Comisia de examinare - physics.pub.ro · Electroterapia este o formă de terapie care utilizează...

Universitatea POLITEHNICA din Bucureşti Sesiunea de Comunicări Ştiinţifice Studenţeşti 2016

Facultatea de Ştiinţe Aplicate - Departamentul de Fizică

CATEGORIA DEBUTANŢI

S E C Ţ I U N E A 13 – 1D

Fizică aplicată - Debutanţi

Sala BN 113

Comisia de examinare

Ş.l. Dr. Adrian HǍRǍBOR - preşedinte Ş.l. Dr. Andreea BOBEI Ş.l. Dr. Ioana IVAŞCU Ş.l. Dr. Irina PǍUN - Secretar Student Andrei Emanuel TURTURICĂ

14.05.2016

9:00-9:15 1. Realizarea unui model experimental pentru studiul influenței presiunii asupra organismului uman

Studenţi: Florentina Bogdana BREBAN, Daniela Ileana DOBRIN, anul I, Facultatea de Inginerie Medicală

9:15-9:30 2. Electroterapia Studenţi: Anamaria DUMITRESCU, Cristian-Alexandru TĂNASE, anul I, Facultatea de Inginerie Medicală

9:30-9:45 3. Cronaxia şi reobaza Studenţi: Maria Alexandra IORDACHE, Andreea Elena LICSANDRU, anul I, Facultatea de Inginerie Medicală

9:45-10:00 4. Studiul interacției aerosol-nor și influența acesteia asupra propietăților microfizice ale hidrometeorilor în norii stratocumulus

Studenţi: Ionuț BUNESCU, Gheorghe Adrian DINA, Anul II, Facultatea de Inginerie Aerospaţialǎ

10:00-10:15 5. Aspecte privind distrubuția verticală a gazelor cu efect de seră rezultate

prin măsurări locale aeropurtate Student: Valentin OPREA, Anul II, Facultatea de Inginerie Aerospaţialǎ



10:15-10:30 6. Presiuni şi intensităţi la nivelul timpanului și al ferestrei ovale. Realizarea

machetei urechii medii Studenţi: Andrei-Lucian MUNTEANU, Bianca PALADE, Anul I, Facultatea de Inginerie Medicală

10:30-10:45 7. Fizica – „SOPHIA” evului mediu

Studenţi: Diamanta OPRICA, Ioana PĂUNESCU, Anul I, Facultatea de Chimie Aplicată şi Ştiinţa Materialelor

10:45-11:00 8. Acizii graşi în fizică Studenţi: Iulia NEBLEA, Bogdan PALADI, Anul I, Facultatea de Chimie Aplicată şi Ştiinţa Materialelor

11:00-11:15 Pauză 11:15-11:30 9. Proprietăți fizice ale membranelor biologice

Student: Ana-Maria PARASCHIV, Anul I, , Facultatea de Chimie Aplicată şi Ştiinţa Materialelor

11:30-11:45 10. Realizarea unei machete funcționale a ionocraftului Studenţi: Alexandru NIŢU, Silviu-Cristian PÎRLEA, Anul I, Facultatea de Inginerie Medicală

11:45-12:00 11. Obținerea curbelor doză-efect în cazul radiațiilor ionizante Studenţi: Cătălina Andreea CARP, Manuela Daniela PREDA, anul I, Facultatea de Inginerie Medicală

12:00-12:15 12. Coin toss modeling Student: Constantin Răzvan ȘTEFAN, anul I, Facultatea de Fizică, Universitatea din București

12:15-12:30 13. Realizarea unui dispozitiv pentru analiza curgerii prin tuburi cu elasticități diferite

Student: Ionela-Mirela RÎCIU, Anul I, Facultatea de Inginerie Medicală

12:30-12:45 14. Moduri bidimensionale de vibrație induse acustic Studenţi: Nicolae TARBĂ, Daniel Laurențiu SCHMIDT, Anul II, Facultatea de Ştiinţe Aplicate

12:45-13:00 15. Studiul modificǎrii ordonǎrii, fluiditǎţii şi permeabilitǎţii membranare în prezenţa unor impuritǎţi

Student: Mirela VASILOAIA, Anul I, Facultatea de Chimie Aplicată şi Ştiinţa Materialelor

13:15-14:00 Lecţie invitată "Industria Opticǎ în România şi şansele ei-punct de vedere subiectiv şi incomplet", Ing. Dan URSU, Departamentul Cercetare-Dezvoltare, PROOPTICA.SA. sala BN 113

Realizarea unui model experimental pentru studiul influenței presiunii asupra organismului uman

Breban Florentina Bogdana

Dobrin Daniela Ileana

Anul I, Facultatea de Inginerie Medicală, Universitatea Politehnica București

1. Tema centrală a lucrării

Presiunea exercitată asupra organismului determină diferite efecte ( mecanice, biofizice, etc.) care pot cauza individului disconfort, apariția anumitor boli sau, dimpotrivă, pot contribui la îmbunătățirea funcțiilor organismului (domeniu de care se ocupă medicina hiperbară).

2. Argumentarea temei alese

În scufundare, pe lângă presiunea atmosferică, trebuie suportată și presiunea coloanei de apă care apasă asupra noastră (presiunea coloanei de apă crescând cu o atmosferă la fiecare 10 metri adâncime). Corpul uman este alcătuit din substanțe aflate în stare lichidă, solidă și gazoasă. Lichidele (sângele), țesuturile moi și solidele (țesutul osos) suferă modificări structurale doar la presiuni mari, de câteva sute de atmosfere. În schimb, cavitățile cu conținut gazos vor simți efectele presiunii mari (ale hiperbarismului) conform legii lui Boyle-Mariotte : odată cu creșterea presiunii , volumul de gaz scade (se consideră temperatură constantă).

3. Scopul cercetării

Bazându-ne pe legea lui Boyle-Mariotte vom evidenția efectele presiunii asupra organismului utilizând informații colectate de-a lungul cercetării, grafice și un model experimental care simulează componentele aparatului respirator.

Prin intermediul acestei cercetări vom prezenta efectele atât pozitive cât și negative ale hiperbarismului din perspectiva acțiunii lor asupra corpului uman . În acestă lucrare vom detalia și explica noțiunea de decompresie.

4. Concluzii principale

În concluzie, folosind modelul experimental realizat de noi, vom prezenta efectele presiunii asupra organismului, presiunea fiind un factor extern care poate determina modificări la nivelul corpului uman. Dacă sunt controlate, aceste modificări pot contribui la tratarea sau combaterea anumitor afecțiuni.

Electroterapia Dumitrescu Anamaria1, Tănase Cristian-Alexandru2

1,2 anul I, Facultatea de Inginerie Medicală, Universitatea Politehnica București


Electroterapia este o formă de terapie care utilizează curentul electric, fiind o bună metodă

de a menține durerea sub control și de a accelera procesul de vindecare. Curentul de stimulare

permite tratarea țesutului cu ajutorul electrozilor (electrozi plați, electrozi adezivi sau electrozi

speciali) pe zona selectată. În funcție de tipul de curent (galvanic, de joasă frecvență, de medie

frecvență, de înaltă frecvență) și de modul de selectare a parametrilor (forma impulsului, durata

impulsului, durata pauzei, frecvența și intensitatea), curentul de stimulare poate avea efecte

semnificative în tipurile de tratamente pentru diminuarea durerii, stimularea circulației și

intensificarea troficității, stimularea nervilor și stimularea/relaxarea musculară.


Electroterapia este un procedeu esențial în recuperarea medicală, fiind parte a fizioterapiei.

Este o procedură utilizată la scară largă, însă, este folosită în mai multe domenii decât cele

consacrate (ameliorarea durerii; refacerea, stimularea și relaxarea musculară și redarea motilității

mușchilor faciali în urma unui atac vascular cerebral), precum neurostimularea (deep brain

stimulation – ameliorarea bolii Parkinson, sindromului Tourette și a depresiei; stimularea creierului

– tratarea epilepsiei; stimularea nervilor spinali; tratarea migrenelor).


Scopul lucrării constă în confecționarea unui generator de puls, asemenea

celor folosite în cadrul electroterapiei. Vom exemplifica întrebuințarea lui cu

ajutorul unor electrozi. Construcția este simplă și utilizarea implică un număr

redus de reglaje, iar intensitatea stimulului electric este variată pentru a produce

o senzație confortabilă pacientului.


Dispozitivul nostru conține un condensator de 10µF, un amplificator operațional de

1,1 MHz, care functionează la tensiuni alternative cuprinse între 3 V și 30 V, trei rezistențe a câte

220 Ω și două potențiometre a câte 10 kΩ. Acesta generează pulsații rectangulare monofazice cu

frecvențe variabile între 50 Hz și 100 Hz.

Electroterapia este un procedeu accesibil, cu scop curativ-profilactic, care poate fi folosită

nu numai pentru tratarea unor simple afecțiuni, ci și pentru eliminarea efectelor unor boli neuronale

complexe. Se folosesc diverse tipuri de electroterapie, în funcție de modul de generare a curenților

de stimulare și de metodele specifice de tratare a mușchilor.

5. Bibliografie

Conf. Dr. Traian Dinculescu, Elemente de Balneo-Fizioterapie Generală, București 1955

https://en.wikipedia.org/wiki/Neurostimulation

http://www.scritub.com/medicina/Electroterapia91122621.php

http://www.scritub.com/medicina/Electroterapia91122621.php

CRONAXIA SI REOBAZA

Iodache Maria Alexandra, Licsandru Andreea Elena


1. Tema centrală a lucrării Cronaxia și reobaza, se încadrează în domeniul fenomenelor electrice de la nivelul corpului omenesc, domeniul mai restrâns fiind bioexcitabilitatea. Cronaxia și reobaza sunt doi parametrii care au valorile legate de durata și intensitatea necesară unui stimul pentru a declanșa excitația într-un anumit sistem biologic.

2. Scurt argument al alegerii temei Fenomenele electrice de la nivelul corpului omenesc sunt de fapt, legate de

potențialele locale sau de cele de acțiune, care, la rândul lor, sunt comandate de închiderea/deschiderea canalelor ionice de la nivelul membranei celulare. La apariția unui stimul exterior, pentru ca acesta să producă excitarea sistemului biologic, trebuie să aibă loc o variaţie suficient de intensă, îndelungată şi bruscă a proprietăţilor mediului. Propagarea acestuia se realizează cu diferite valori ale vitezei corespunzătoare circulației impulsului nervos prin diferite tipuri de fibre (mielinizate sau nemielinizate). Valorile cronaxiei și reobazei depind de proprietățile mediului. Cei doi parametri sunt importanți deoarece valorile lor sunt coordonate de sistemul nervos, evidențiind potențialul de acțiune al celulelor din corpul uman.

3. Scopul lucrării Scopul acestei lucrări constă în scrierea unui cod MATLAB pentru a determina

valorile cronaxiei și reobazei, în cazul stimulilor cu anumite intensități și viteze de propagare in fibrele nervoase, respectând relația Weiss. De asemenea, sunt studiate aceste fenomene in diferite puncte ale corpului uman în comparație cu diferite puncte ale corpului pentru diferite specii de animale.

4. Concluzii principale În urma acestui studiu, am ajuns la concluzia că este important să cunoaștem durata de acțiune a unui stimul, cât și intensitatea minimă pentru care se mai produce excitarea sistemului biologic. Graficele realizate de noi permit vizualizarea dependenței intensității de timp pentru diferite tipuri de țesut. Pornind de la valori reale ale cronaxiei în diferite condiții (corespunzătoare țesuturilor umane), codul determină automat valorile reobazei.

Bibliografie

1.https://books.google.ro/books?id=0cjHvVCsknwC&printsec=frontcover&dq=que+es+la+electroestimulacion&hl=ro&sa=X&redir_esc=y#v=onepage&q=que%20es%20la%20electroestimulacion&f=false

2, https://books.google.ro/books?id=AS2Bmf‐qULYC&printsec=frontcover&dq=manual+del+especialista+en+rehabilitaci%C3%B3n&hl=ro&sa=X&ved=0ahUKEwjAwNTK1bTMAhXsJZoKHaUOCuMQ6AEIGzAA#v=onepage&q=manual%20del%20especialista%20en%20rehabilitaci%C3%B3n&f=false

https://books.google.ro/books?id=0cjHvVCsknwC&printsec=frontcover&dq=que+es+la+electroestimulacion&hl=ro&sa=X&redir_esc=y#v=onepage&q=que%20es%20la%20electroestimulacion&f=false



https://books.google.ro/books?id=AS2Bmf-qULYC&printsec=frontcover&dq=manual+del+especialista+en+rehabilitaci%C3%B3n&hl=ro&sa=X&ved=0ahUKEwjAwNTK1bTMAhXsJZoKHaUOCuMQ6AEIGzAA#v=onepage&q=manual%20del%20especialista%20en%20rehabilitaci%C3%B3n&f=false




STUDIUL INTERACȚIEI AEROSOL-NOR ȘI INFLUENȚA ACESTEIA ASUPRA PROPIETĂȚILOR MICROFIZICE ALE HIDROMETEORILOR ÎN NORII

STRATOCUMULUS Bunescu Ionuț1, Dina Gheorghe Adrian1

1anul 2, Facultatea de Inginerie Aerospațială, Universtiatea Politehnica București


Norii Stratocumulus joacă un rol critic în sistemul climatic planetar ,datorită distribuției lor spațiale şi temporale, și datorită influenței asupra bilanțului energetic al Pământului (Boscornea et al., 2016). De aceea, în anii recenți s-au intensificat cercetările privind proprietățile macroscopice și îndeosebi cele microfizice ale norilor. Formarea şi evoluția norilor este strâns legată de prezenţa aerosolului în atmosferă şi de proprietățile lui microfizice (Ștefan et al., 2008). Între proprietățile microfizice ale norului şi cele ale aerosolului există o interdependenţă care reprezintă o provocare pentru comunitatea științifică în înțelegerea formării şi evoluției norilor. În acest scop, se realizează campanii de sondare a norilor folosind simultan zboruri cu avioane echipate cu sisteme adecvate, măsurători de la sol sau/și din sateliți. O astfel de campanie a avut loc pentru studiul norilor din zona de coastă a Mării Negre.

2. Scurt argument al alegerii temei

Așa cum a fost arătat în ultimii ani prin nenumărate studii de cercetare, mecanismele de interacție aerosol-nor afectează caracteristicile microfizice ale norilor, gradul de influență depinzând de tipul de aerosol și specia de nor studiată. Studiul de față are ca scop investigarea influenței aerosolului marin (din zona costieră a Mării Negre) asupra norilor de tipul Stratocumulus utilizând date obținute în urma a doua zboruri de cercetare (din toamna anului 2015) utilizând aeronava ATMOSLAB.


S-a realizat o misiune de cercetare în zona costieră a Mării Negre, între localitățile Mangalia, Eforie Nord și Năvodari, având ca scop studiul norilor Stratocumulus în ziua de: 30.10.2015

Interacțiunea aerosol-nor nu este încă suficient de bine înțeleasă şi studiată. Din aceste motive, modelele climatice și de prognoză au încă foarte multe dificultăți de parametrizare a norilor şi a efectelor radiative asociate formațiunilor noroase (Stefan et al., 2008). Suplimentar, aceste efecte sunt locale şi fără determinări și măsurări in situ periodice, ele nu pot fi cuantificate corect, cu atât mai puțin pierderile şi câștigul în energie să fie determinate corect la scară globală.


Sondările, din data de 30.10.2015, se apropie de valorile raportate pentru norii Stratocumulus in literatura de specialitate, valorile măsurate cu ajutorul aeronavei ATMOSLAB indicând concentrații de picături și aerosol interstițial ce depășesc 1000 cm-3 și diametre efective ale picăturilor mici și aerosolului în jurul valorii de 12 µm.

Aspecte privind distrubuția verticală a gazelor cu efect de seră rezultate prin măsurări locale

aeropurtate

1. Oprea Valentin

Facultatea de Inginerie Aerospațială

În ultimele decenii, odată cu evoluția omenirii pe plan tehnologic, industrial, calitatea

aerului și alte componente ale mediului înconjurător au fost puternic afectate de emisiile

necontrolate de gaze, acestea având un efect de seră (greenhouse gases GHG). Efectele

principale ale acestor gaze constituie influența acestora în procesele de schimb ale căldurii pe

Pământ prin împrăștierea luminii și în formarea norilor. De-a lungul timpului s-au depus multe

eforturi in reducerea nivelelor înalte de poluanți iar scopul studiului de față este de a prezenta

câteva aspecte privind distribuția pe verticală a metanului și a dioxidului de carbon.

Zona Bucureștiului este una dintre cele mai poluate regiuni din țară, din cauza traficului.

Pentru a cerceta calitatea aerului din această zonă s-au efectuat măsurări in situ ale metanului si

dioxidului de carbon utilizând aeronava Atmoslab echipată cu analizorul de gaze Picarro, model

G2401-mc, ce a putut oferi date precise în mod continuu în timp real. Pentru a atinge obiectivele

campaniei de măsurări, au fost efectuate câteva strategii de zbor ce au inclus sondări verticale si

orizontale intre 105-3300 m deasupra zonei Clinceni. Timp de 5 zile (25.08.2015-31.08.2015) au

fost făcute 7 zboruri ce în total cuprind 10 ore și 18 minute de cercetare. Concentrațiile măsurate

se situează pe o plajă de valori cuprinsă între 377-437.5 ppm pentru dioxidul de carbon cu o

valoare medie maximală de 397 ppm și 1.7-6.1 ppm pentru metan, cu o valoare medie maximală

de 2.195 ppm. Prin măsurarea concentrațiilor de gaze cu efect de seră s-a constatat o descreștere

față de valorile de la o altitudine de sondare mare, fapt ce indică un ameste neomogen a acestor

gaze în atmosfera joasă.

Pentru toate zborurile valoarea medie a concentrațiilor de metan măsurate a fost mai mare

decât cea regasită in lucrările de referință (1.834 ppm). Acest lucru indică o continuă creștere a

cantității de metan în atmosferă din cauza activităților industriale locale.

Concentrația de dioxid de carbon inregistrată se află sub valoarea medie globala precizată

de WMO, sugerând influența rezultatelor măsurării de către activități antropogene locale.

Aceste rezultate fac parte din a doua campanie a proiectului AROMAT – Airborne

ROmanian Measurements of Aerosols and Trace gases și a fost fondată de către Agenția Spațială

Europeană (ESA), a cărei obiective au constat în testarea celor mai recente instrumente

dezvoltate, capabile să ofere o reprezentare tridimensională a stării atmosferei pentru validarea

sistemelor de observare Sentinel 5P și Sentinel 5.

Presiuni şi intensităţi la nivelul timpanului și al

ferestrei ovale. Realizarea machetei urechii medii. Studenti: Munteanu Andrei-Lucian, Palade Bianca,Facultatea de Inginerie Medicală, Anul I

Universitatea "Politehnica" din Bucuresti

Tema lucrării

În această lucrare se prezintă o analiză a urechii medii, calculul presiunilor şi al intensităţilor

undei sonore la nivelul timpanului și al fereastrei ovale, explicarea rolului sistemului de

oscioare (ciocan, nicovală şi scăriţă). Acestea funcţionează ca un sistem de pârghii, având

rolul de a transmite undele sonore prin acţionarea muşchiilor şi a articulaţiilor aferente,

asigurând transferul de energie cu eficienţă maximă între mediul gazos și mediul lichid.

Scurt argument al alegerii temei

Analizatorul auditiv este un organ complex, sensibil la mărimi de la nivel atomic până la nivel

macroscopic. El analizează sunetul ca un aparat spectral, descompunându-l in spectrul

oscilaţiilor armonice simple. Acest lucru nu poate fi eficient dacă nu se păstrează

caracteristicile principale ale undei: presiunea sonoră, intensitatea sonoră şi nivelul de

intensitate sonoră transmise până la membrana bazilară. Acestea corespund mărimilor

senzației auditive: tăria, înălţimea şi timbrul sunetului.

Un rol important îl are urechea medie, care nu numai că transmite undele sonore, dar

atenuează sau amplifică vibraţiile şi egalizează presiunile. Urechea se adaptează la intensităţi

diferite ale sunetelor. Tot prin intermediul urechii medii, mai precis al sistemului de oscioare,

se realizează fenomenul de trecere între cele două medii care au proprietăţi elastice diferite.

Pentru ca transferul de energie să se realizeze cu eficienţă maximă, raportul presiunilor sonore

de la fereastra ovală la timpan ar trebui să fie aproximativ 61. La om acest raport este de

aporoximativ 29, dar la pisică este de 60, ceea ce explică auzul fin al acesteia.

Scopul lucrării

Noi ne-am propus realizarea unei machete a urechii medii cu scopul de a analiza transmiterea

sunetelor prin sistemul de oscioare, determinarea presiunilor şi intensităţilor la nivelul

timpanului și al fereastrei ovale, explicarea funcţionării oscioarelor şi a acomodării auditive,

calcularea amplitudinii pentru intensitatea maximă a pragului auditiv superior şi a

amplitudinii pentru intensitatea minimă a pragului inferior.

Concluzii principale

Urechea medie este un sistem simplu care realizează funcţii complexe precum:

amplificarea/diminuarea intensităților, egalizarea presiunilor şi adaptarea auditivă.

FIZICA – „SOPHIA” EVULUI MEDIU

Oprica Diamanta, Păunescu Ioana

1111B,C.A.S.M., Facultatea de Chimie Aplicată și Știința Materialelor, Universitatea Politehnica București

Antichitatea și Renașterea sunt separate de epoca Evului Mediu, considerat în general ca o stagnare in dezvoltarea științelor, dar și ca o perioadă de creștere inevitabilă, dar ascunsă. Apoi, în cursul secolelor XV, XVI şi XVII gândirea ştiinţifică a suferit o revoluţie. A apărut un nou punct de vedere asupra naturii,știinţa a devenit autonomă, diferită atât de filozofie, cât şi de tehnologie şi a început să fie privită ca având scopuri practice. Renaşterea şi Reforma au dezvoltat o imagine nouă a științelor, privindu-le ca având următoarele caracteristici : raţionamente abstracte, substituirea evaluarii calitative a naturii printr-o evaluare cantitativă, dezvoltarea metodelor experimentale, acceptarea unor noi criterii după care se dau explicaţiile.

Drumulacesteischimbăritreceprinfilosofieșireligie,

ultimadominândEvulMediutimpuriu.Treptat, filosofica Thomas d’Aquino (sec XIII) au modificatconcepțiile, conciliindcredința cu știința. Fizica a fostuna din acestepărțiale

“înțelepciunii” (sophia), care a evoluatșievolueazăcontinuu. De aceea ne-am ales o temă de fizică, disciplină de faptînrudită cu chimia, pe care am ales-o caviitoareprofesie.

In lucrareprezentămconsiderațiiasupracelor de maisusșiîncercămsăanalizăm un fenomenstudiat la cursul de fizică –magnetismul- prinprismaevoluției de-a lungultimpului –

din celemaivechiizvoarepânăazi - a unuidispozitiv bine cunoscut, busola,care a dobândit un

interesdeosebitîntredescoperirilevremiișiesteun model de studiu al

proprietățilormagnetice.Aceastădescoperire a jucatunrol fundamental îndezvoltareaulterioară a cunoașteriiși a răspândiriicunoștințelor.

Se prezintaprincipiilepebazacărorafuncționează, aplicabilitățileacesteiași evoluția modernă . De asemenea, se discută date și parametri de lucru, rezultate obținute individual in diferite condiții și premise.

Înconcluzie, fizicaeste un domeniuștiintificdarșifilozofic, cu un mare potențialeuristicșiaplicativ, dovedit de-a lungultuturorepocilor.

BIBLIOGRAFIE

1. M. Ghelmez (Dumitru), C.Toma, FIZICA. „Culegere de texte si note de curs pentru studentii facultatilor de profil mecanic”,Ed. Printech, 2006

2. N.Bucur , Gh. Stănescu, M.Macavescu, “Din IstoriaElectricitații”,

Ed.Științifică,București, 1966

3. A. Koyre, “Etudes d’histoire de la penseescientifique”, Ed.Galimard, Paris, 1973

4. A.Jacquard, J.Lacarriere, „Science et croyances”, Ed.Ecriture, Paris, 1994

5. D.Cosma, „Socrate, Bruno, Galilei”,Ed.Sport-Turism, Bucuresti, 1982

ACIZII GRAŞI IN FIZICĂ

Iulia Neblea, Bogdan Paladi

1111B, C.A.S.M., Universitatea Politehnica Bucureşti

Anumite substanțe organice nu prezintă o singură tranziție de fază, de la solid la lichid,

ci o succesiune de tranziții. Aceste tranziții conțin noi faze, ale căror propietăţi mecanice și de

simetrie sunt intermediare între cele ale solidului și lichidului. Pentru acesta, ele sunt numite

cristale lichide. În prezent, cristalele lichide, ca materiale moderne, se încorporează în diverse

sectoare ale cercetării/dezvoltării şi în direcţii importante ale activității tehnico-ştiinţifice, cum

sunt optica electronică, radio-locaţia, calculatoarele electronice, termografia, medicina şi

altele.

Proiectul nostru constă în identificarea şi descrierea fenomenelor fizice implicate în

starea de cristal lichid a unor acizi graşi, fază implicată în multe mecanisme biologice. Pe

parcursul lucrării am urmărit prezentarea legilor şi fenomenelor întâlnite în aceste medii în

diferite câmpuri fizice. Ne-am ales această temă deoarece acizii graşi şi cristalele lichide sunt

un domeniu legat de chimie, au multe aplicații practice și ne-am dorit să aflăm cât mai multe

despre acestea.

În practică, am constatat prin măsurători efectuate de noi în laborator, că legile fizicii

guvernează în mod esențial toate fenomenele implicate în acest domeniu și, studiind și chiar

perfecționând anumite aplicații, se poate obține un randament foarte bun atât în înțelegerea

fizicii, cât și performanțe dorite în aplicarea în practică.

Bibliografie

1. C.D. Neniţescu, Chimie organică, Vol. I, Ed.Tehnică, Bucuresti

2. M.Ghelmez (Dumitru), Elena Slavnicu, D.Slavnicu, C.Toma, Andreea Rodica

.Sterian, “ Studies in Laser Field of Some Irradiated Fatty Acids in Liquid crystal

State”, Rev.Chim.(Bucuresti), 56, 7, pag.762-765, 2005

3. R. E. Heikkila, C. Kwong, D.G. Cornwell, “Evaluation of radiological data of some

saturated fatty acids using gamma ray spectrometry”,Radiation Physics and

Chemistry, vol.119, Feb 2016, pp.74-79

PROPRIETĂȚI FIZICE ALE MEMBRANELOR BIOLOGICE

Ana-Maria Paraschiv

1111B, C.A.S.M., Facultatea de Chimie Aplicată și Știința Materialelor,

Universitatea Politehnica București

Lucrarea tratează o temă modernă de studiu în studiul mono- și bistratelor

care modelează membranele biologice, interes motivat de dorința de a înțelege natura forțelor

de interacțiune din structurile orientate. S-au analizat cu preponderență straturile de acizi

grași, alcooli, fosfolipide, deoarece acestea sunt cele mai simple sisteme și au fost de-a lungul

anilor subiectul multor studii.

Această temă este de mare interes pentru noi, ca studenți la Chimie, ținând seama că

studiem la cursuri/laboratoare de specialitate astfel de substanțe, teoretic sau experimental

prin lucrări practice. Scopul cercetării este aplicarea acestor cunosțiințe în practică, în

domenii legate de chimie cum ar fi biochimia, medicina, farmacia și dezvoltarea lor în viitor.

În lucrare se arată care sunt principalele modele acceptate pentru membrane biologice

și ce proprietăți fizice și mecanisme stau la baza transmisiei de energie, substanță sau

informație prin membrane. De asemenea, se discută date și parametri de lucru, rezultate

obținute de noi pentru o instalație de lucru cu un model artificial de membrană din acizi grași.

În concluzie, sistemele lipidice, bine definite chimic și accesibile pentru

învestigarea cu diferite tehnici, au devenit un model de studiu al proprietăților fizice și fizico-

chimice ale membranei biologice.

BIBLIOGRAFIE

1. C. Luca, Lucia Mutihac, R. Mutihac, Ana-Maria Joșceanu, Mecanisme de Transport

prin Membrane Lichide, Editura Academiei Române București, 1998, 8.Membrane

biologice, p. 223

2. Gheorghe Nechifor, Ana-Maria Urmenyi, Maria-Elena Avramescu, Tehnici și Metode

de Separare, Partea 1: Membrane și Procese de Membrană

3. Mihaela Ghelmez (Dumitru), “Nonlinear Optical Effects in Biological Membrane

Simple Models”, Ed. Printech București, 2000

4. M.Ghelmez, M.Berteanu, B.Dumitru, "Fatty acids based biological membrane

simple models”, JOAM, Vol.10, Issue3, pp.707-712, 2008

REALIZAREA UNEI MACHETE FUNCȚIONALE A IONOCRAFTULUI

Niţu Alexandru, Pîrlea Silviu-Cristian

Anul I, Facultatea de Inginerie Medicală, Universitatea Politehnica din Bucureşti


În această lucrare se prezintă un aparat care generează propulsie perfect verticală pe axa

sa, capabil să-şi ridice propria greutate si o alta adiţională, dacă este cazul. Această propulsie este

generată de electronii care traversează aerul de la polul pozitiv, reprezentat de un fir de cupru, la

polul negativ, o folie de aluminiu verticală. Sistemul poate fi comparat cu un condensator.

Electronii vor traversa dielectricul (aerul) prin intermediul atomilor de azot, vor bombarda

ambele feţe ale foliei (in acest caz forţele se vor anula) iar concentraţia cea mai mare se va afla

pe latura inferioară a foliei, unde este generată forţa de propulsie.


Această metodă de propulsie foloseşte doar curent electric şi aerul din atmosferă, în care

produce ozon, determinând o eficienţă satisfăcătoare din punct de vedere al combustibilului. Se

pot crea aparate de zbor care se vor putea deplasa doar în atmosferă cu un zgomot redus şi o

viteză apreciabilă.


Scopul lucrării constă în realizarea unei machete a ionocraftului pentru a studia

mecanismul de propulsie al aparatului ce poate fi folosit în crearea unor aparate de zbor

asemănătoare OZN-urilor sau a unor mecanisme de transport a obiectelor. De asemenea,

folosirea de voltaje diferite în anumite părţi ne permite controlul direcţiei aparatului.


În urma experimentului desfăşurat, metoda de propulsie folosită poate ridica corpul si o

greutate adiţională limitată pe o direcţie foarte precisă dacă aparatul este realizat cât mai simetric

si ferm. Un aspect negativ este folosirea unei tensiuni foarte mari pentru o greutate mica ceea ce

însemnă că la un corp de o greutate mai mare se va folosi un voltaj exponenţial.

BIBLIOGRAFIE [1] https://en.wikipedia.org/wiki/Ionocraft

[2] https://www.youtube.com/watch?v=vzZy1Aqleno

[3] http://rexresearch.com/desev/desev.htm

Obținerea curbelor doză-efect în cazul radiațiilor ionizante

Carp Cătălina Andreea şi Preda Manuela Daniela



Efectele radiaţiilor ionizante pot fi directe şi indirecte. În cazul efectelor directe, energia radiaţiei este cedată direct unei molecule dintr-un țesut biologic. Efectele indirecte sunt cele produse atunci când energia radiaţiei este transferată unei macromolecule biologice prin intermediul unei alte molecule care a interacţionat direct (în general apa).


Omul este expus la radiaţii din mai multe surse, atât naturale cât şi artificiale. S-a calculat că doza medie anuală din surse naturale este de 2,4 mSv, dar există mari variaţii în funcţie de regiunea de locuit. Sursele naturale generează 85% din expunerea totală a populaţiei globului. Ele sunt reprezentate de radioactivitatea naturală a solului, apei şi a aerului. Sursele artificiale generează 15% din expunerea totală a populaţiei globului. Ele sunt reprezentate de: expunerea medicală, aproximativ 13%, echivalent a 1 mSv/an şi expunerea profesională.


Pentru a studia efectele radiațiilor ionizante, am realizat un cod MATLAB prin care se obțin curbele doză-efect. Utilizând informații din literatură de specialitate, am obținut atât curbe de tip exponențial, cât și sigmoid, în funcție de natura radiaţiei, debitul dozei, condiţiile în care se face iradierea, tipul de țesut iradiat.

Prin intermediul acestei cercetări vom prezenta efectele diferitelor tipuri de radiații asupra celulelor, țesuturilor din corpul uman. În acestă lucrare vom prezenta și câteva posibilități de protecție împotriva radiaţiilor nucleare.


Codul MATLAB realizat de noi oferă un mod simplu de obținere a curbelor doza-efect care se pot utiliza pentru studiul efectelor radiațiilor ionizante asupra organismului. Radiațiile ionizante, ca factori extern controlabili, pot determina modificări la nivelul corpului uman, contribuind la tratarea anumitor afecțiuni.

COIN TOSS MODELING

Ștefan Constantin Răzvan

Anul I, Facultatea de Fizică, Universitatea din București

1. Main topic

In this paper we analyse a coin toss and determine the outcome of the toss using two

different models. We develop the first model and then compare the results with those obtained

using the model developed by Persi Diaconis et al [1].

2. Short reasoning on the choice of topic

Coin tossing is usually regarded as a random phenomenon, being used as a simple and

fair way to decide between two options, as the probabilities of heads and tails are considered

equal. However, the tossing of a coin is inherently a deterministic process, obeying the physical

laws, and under certain assumptions the outcome can be determined based on the initial

conditions.

3. The setup

Both models presented describe the movement of the coin from the moment of tossing

until the moment in which it lands on a soft surface (such as the palm of the hand) that allows no

bouncing. No air resistance is taken into account. The coin is modeled as a rigid body: a

homogeneus thin disk that is spinning about an axis through its plane. In our model, the

orientation of this axis is constant in time. We are interested in the outcomes of real tosses, so we

analyse the toss under initial conditions accesible to a normal person. The results are obtained

using a simulation written in C++. The coin used for this simulation is a typical Romanian coin.

4. Conclusions

After running the simulations for a number of initial conditions that may be encountered

in the case of typical tosses we analyse the results by computing the probabilities of heads and

tails and then we further discuss on the fairness of the coin toss and any bias we might encounter.

References

[1] P. Diaconis, S. Holmes, R. Montgomery, Dynamical bias in the coin toss, SIAM Rev. 49

(2007) 211

REALIZAREA UNUI DISPOZITIV PENTRU ANALIZA CURGERII PRIN TUBURI

CU ELASTICITĂȚI DIFERITE

Rîciu Ionela-Mirela

Anul II, Facultatea de Inginerie Medicală, Universitatea „Politehnica” București


În această lucrare, voi prezenta dispozitivul realizat de mine pentru a analiza curgerea lichidelor

prin diferite tipuri de tuburi, bazat pe ideea că elasticitatea pereților acestora influențează modul

de curgere.


Studiul fenomenelor fizice ale circulației (mecanica inimii si hidrodinamica curgerii sângelui

prin vase elastice) se poate face utilizând aparate, modele, dispozitive experimentale bazate pe

principiile mecanicii, datorită numeroaselor analogii care există între funcționarea inimii și cea a

unei pompe, între artere și tuburile elastice etc. O analiză experimentală, ne redă faptul că

elasticitatea pereților vaselor de sânge joacă un rol deosebit de important în reologia sângelui,

deoarece nu numai că transformă regimul intermitent de propulsare a masei sanguine în regim

continuu de curgere, dar mărește și debitul sângelui în vase.


Scopul lucrării constă în realizarea unui dispozitiv cu ajutorul căruia să se analizeze deosebirile

între curgerea fluidelor prin tuburi rigide și elastice, atunci când pomparea este intermitentă. În

acest fel se simulează cu aproximație curgerea sângelui prin vasele sanguine.


În urma experimentului, am observat un comportament de curgere continuă a sângelui prin tuburi

elastice, chiar dacă acesta este pompat cu intermitențe scurte. Prin analogie, putem spune că deși

inima pompează sângele intermitent, totuși acesta curge continuu prin vasele de sânge. Dacă

pereții arteriali ar fi rigizi, debitul sanguin ar fi mai mic, iar inima ar trebui să efectueze un lucru

mecanic mai mare.

MODURI BIDIMENSIONALE DE VIBRAȚIE INDUSE ACUSTIC

Tarbă Nicolae1, Schmidt Daniel Laurențiu2 1anul II, Facultatea de Ştiinţe Aplicate, Universitatea Politehnica Bucureşti 2 anul II, Facultatea de Ştiinţe Aplicate, Universitatea Politehnica Bucureşti

1. Tema centrală a lucrării În această lucrare se prezintă o metodă de vizualizare a modurilor de vibrație ale unei plăci de plexiglass folosind un sistem excitator acustic și particule de sare.

2. Scurt argument al alegerii temei Există diverse metode de studiu experimental al vibrațiilor, multe dintre acestea fiind optice. Metoda propusă este una mecanică, simplă, bazată pe excitarea rezonantă a unei plăci cu simetrie rectangulară, in domeniul acustic de frecvențe. Vizualizarea ventrelor si nodurilor în modurile proprii se face pe baza auto-aranjării unei pulberi presarată pe suprafața plăcii.

3. Scopul cercetării Scopul lucrării constă în evidenţierea experimentală a undelor staționare care se produc într-un mediu bidimensional simetric, excitat central cu ajutorul unui difuzor conectat la un generator de semnal acustic. Frecvența semnalului poate fi variată cvasi-continuu, urmărindu-se obținerea oscilațiilor de tip rezonant ale plăcii, în momentul formării undelor staționare. Pulberea de sare, presărată deasupra plăcii, se distribuie preponderent în regiunile de amplitudine mică (noduri sau contururi nodale). Astfel, pe un fond negru, nodurile apar albe si ventrele apar negre.

4. Concluzii principale Am evidențiat experimental o serie de moduri proprii de vibrație ale unei plăci pătrate din plexiglass, care pot fi comparate cu un model teoretic bazat pe ecuația undelor cu condiții la frontieră impuse.

BIBLIOGRAFIE [1] A. Hristev, Mecanică și Acustică, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1982.

STUDIUL MODIFICARII ORDONARII, FLUIDITATII SI PERMEABILITATII MEMBRANARE IN PREZENTA UNOR IMPURITATI

Mirela Vasiloaia

1114B, C.A.S.M., Universitatea Politehnica Bucuresti

Membrana celulară prezintă o structură cu aspect specific fazei mezomorfe,

caracterizată prin fluiditate si ordonare, proprietăți evidențiate experimental și explicate prin

modele de membrană.

Studiile efectuate de noi se referă la partea lipidică a membranei, de interes pentru

studenții viitori specialiști în chimie și farmacie. Probele studiate au fost acizi puri

monocarboxilici, sau mixturi ale acestora între ei și, respectiv, cu colesterol – substanță de

asemenea de mare interes în medicina contemporană. În prezent, cristalele lichide, ca

materiale moderne, se incorporează în diverse sectoare ale cercetării/dezvoltării şi în direcţii

importante ale activității tehnico-ştiinţifice, cum sunt optica electronică, radiolocaţia,

calculatoarele electronice, termografia, tehnica medicală.

Aceste probe au un mezomorfism termotrop enantiotrop, iar colesterolul mărește

fluiditatea materialului de probă, până la un anumit procentaj. Odata depășit acest procentaj,

rigiditatea crește, îngreunând astfel desfășurarea proceselor de membrană.

In câmp laser, intensitatea optică emergentă în funcţie de procentajul de colesterol,

corelat cu măsurătorile electrice, relevă starea de cristal lichid a probelor, proprietăţile

dielectrice ale acestora, precum şi dependenţa faţă de cantitatea de colesterol din amestec.

Probele sunt de obicei sub formă de celule sandwich de cristal lichid, cu electrozi transparenţi

şi distanţieri Mylar şi au fost realizate în laboratoarele proprii ale „Universităţii Politehnica

Bucureşti”. Au fost testate iniţial sisteme libere, apoi celulele cu aceiaşi substanţă sau

amestec. Rezultatele confirmă unele experimente precedente în privinţa materiei vii, şi a

circulaţiei informaţiei prin membrana celulară.

Bibliografie

1. Mihaela Ghelmez,(Dumitru), E. Slavnicu, Biological membrane simple models in physical fields, Ed.Printech, Bucuresti, 2005

2. D.G.Margineanu, Biofizica, Bucuresti, 1985

3. Mihaela Ghelmez, Elena Slavnicu, B.Dumitru, Andreea Sterian, C.Molnar, and Maria

Honciuc, “Laser investigations on the role of cholesterol in some liquid crystal biological membrane models”, SPIE Vol.4762

4. M.Ghelmez, M.Berteanu, B.Dumitru, "Fatty acids based biological membrane simple models”, JOAM, Vol.10, Issue3, pp.707-712, 2008



CATEGORIA ECHIPE

S E C Ţ I U N E A 13 – 1E

Proiecte multidisciplinare - Echipe

Sala BN 134


Prof. Dr. Constantin ROŞU - Preşedinte Conf. Dr. Eugen SCARLAT Conf. Dr. Mihai STAFE Ş.l. Dr. Emanuel DINESCU Student Bogdan-Ștefăniță CĂLIN

14.05.2016

9:15-9:40 1. Laser UV T.E.A. în regim superradiant

Studenţi: Daniel GHILINȚĂ, anul II, Facultatea de Automaticǎ şi Calculatoare, Laurenţiu-Jan PREDESCU, anul III, Facultatea de Ştiinţe Aplicate - Matematicǎ şi informaticǎ aplicatǎ în inginerie, Mihai-Alin FLORICEL, anul IV, Facultatea de Ştiinţe Aplicate - Inginerie fizicǎ

LASER UV T.E.A. IN REGIM SUPERRADIANT

Ghilință Daniel1, Predescu Laurenţiu-Jan

2, Floricel Mihai-Alin

3

1 anul II, Facultatea de Automatica si Calculatoare, Universitatea Politehnica Bucureşti

2 anul III, Facultatea de Ştiinţe Aplicate, Universitatea Politehnica Bucureşti

3 anul IV, Facultatea de Ştiinţe Aplicate, Universitatea Politehnica Bucureşti


In aceasta lucrare este descrisa realizarea practica a unui laser UV single-pass folosind ca

mediu activ aerul la presiune atmosferica si ca sistem de pompaj o descarcare electrica

transversala la inalta tensiune.


Obtinerea radiatiei laser in domeniul spectral ultraviolet este o sarcina delicata deoarece

implica rate de pompaj mari si dificultati de realizare a cavitatilor rezonante. Montajul realizat de

noi nu necesita cavitate rezonanta fiind un laser pulsat cu descarcare electrica transversala la

presiune atmosferica, operand superradiant cu un coeficient de amplificare foarte ridicat.

Tranzitia activa este a azotului din aer, pulsurile laser fiind ultrascurte. Evidentierea fasciculului

obtinut se poate face simplu, prin fluorescenta unui colorant.


S-a urmarit realizarea unui montaj electronic care sa furnizeze pulsuri de inalta tensiune

intre 2 electrozi liniari din aluminiu.

Montajul electronic a inclus un transformator coborator de tensiune, o punte redresoare,

un condensator de capacitate mare si un etaj ridicator de tensiune. Electrozii sunt amplasati

perfect paralel la o distanta de ordinul mm, aflandu-se in contact pe intreaga lungime cu doua

condensatoare plane cu o armatura comuna.

Descarcarea electrica excita atomii de azot din aer in interstitiul dintre armaturi,

dezexcitarea realizandu-se cu emisie stimulata de radiatie ultravioleta pe directia longitudinala.


S-a obtinut incarcarea condensatorilor la o tensiune de 10 kV. Lungimea de unda a

radiatiei laser emisa este de 337.1 nm. Durata tipica a pulsurilor laser este de ordinul zecilor de

ns.

BIBLIOGRAFIE

[1] An Unusual kind of gas laser that puts out pulses in the ultraviolet, Scientific American,

Amateur Scientist Column, June 1974, A simple nitrogen laser easily constructed by an amateur.



CATEGORIA AVANSAŢI

S E C Ţ I U N E A 13 – 1A

Fizică aplicată - Avansaţi

Sala BN 134


Prof. Dr. Constantin ROŞU - Preşedinte Conf. Dr. Eugen SCARLAT Conf. Dr. Mihai STAFE Ş.l. Dr. Emanuel DINESCU Student Bogdan-Ștefăniță CĂLIN

14.05.2016

9:45-10:00 1. Fascicule accelerate

Student: Victor- Cristian PALEA, anul I Master, Facultatea de Ştiinţe Aplicate

10:00-10:15 2. Caracterizarea și îmbunătățirea performanţelor unei diode acordabile tip QCL pentru detecţie molecularǎ

Student: Petrișor- Gabriel BLEOTU, anul IV, Facultatea de Ştiinţe Aplicate

10:15-10:30 3. Modelarea şi caracterizarea unui detector MICROMEGAS Student: Bogdan-Mihail BLIDARU, anul IV, Facultatea de Ştiinţe Aplicate

10:30-10:45 4. Sistem automat de măsură şi analiză a vibraţiilor Student: Andrei Theodor ALBU, anul IV, Facultatea de Ştiinţe Aplicate

10:45-11:00 5. Climatologia aerosolului din date de fotometrie solară Student: Georgiana ŞAPARTOC, anul IV, Facultatea de Ştiinţe Aplicate



11:00-11:15 6. Determinarea funcției de suprapunere a unui sistem LIDAR

Student: Alexandru DANDOCSI, anul II Master, Facultatea de Ştiinţe Aplicate

11:15-11:30 7. Spectrometrie de masă pentru aerosoli Student: Cristina- Antonia MARIN, anul I Master, Facultatea de Ştiinţe Aplicate

11:30-11:45 Pauză 11:45-12:00 8. LIDAR signal corrections – Dead time and trigger delay

Student: Victor- Cristian PALEA, anul I Master, Facultatea de Ştiinţe Aplicate

12:00-12:15 9. Metode optice de înaltă rezoluţie în medicină şi biologie Student: Cǎtǎlin Alexandru PAŞOL anul IV, Facultatea de Ştiinţe Aplicate

12:15-12:30 10. Efecte neliniare în câmp laser Student: Cristian Iulian PETREC, anul IV, Facultatea de Ştiinţe Aplicate

13:15-14:00 Lecţie invitată "Industria Opticǎ în România şi şansele ei-punct de vedere

subiectiv şi incomplet", Ing. Dan URSU, Departamentul Cercetare-Dezvoltare, PROOPTICA.SA. - sala BN 113

Fascicule accelerate

Victor-Cristian PaleaIngineria si Aplicațiile Laserilor și Acceleratorilor – Universitatea Politehnica București

Scopul lucrării este de a reproduce resultatele din literatură privind descrierea teoretică a fasciculelor accelerate. Necesitatea acestui rezultat este dată de infomațiile limitate și adesea incomplete pe acest subiect. În acest sens se pornește de la ecuația Schrödinger dependentă de timp unidimensională cu potențial nul și condiție inițială la t=0 de tipul functiei Airy, Ai(x). Se observă că ecuația este de forma unei ecuații de propagare a undei în aproximația paraxială, astfel fiind facută legătura cu propagarea unui fascicul.

Metoda de rezolvare se bazează pe identificarea formală a ecuației de propagare cu ecuația căldurii cu parametrul de proporționalitate imaginar. Condiția initială rămâne neschimbată. Se utilizează metoda de rezolvare a ecuației căldurii pentru problema fundamentală (condiția inițială de tipul funcției Dirac), rezultând totodată și forma soluției pentru condiția inițială dată de o funcție generică. Astfel, prin în locuirea termenilor din soluția ecuației căldurii cu cei din ecuația Schrödinger se obține o soluție analitică a ecuației de forma (1)

ψ(s ,ξ)=∫ϕ(s− y ,ξ)⋅Ai( y)dy

ψ(s ,ξ)=∫ 1

√2 iπ ξexp( i

(s− y)2

2ξ)⋅Ai( y)dy

(1)

În continuare dacă se consideră funcția Airy ca o serie de puteri (soluție a ecuației diferențiale Airy prinmetoda Frobenius) atunci prin introducerea în soluția formală se poate rezolva integrala pentru a obțineforma finală a soluției.

În concluzie am propus o metodă de rezolvare a ecuației de propagare a fasciculelor accelerate pentru averifica soluțiile găsite în literatură.

Bibliografie selectivă:[1] Berry M., Balazs N. „Nonspreading wave packets”, 1979, American Journal of Physics 47(3), 264-267[2] Speck J., „The Fundamental Solution for the Heat Equation”, 2011, MIT, Curs

CARACTERIZAREA ȘI ÎMBUNĂTĂȚIREA PERFORMANṬELOR UNEI DIODE

ACORDABILE TIP QCL PENTRU DETECṬIE MOLECULARǍ

Bleotu Petrișor Gabriel anul IV, Facultatea de Științe Aplicate, Universitatea Politehnica București

Cercetǎtorii au descoperit cǎ peste 500 de compuṣi chimici sunt conṭinuṭi de respiraṭia umanǎ, ȋn nivele de concentraṭii de pǎrṭi per bilion sau pǎrṭi per trilion. Existenṭa acestora ȋn corp ȋn anumite combinaṭii ṣi concetraṭii pot sugera prezenṭa anumitor boli ȋn corp, boli precum astmul sau diabetul. De amenea, existǎ o serie de gaze cu efect de serǎ ȋn atmosferǎ, precum metanul sau NOx, care deṣi sunt diluate ȋn atmosferǎ, pot avea efecte nocive asupra sǎnǎtǎṭii ṣi a mediului [1]. Ȋn ultimele decade, diodele laser acordabile tipul cascadǎ cuanticǎ (QCL – quantum cascade lasers) au fost intens studiate ṣi dezvoltate datoritǎ performanṭelor lor deosebite ȋn aplicaṭii spectroscopice, precum monitorizarea amosferei, metrologie, senzoristică medicalǎ ṣi biomedicalǎ [2]. Printre cele mai importante caracteristici ale QCL sunt: posibilitatea de operare la temperatura camerei atȃt ȋn mod pulsat cȃt ṣi cvasicontinuu, la o singurǎ frecvenṭǎ, cu liniile spectrale foarte ȋnguste ȋn domeniul 2- 24 μm, putȃnd funcṭiona, cu puteri ce au ajuns ȋn ultimii ani pȃnă la cȃṭiva waṭi, acordabilitate ȋntr-un domeniu spectral destul de larg [3]. Ȋn spectroscopia molecularǎ, sensibilitatea de detecṭie a moleculelor depinde foarte mult de calitatea fascicolului sursei laser utilizate. Scopul acestei lucrǎri a fost de a caracteriza la nivel metrologic parametrii de funcṭionare ṣi de utilizare a unor diode acordabile QCL cu cavitate externǎ ȋn ceea ce priveṣte calitatea fascicolului lor ȋn modul continuu, puterea lor opticǎ, lungimea de undǎ ṣi lǎrgimea liniei sale spectrale.

4.9 5.0 5.1 5.2 5.3 5.40

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

Po

we

r (m

W)

Wavelength (m)

Fig.1,2.Profilul fascicolului ȋn cȃmp ȋndepǎrtat ṣi variaṭia puterii ȋn domeniul de acordabilitate spectral al diodei QCL studiate.

Urmǎtorii paṣi au fost ȋmbunătǎṭirea fascicolului pentru eliminarea modurilor secundare prin trecerea acestuia printr-un ghid de undǎ fǎrǎ miez (HCW) ṣi prin determinarea parametrilor QCL la diferite condiṭii de operare. Totodată, am efectuat o investigație experimentală detaliată pentru a determina cele mai bune condiții de cuplare între fascicolul rezultat de la QCL și ghidul de undă (HCW). [1]T. K. Subramaniam. Quantum Cascade Laser in Atmospheric Trace Gas Analysis. AASCITJournal of Environment.Vol. 1, No. 1, 2015, pp. 1-4. [2]S. Bartalini, M. S. Vitiello, and P. De Natale, “Quantum cascade lasers: a versatile source for precise measurements in the mid/far-infrared range,” Meas. Sci. Technol. 25(1), 012001 (2014). [3]Y. Bai, N. Bandyopadhyay, S. Tsao, S. Slivken, M. Razeghi, “Room temperature quantum cascade lasers with 27% wall plug efficiency,” Appl. Phys. Lett. 98(18), 181102 (2011).

MODELAREA ŞI CARACTERIZAREA

UNUI DETECTOR MICROMEGAS

Bogdan – Mihail Blidaru

anul IV, Facultatea de Ştiinţe Aplicate, Universitatea Politehnica din Bucureşti

“MicroMEGAS” (Micro – MEsh Gaseous Detector) este un tip nou de detector elaborat

de către G. Charpak şi I. Giomatris[1]

şi folosit în fizică pentru detecţia particulelor ionizante.

Datorită caracteristicilor unice, detectorul MicroMEGAS a fost ales ca una dintre cele două

tehnologii de detecţie care vor fi implementate în viitorul apropiat la CERN ca înlocuitor pentru

detectorii de poziţie din sistemul Small Wheel[2]

, parte a spectrometrului miuonic din cadrul

proiectului ATLAS. Această schimbare este necesară pentru a permite spectrometrului miuonic

să reconstruiască parcursul miuonilor cu mare precizie după ce experimentul LHC va atinge

valori ale intensităţii luminoase de cinci ori peste limitele de proiectare (1034

cm-2

s-1

) în

următorul deceniu.

În această lucrare se prezintă simulări şi studii ale unui astfel de detector MicroMEGAS,

cu o arie activă de 10x10cm2

(Fig.1), cu un dispozitiv de citire planar sub forma unor stripuri

rezistive. Scopul cercetării este de a vedea configuraţii optime ale gazului din incintă, ale

tensiunilor aplicate pe catod şi mesh la

generarea liniilor de câmp electric şi de a studia

deplasarea electronilor. De asemenea, se

urmăreşte reconstrucţia poziţiei miuonilor

incidenţi şi compararea semnalului de la

avalanşele electronice formate cu sistemul de

detecţie din laborator. Folosind softuri CAD şi

programe de calcul de elemente finite se

generează un model 3D al detectorului şi harta

de câmp electric pentru configuraţia stabilită.

În combinaţie cu un tip nou de platformă pentru

simularea trecerii particulelor încărcate prin medii gazoase (Garfield++) se testează configuraţia

obţinută cu diverse particule incidente şi se înregistrează datele de ieşire. Datele de la simulare se

compară cu datele obţinute de la sistemul detector din laborator.

S-au obţinut performanţe deosebite pentru un detector MicroMEGAS simulat într-un

mediu de Ar:CO2 (93:7) şi iradiat cu miuoni de 4 GeV. Traiectoria particulei incidente a fost

reprodusă cu mare acurateţe. Datele au fost comparate cu sistemul de detecţie din laborator şi s-a

remarcat o foarte bună concordanţă între numărul de evenimente şi semnalul înregistrat pe

osciloscop şi ceea ce s-a obţinut prin simulare.

[1] Y. Giomatris, G. Charpak, et al. Micromegas: a high granularity position-sensitive gaseous detector for high-flux

environments, Nuclear Physics and Methods in Physics Research, A 376 (1996) 29-35.

[2] T. ATLAS-collaboration, Physics at a High-Luminosity LHC with ATLAS (Update), 4773 Tech. Rep. ATL-PHYS-PUB-

2012-004, CERN, Geneva, Oct. 2012

SISTEM AUTOMAT DE MĂSURĂ ŞI ANALIZĂ A VIBRAŢIILOR

Albu Andrei Theodor anul IV, Facultatea de Ştiinţe Aplicate, Universiteatea „POLITEHNICĂ”,

Bucureşti

În această lucrare este prezentat un sistem de analiză şi măsurare a

vibraţiilor mecanice apărute în urma impactului dintre două corpuri diferite, folosind o aplicaţie de achiziţie de date LabView.

Măsurarea vibraţiilor mecanice ale unui obiect, generate în urma impactului cu un alt obiect, poate fi realizată pe de o parte, prin analiza sunetului produs, iar pe de alta, cu ajutorul unui traductor de vibraţii cu accelerometru.

Un astfel de sistem de analiză a vibraţiilor poate fi folosit în mentenanţa sistemelor dinamice (angrenaje, motoare, benzi transportoare, transmisii, etc.) dar şi la îmbunătăţirea ansamblurilor tehnologice prin analiza vibraţiilor la impact (spre exemplu, teste de impact pentru autovehicule).

Scopul lucrării constă în implementarea unui sistem automat de

măsurare şi analiză a vibraţiilor induse de un proces de ciocnire, cu două tipuri de traductoare (accelerometru şi microfon unidirecţional). Semnalele măsurate vor fi comparate din punct de vedere al caracteristicilor de bază (amplitudine, frecvenţă, nivel de zgomot), urmărindu-se implementarea unei tehnici de reducere a zgomotului.

În concluzie, lucrarea descrie un sistem automat de măsură şi analiză

a vibraţiilor, format dintr-o placă de achiziţie de date, un accelerometru, un microfon şi componenta software (LabView).

Rezultatele experimentale demonstrează că dispozitivul este funcţional şi poate fi utilizat în investigarea unor tipuri de vibraţii.

BIBLIOGRAFIE 1. M. HUSSEY, Fundamentals of Mechanical Vibrations, Mac Millan Press Ltd.,

1983.

2. M. LALANNE şi alţii, Mechanical Vibrations for Engineers, John Wiley and

Sons Ltd.,1984.

3. L. BERETEU, I. SMICALĂ, Mecanică – Dinamica şi aplicaţii, Editura Mirton,

Timişoara, 1992.

4. M.RADEŞ, , Vibraţii mecanicei, Editura Printech,

Bucureşti, 2008

CLIMATOLOGIA AEROSOLULUI DIN DATE DE

FOTOMETRIE SOLARĂ Şapartoc Georgiana

anul IV, Facultatea de Ştiinţe Aplicate, domeniu Inginerie Fizică, Universitatea Politehnică

Bucureşti

Particule lichide şi solide suspendate in atmosferă sunt relevante pentru procesele

radiative şi chimice. Variind în mărime de la miimi de microni la mai multe sute de microni,

particulele de aerosol sunt vitale pentru comportamentul atmosferic, deoarece acestea

promoveaza formarea norilor. Adâncimea optică (atmospheric optical depth – AOD) se măsoară

în mod tradiţional de-a lungul unui traseu vertical şi este egală cu grosimea optică a stratului

atmosferic [1].

Scopul acestei lucrari este de a analiza distribuţia AOD-ului în intervalul de timp

01.01.1995 – 01.01.2016 măsurat de Observatorul Solar din Mauna Loa. AOD-ul se obţine prin

intermediul algoritmilor de procesare ai programului AERONET (AErosol RObotic NETwork),

ce constau în prelucrarea iradierii ( iluminării ) măsurată de un fotometru solar, pentru o anumită

gamă de lungimi de undă ( fotometrul conţine filtre pentru aceste lungimi de undă, alese în

funcţie tipul de aerosol conţinut de atmosfera analizată).

Această serie temporală este descompusă în cele trei componente de bază: trendul,

sezonalitatea şi variaţia reziduală ( iregularităţile). Prelucrarea constă în mediere pe oră/zi/lună şi

aplicarea unor filtre liniare (Henderson), estimând şi eliminând cicluri de o anumită lungime din

seria iniţială [2].

Rezultatele obţinute arată că seria are frecvenţe multiple, atât anuale, cât şi de o perioadă

de aproximativ 20 de ani, ceea ce semnifică prezenţa anumitor fenomene în atmosferă.

BIBLIOGRAFIE

[1] - Jacqueline Lenoble,Lorraine A. Remer, Didier Tanre, Aerosol Remote Sensing,

Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2013.

- Murry L. Salby, Fundamentals of Atmospheric Physics, 1996, Elsevier.

[2] - Australian Bureau of Statitics, An introductory course on time series analysis, 2005.

Determinarea funcției de suprapunere a unui sistem Lidar

Dandocsi Alexandru Anul II master, Ingineria și aplicațiile laserilor și acceleratorilor, Facultatea de Științe

Aplicate, Universitatea „Politehnica” București

Tehnica Lidar (Light Detection and Ranging) este o metodă des întâlnită de

investigare a poluării mediului (aer, apă, sol, vegetație) și este bazată pe procesele optice ce

au loc la interacția unei unde electromagnetice cu constituenții mediului. Dintre aceste

interacții se remarcă împrăștierea elastică și inelastică, absorbția, reflexia.

Metoda presupune trimiterea unei unde electromagnetice (în cazul de față, un puls

laser), interacția ei cu constituenții mediului (în cazul de față a aerosolilor) și detecția acesteia

cu ajutorul unui telescop care, mai apoi este trimisă către detector. Funcție de timpul în care

radiația ajunge la detector, se creează profile cu o anumită rezoluție spațială.

Sistemele lidar pot fi în două configurații, coaxiale și biaxiale. În primul caz, axa

fasciculului laser coincide cu axa opticii de recepție iar în cel de-al doilea caz fasciculul laser

pătrunde în câmpul de vedere al telescopului doar la o anumită distanță de sistem. Ambele

configurații, însă, sunt limitate de aceeași problemă, aceea în care semnalul de la joasă

altitudine nu este unul util. În cazul configurației

monoaxiale se pune problema de saturare a

fotodetectorului datorită împrăștierilor puternice din

câmpul apropiat. În cea de-a doua configurație

fasciculul laser intră în câmpul de vedere al

telescopului de la o anumită distanță parțial și

integral la o distanță și mai mare.

În cazul în care se realizează o suprapunere

completă între fasciculul laser și câmpul de vedere al

telescopului funcția de suprapunere are valoarea 1 iar

în cazul în care cele două nu se suprapun, aceasta ia

valoarea 0. Există, însă, o zonă unde aria fasciculului

se suprapune partțial peste câmpul de vedere al

telescopului, zonă unde funcția de suprapunere are

valori cuprinse între 0 și 1 (Figura 1).

Lucrarea de față își propune determinarea

acestei funcții de suprapunere și prezentarea a două

metode. Prima metodă presupune calculul

geometric al celor două arii, a fasciculului precum

și al telescopului la diferite distanțe de sistem și calculul efectiv al raportului celor două arii

pentru determinarea funcției de suprapunere. Cea de-a doua metodă se bazează pe două

presupuneri: factorul de transmisie al atmosferei are valoarea unu și distribuția aerosolului

este omogenă. Algoritmul utilizat în metoda a doua presupune determinarea factorului de

suprapunere prin regresie polinomială de grad 5, 6, 7 și 8.

Implementarea funcției de suprapunere va conduce la determinarea coeficienților de

extincție și retroîmprăștiere de la o altitudine mai joasă iar mai apoi, din profilele de extincție

se va calcula adâncimea optică a aerosolilor și se va compara cu rezultatele obținute din

măsurătorile instrumentelor ce calculează adâncimea optică a atmosferei integrată.

Bibliografie

[1] Talianu Camelia, Metode computaționale pentru optimizarea, procesarea și validarea

semnalelor LIDAR, editura Tehnopress, 2013

[2] Claus Weitkamp, Lidar Range-Resolved Optical Remote Sensing of the Atmosphere, Springer, 2005

Figura 1 Schema suprapunerii incomplete între transmițător (T) și receptor (R) (Sandip Pal, 2014)

Spectrometrie de masă pentru aerosoli

Marin Cristina

Anul I master, Ingineria și aplicațiile laserilor și acceleratorilor, Facultatea de

Științe Aplicate, Universitatea „Politehnica” București

Aerosolii reprezintă un ansamblu de particulele solide sau lichide aflate în

suspensie într-un mediu gazos. Efectul acestora este analizat în studii de climatologie.

Principalele caracteristici sunt: dimensiunea, compoziția chimică.

În lucrarea de față se prezintă o tehnică de spectrometrie specifcă aerosolilor.

Schema aparatului este prezentată în figura 1. Particulele submicronice (PM1) sunt

colectate, focalizate către camera de măsurare, aflată la o presiune de 10-5 torr.

Datorită scăderii presiunii, particulele sunt accelerate și vor fi detectate în funcție de

dimametru prin măsurarea timpului de zbor. Fasciculul de particule este vaporizat pe

o suprafață de tungsten încălzită, iar prin impactul cu electronii emiși de un ionizor se

formează ionii pozitivi. Aceștia sunt analizați prin spectrometria de masă [1].

Figura 1. Schema spectrometrului [2]

Informațiile obținute prin această metodă sunt concentrațiile particulelor

nerefactive organice și anorganice (sulfați, cloruri, nitrați, amoniu). Adițional,

folosindu-se modulul de împrăștiere a luminii, se pot determina caracteristicile pentru

fiecare particulă în parte. Drept exemple se vor prezenta date experimentale măsurate

în Măgurele.

Bibliografie:

[1].Jayne, J. T., e. a. (2000) . Development of an Aerosol Mass Spectrometer for Size

and Composition Analysis of Submicron Particles, Aerosol Sci. Tech., 33, 49–70.

[2].E. S. Cross, e. a. (2009), Single particle characterization using a light scattering

modulecoupled to a time-of-flight aerosol mass spectrometer, Atmos. Chem. Phys., 9,

7769–7793

Lidar signal corrections – Dead time and trigger delay

Victor-Cristian PaleaEngineering and Applications of Lasers and Accelerators – Politechnica University of Bucharest

This subject covers two effects that are taken into consideration when lidar data is pre-processed, dead time and trigger delay, which can be considered to have the most instrument dependent correction algorithm of the entire pre-processing procedure. Each effect will be treated separately by a theoretical part and in terms of implementation.

Dead time is described considering a detector that measures a Poisson process. The detector can be paralyzable or non-paralyzable, characteristic that basically describes its response to an event. Based onthose classes and statistics the formulas that are used in correcting the effects are derived, together withthe criteria that allows the use of the correction for a given set of parameters.

The trigger delay section is focused more on implementation aspects because the theoretical formulation of the effect and its correction are elementary. Because of this, a comparison of the two methods currently used by the scientific community will be done in order to compare the advantages and disadvantages, finishing with the future trend of this particular correction.

The importance of dead time and trigger delay along with all pre-processing correction in general is theability to utilize the resulting data in model based final processing tools in order to retrieve the desired parameters or characterization. Therefore a good understanding and implementation of the effects that have to be corrected is essential for good physical products.

References:[1] Giuseppe D’Amico et. all, EARLINET Single Calculus Chain – technical – Part 1: Preprocessing of raw lidar data, 2016, doi: 10.5194/amt-9-491-2016[2] Leo W., Techniques for nuclear and particle physics experiments, 1987, Springer-Verlag, Germany. [3] Online: http://www.oxfordmathcenter.com/drupal7/node/297

http://www.oxfordmathcenter.com/drupal7/node/297

METODE OPTICE DE ÎNALTĂ REZOLUŢIE ÎN MEDICINĂ ŞI BIOLOGIE

Paşol Cătălin-Alexandru

Anul IV,Facultatea de Ştiinte Aplicate ,Universitatea Politehnica Bucureşti

1.Tema centralã a lucrãrii

În aceastã lucrare se prezintã comparativ douã metode de diagnozã medicalã uzualã,

neinvazivã, bazate pe utilizarea unor fenomene ondulatorii (Ecografia şi respectiv, RMN),

fiind cele mai avansate tehnici medicale cu rezoluţii diferite, adaptate situaţiilor medicale

concrete. Ţinând seama de ultimele rezultate pe plan mondial, în ecografia cu unde

evanescente, de utilizarea de rutinã a ecografiei 4D în România, precum şi a unor aparate

RMN tot mai perfecţionate, se analizeazã de asemenea din punct de vedere teoretic, prin

intermediul bibliotecilor Matlab, propagarea semnalelor provenite de la aceste instalaţii în

mediul de analizat, în scopul furnizãrii de informaţie utilã unui diagnostic corect.

2.Scurt argument al alegerii temei

Tema reprezintã un complex de fenomene fizice aplicate în medicinã, cu posibilitãţi de

dezvoltare în viitor. Astfel, tema poate fi dezvoltatã ca un proiect de Licenţã în specializarea

Inginerie Fizicã, rezultatele putând fi comunicate în reviste de fizicã sau de interes medical.

3.Scopul lucrãrii

Scopul lucrãrii constã în analizarea avantajelor şi dezavantajelor metodelor analizate, a

modalitãţilor de aplicare curentã, rezultate din bibliografia consultatã şi din efectuarea unor

analize proprii asupra unor imagini obţinute pe pacienţi cu diagnostic pozitiv sau negativ, şi

prin studiul pe calculator al interacţiei cu mediile material cercetate.

4.Concluzii principale

În urma experimentelor analizate şi a prelucrãrii informaţiilor pentru fiecare metodã

folositã se obţin avantaje semnificative pentru ambele aparate, rezoluţii competitive şi o

precizie de 98,7 % detectând leziuni foarte mici (<1 mm). Diferenţele apar în tipul de ţesut

cercetat, aparatura disponibilã ad-hoc, preţul de cost, confortul pacientului.

Bibliografie

[1] F.A Jenkins and H.E White ,Fundamental of optics,1976

[2] M. A.Ghelmez, B.Dumitru, Metode optice de înaltã rezoluţie, Ed.Printech, Bucureşti,

2015

[3] R. Kimmich, Principles of Soft-Matter Dynamics: Basic Theories, Noninvasive Methods,

Mesoscopic Aspects, Springer, London, 2012

[4] Dan C. Dumitraş,Biofotonica , Ed.All Bucuresti ,1999

[5] C.Toma ,Ezzat G.Bakhoum, Modeling Transitions in Complex Systems by

Multiplicative Effect of Temporal Patterns Extracted from Signal Flows,2012

EFECTE NELINIARE IN CAMP LASER

Petrec Cristian Iulian

Anul IV,Facultatea de Ştiinte Aplicate ,Universitatea Politehnica Bucureşti

1.Tema centralã a lucrãrii

Materialele optice neliniare îşi modifică indicele de refracţie într-un câmp electric,

magnetic sau optic. Ele pot fi utilizate ca medii active în dispozitive optice şi în optica

integrată, permițând controlul razei de lumină. Optica neliniară se dezvolta prin aplicațiile

laserilor de diferite tipuri, prin interactia campului electromagnetic al fasciculului emis cu

mediul pe care il strabate. Se impune studiul efectului fasciculelor laser asupra morfologiei şi

performanţei materialelor, găsirea şi caracterizarea materialelor noi, precum şi îmbunătăţirea

condiţiilor de iluminare, a transportului de sarcină, a modului de producere a probelor şi a

stabilităţii acestora. Este necesară înţelegerea funcţionării dispozitivelor şi găsirea limitelor

performanţelor acestora, introducerea materialelor în noi arhitecturi de dispozitive,

manipularea materialelor la nivel molecular, creşterea randamentului de conversie a energiei,

fenomene de auto-ansamblare şi de modificare a interfeţelor.

In această lucrare se prezintă o metoda de a studia comportarea undei laser intr-un

mediu neliniar de tip Kerr, cu timp caracteristic mic. Dinamica sistemului va fi urmărită

considerând sistemul de ecuaţii Ikeda (aproximaţia adiabatică), astfel incat comportarea

sistemului este descrisa de o ecuaţie de tip iterativ. Experimental, s-a utilizat o configuraţie de

tip bistabil, cu diodă laser si control de feedback in curent al acestuia.

2.Scurt argument al alegerii temei

Tema reprezintă o parte a proiectului de Licentă specializarea Inginerie Fizică, rezultatele

putând fi dezvoltate si comunicate in reviste de specialitate.

3.Scopul lucrãrii

Scopul lucrãrii constã în analizarea teoretică si experimentală a comportarii neliniare a

unui mediu de interes, rezultate din literatură si din efectuarea unor analize proprii.

4.Concluzii principale

Se analizează rezultatele experimentale și teoretice si se pot trasa linii de studiu si aplicare in

viitor. Se are în vedere exploatarea proprietăţilor speciale de performanţă ale unor materiale,

căutarea de materiale care să permită obţinerea de performanţe ale parametrilor fizici sau/şi

materiale cu reacţie puternică şi inteligentă la stimulii de mediu.

Bibliografie

Mihaela Dumitru, “Elemente de optica neliniara”, Ed.Printech 1998, ISBN 973-9402-01-1

Mihaela Dumitru, M. Honciuc, M.C.Piscureanu, C.Gheorghe, “New Nonlinear Optical

Materials for Optoelectronics”, Optical Engin. 35(5), pag.1372-1376, May 1996.

Mihaela Dumitru, V.Ninulescu, P.E.Sterian, M.Piscureanu, “Computer Aided Instruction in

Laser Dynamics”, Computer Phys. Communication., 121-122, pag.583-585, 1999 Elsevier

Science

Comisia de examinare - physics.pub.ro · Electroterapia este o formă de terapie care utilizează...

Documents

Transcript of Comisia de examinare - physics.pub.ro · Electroterapia este o formă de terapie care utilizează...