. A megtanult fenomenologikus összefüggéséket specifikus anyagokra és fizikai szituációkra alkalmazza a feladatokban. Különbséget tesz a lézeranyagok esetén az egyensúlyi és nem egyensúlyi működést és feltételeket illetően. Alkalmazza a paraxiális közelítésben alkalmazható sugárvezetési modell matematikáját a lézerrezonátorokra. Értelmezi a Helmholtz egyenleten alapuló hullámterjedést a geometriai optikai modellel fizikai és matematikai szempontból. Használja a folytonos lézerműködés alapjául szolgáló fázis és erősítés feltételt speciális megvalósításokra, példákra. A megvalósítás fizikai mechanizmusa alapján kiszámítja a várható lézer-paramétereket. A hatásfokok fizikai mechanizmusának és okainak elemzésével képes lesz a végparaméterek diktálta teljesítmény igény megbecslésére. A specifikus impulzusműködési mechanizmushoz rendelhető impulzusenergiák és hosszak becslésével meghatározza a várható alkalamzások körét. Azonosítja a saját mérnöki szakterületén azokat a problémákat, ahol lézertechnológiai alkalmazások hasznosíthatók. Nagyságrendi becsléseket végez a paraméterek tekintetében a lézerfizikai vonatkozású mérnöki problémák megoldásában. Kiválasztja az adott feladat esetén a rendelkezésre állló lézeres megoldási lehetőségek és technológiák közül a legmegfelelőbbet. Kiválasztja az egyes lézerfajtákat alkalmazás-szempontú osztályozás alapján.
Attitűd
Eredményeit és következtetéseit folyamatosan ellenőrzi. Folyamatosan bővíti tudását a lézertechnológia területén. Követi a speciális tématerülethez kapcsolódó adatbázisokat és információforrásokat. Önálló feladatmegoldással bővíti megszerzett ismereteit és azok alkalmazhatóságát. Fejleszti a pontos és hibamentes feladatmegoldást, a mérnöki precizitást és modellalkalamzást. Törekszik az ismeretek rendszerezésére az órák során megsimert technikai vezérfonalak alapján. Az megszereztt ismeretek minél szélesebb körű alkalmazására törekszik.
Önállóság és felelősség
Együttműködik az ismeretek bővítése során az oktatóval és hallgatótársaival. Elfogadja a megalapozott szakmai és egyéb kritikai észrevételeket. Rendszeresen együttműködik hallgatótársaival a feladatok megoldásában és a számonkérésre való felkészülésben. Elkötelezett a rendszerelvű gondolkodás és problémamegoldás elvei és módszerei iránt. Értékeli a tantárgyfelelős felé a tantárgy hasznosságát, szerepét a mérnökképzésben.
Oktatási módszertan
Az előadások döntően a frontális oktatás technikáját alkalmazzák, kiegészítve a fény-anyag kölcsönhatásokta, lézerfény jellemzőit és alkalmazásait bemutató tantermi kísérletekkel. Fontos szerepe van az előadáshoz kapcsolódó gyakorlatnak, melyhez hasonló feladatok az írásbeli vizsga részét is képezik. A feladatok célja, hogy a hallgatók a megtanult modelleket és matematikai eszköztárat a gyakorlatban alkalmazzák, a kapcsolódó tudást elmélyítsék, a lézertervezési és építési részleteket és alapelemeket megértsék és használni tudják.
Tanulástámogató anyagok
Tankönyv
Az adatlap készítésekor nem áll rendelkezésre ISBN-nel rendelkező tankönyv, az leegkorábban 2022-re várható.
Jegyzet
Az adatlap készítésekor nem áll rendelkezésre jegyzet, az legkorábban 2022-ben várható.
Online elérhető tanulástámogató anyag
A tantárgyleírás hatályossága
| Hatályosság kezdete: | 2020. március 1. |
| Hatályosság vége: | 2024. augusztus 31. |
Általános szabályok
A teljesítményértékelés két félévközi írásbeli dolgozat (zárthelyi) alapján történik. Ezek a tudás és képesség típusú kompetenciaelemeket tesztelik. Egyrészt egyszerű számítási feladatokat kell megoldani, másrészt a fogalmak megértését tesztelő kérdésekre kell válaszolni. A számonkérésen zsebszámológép használható, más segédeszköz nem. A rendelkezésre álló munkaidő a zárthelyin 90 perc. A első zárthelyire előreláthatólag a 7. héten, míg a második zárthelyire a 14. héten kerül sor.
Teljesítményértékelési módszerek
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása
| 1. Évközi teljesítményértékelés | ||
| Típusa: | összegző (szummatív) értékelés | |
| Darabszáma: | 2 | |
| Célja, leírása: | A teljesítményértékelés két félévközi írásbeli dolgozat (zárthelyi) alapján történik. Ezek a tudás és képesség típusú kompetenciaelemeket tesztelik. Egyrészt egyszerű számítási feladatokat kell megoldani, másrészt a fogalmak megértését tesztelő kérdésekre kell válaszolni. A számonkérésen zsebszámológép használható, más segédeszköz nem. A rendelkezésre álló munkaidő a zárthelyin 90 perc. Az első zárthelyire előreláthatólag a 7. héten, míg a második zárthelyire a 14. héten kerül sor. | |
Vizsgaidőszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása
A tárgyhoz nem tartozik vizsgaidőszakban végzett teljesítményértékelés.
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részaránya a minősítésben, aláírás megadásában
| Azonosítója | Részarány |
|---|---|
| 1. Évközi teljesítményértékelés | 100 % |
Az aláírás megadásának feltétele, hogy az évközi teljesítményértékeléseken szerezhető pontszám legalább 40 %-át elérje.
Vizsgaelemek részaránya a minősítésben
A tárgyhoz nem tartozik vizsgaelem.
Érdemjegy megállapítása
| Érdemjegy | ECTS minősítés | Teljesítmény %-ban kifejezve |
|---|---|---|
| jeles (5) | Excellent [A] | 85 % felett |
| jeles (5) | Very Good [B] | 85 % - 85 % |
| jó (4) | Good [C] | 70 % - 85 % |
| közepes (3) | Satisfactory [D] | 55 % - 70 % |
| elégséges (2) | Pass [E] | 40 % - 55 % |
| elégtelen (1) | Fail [F] | 40 % alatt |
Az egyes érdemjegyeknél megadott alsó határérték már az adott érdemjegyhez tartozik.
Jelenléti és részvételi követelmények
Az előadások legalább 70 %-án (lefelé kerekítve) jelen kell lenni.
A gyakorlatok legalább 70 %-án (lefelé kerekítve) tevőlegesen részt kell venni.
Javítás, ismétlés és pótlás különös szabályai
A javításra, ismétlésre és pótlásra vonatkozó különös szabályokat a TVSz általános szabályaival együttesen kell értelmezni és alkalmazni.
| Évközi összegző teljesítményértékelések egyenként eredményesen teljesítendők-e? | ||
| igen | ||
| Összegző teljesítményértékelés javítási, illetve ismétlési módja első alkalommal: | ||
| az összegző (szummatív) teljesítményértékelések egyenként javíthatók, illetve ismételhetők | ||
| Összegző teljesítményértékelés ismétlő-javítási lehetősége engedélyezett-e, ha igen, milyen formában: | ||
| az ismétlő-javítás teljesítményértékelésenként egyenként lehetséges | ||
| Korábbi eredmény figyelembevétele javítás, ismétlés-javítás esetén: | ||
| az időben újabb eredmény felülírja a korábbit | ||
A tantárgy elvégzéséhez szükséges tanulmányi munka
| Tevékenység | óra / félév |
|---|---|
| részvétel a kontakt tanórákon | 42 |
| félévközi készülés a gyakorlatokra | 7 |
| felkészülés az összegző teljesítményértékelésekre | 32 |
| további, a teljesítéshez szükséges munkaidő ráfordítás | 9 |
| összesen | 90 |
Tantárgykövetelmények hatályossága
| Tantárgykövetelmények hatályosságának kezdete: | 2020. március 1. |
| Tantárgykövetelmények hatályosságának vége: | 2024. augusztus 31. |
Elsődleges szak
A tantárgy elsődleges (fő) szakja, amelyen meghirdetésre kerül és amelyhez a kompetenciák kapcsolódnak:
Mechatronikai mérnöki
Kapcsolódás a KKK rendelet céljához és (szakos) kompenetciáihoz
Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:
Tudás
- Összefüggéseiben ismeri és alkalmazza a mechatronikai mérnöki szakmához kötött természettudományos és műszaki elméleti ismereteket és ok-okozati összefüggéseket.
Képesség
- Képes a mechatronikai rendszerek és folyamatok tervezésében, szervezésében és működtetésében használatos eljárások és információs technológiák elméleti modelljének kidolgozására és továbbfejlesztésére.
Attitűd
- Megszerzett ismereteire alapozva integrátori szerepet tölt be a műszaki (elsősorban gépészetmérnöki, villamosmérnöki, informatikai) tudományok integrált alkalmazásában, valamint minden olyan tudományterület műszaki támogatásában, ahol az adott szakterület szakemberei mérnöki alkalmazásokat, megoldásokat igényelnek.
Önállóság és felelősség
- Döntéseit körültekintően, más (elsősorban jogi, gazdasági, energetikai, villamosmérnöki, informatikai és orvosi) szakterületek képviselőivel konzultálva, önállóan hozza, amelyekért felelősséget vállal.
A tantárgy teljesítéséhez ajánlott előzetes ismeretek
|
Tudás típusú kompetenciák
(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti) |
nincs |
|
Képesség típusú kompetenciák
(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti) |
nincs |