Cel kształcenia i wykaz literatury

Główny cel kształcenia: Zapoznanie studentów z podstawowymi metodami fizycznymi wykorzystywanymi w technice oraz w diagnostyce i terapiach medycznych. Zaprezentowanie fizyki jako interdyscyplinarnej nauki stosowanej zarówno w obszarach technicznych jak również medycznych.

Ogólne informacje o zajęciach: Nacisk zostanie położony na zrozumienie głównych metod fizyki stosowanych w technice i medycynie.

Materiały dydaktyczne: wykłady w formie elektronicznej

Inne: materiały znalezione w internecie

Wykaz literatury, wymaganej do zaliczenia zajęć

Literatura wykorzystywana podczas zajęć wykładowych

1	Praca zbiorowa	Fizyka dla szkół wyższych. Tom 3	https://openstax.org/.
2	A. Lewińska-Romicka	Badania nieniszczące. Podstawy defektoskopii	WNT, Warszawa.	2006
3	B.Pruszyński	Radiologia - diagnostyka obrazowa RTG, KT, USG, MR i medycyna nuklearna	Wydawnictwo lekarskie PZWL, Warszawa.	2008
4	A.Z. Hrynkiewicz (red.)	Fizyczne metody badań w biologii, medycynie i ochronie środowiska	PWN, Warszawa.	2003
5	red. Nałęcz M.	Biocybernetyka i inżynieria biomedyczna. Obrazowanie biomedyczne, t.8	Akad. Ofic. Wydaw. EXIT, Warszawa.	2003
6	Grzegorz Jezierski	Energia jądrowa wczoraj i dziś	WNT, Warszawa.	2014

Literatura wykorzystywana podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/innych

1	A. Hrynkiewicz	Fizyczne metody diagnostyki medycznej i terapii	PWN, Warszawa.	2000
2		dokumentacja techniczna wybranej aparatury/ technical documentation of selected apparatus elektron	forma elektroniczna.
3	Tadeusiewicz R., Augustyniak P.	Podstawy inżynierii biomedycznej, t.1 i t.2	Wydawnictwo AGH.	2009
4	red. Tadeusiewicz R.	Inżynieria biomedyczna: księga wiedzy tajemnej w wersji przystępnej i przyjemnej	Uczel. Wydaw. Nauk.-Dydakt. AGH, Kraków.	2008

Literatura do samodzielnego studiowania

1	red.: Jakubiec J., Moroń Z., Juniewicz H.	Metrologia dziś i jutro	Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław.	2010
2	Daniel B., Pruszyński B.	Anatomia radiologiczna Rtg - TK - MR - USG - SC	Wydawnictwo Lekarskie PZWL.	2011

Wymagania wstępne w kategorii wiedzy/umiejętności/kompetencji społecznych

Wymagania formalne: Status studenta.

Wymagania wstępne w kategorii Wiedzy: Znajomość fizyki i podstaw bioinżynierii (elementów nauk technicznych, medycznych i biologicznych) na poziomie 6 semestru studiów inżynierskich Inżynierii Medycznej.

Wymagania wstępne w kategorii Umiejętności: Umiejętność rozwiązywania zadań problemowych z fizyki na poziomie studenta 3 roku studiów inżynierskich. Umiejętność korzystania z literatury fachowej.

Wymagania wstępne w kategorii Kompetencji społecznych: Student ma świadomość znaczenia fizyki w zastosowaniach w wielu nowoczesnych dziedzinach medycznych i technicznych a także w życiu społecznym.

Efekty kształcenia dla zajęć

MEK	Student, który zaliczył zajęcia	Formy zajęć/metody dydaktyczne prowadzące do osiągnięcia danego efektu kształcenia	Metody weryfikacji każdego z wymienionych efektów kształcenia	Związki z KEK	Związki z OEK
01	ma podstawową wiedzę na temat fizycznych metod badań nieniszczących w technice oraz nieinwazyjnych metod diagnostyki medycznej i terapii medycznych. Zna podstawowe metody obrazowania w technice i medycynie. Ma podstawową wiedzę na temat radiologii, medycyny nuklearnej i sygnałów bioelektrycznych	wykład problemowy, laboratorium problemowe, projekt indywidualny	egzamin cz. pisemna, prezentacja projektu, raport pisemny	K_W02+++ K_W03+++ K_W08+++	T1P_W01+ InzP_W02+ T1P_W02+ T1P_W03+ T1P_W04+ InzP_W04+ T1P_W06+ T1P_W07+
02	posiada umiejętność wybrania i zdefiniowania fizycznej metody badań w zależności od przeznaczenia. Potrafi rozróżnić podstawowe metody obrazowania stosowane w medycynie i w technice.	wykład problemowy, laboratorium problemowe, projekt indywidualny	egzamin cz. pisemna, raport pisemny, prezentacja projektu	K_U04+ K_U05++ K_U09+++ K_U10+ K_U14+	T1P_U02+ InzP_U03+ T1P_U05+ InzP_U05+ InzP_U07+ T1P_U10+ T1P_U13+ T1P_U15+
03	charakteryzuje się kreatywnością w dziedzinie: metody fizyczne w szerokim spektrum zastosowań w technice i medycynie. Ma świadomość interdyscyplinarności fizyki i jej metod wykorzystywanych w powszechnie stosowanych i najnowocześniejszych urządzeniach i aparaturze we wszystkich dziedzinach medycyny i techniki.	wykład problemowy, laboratorium problemowe, projekt indywidualny	egzamin cz. pisemna, raport pisemny, prezentacja projektu	K_K01+++ K_K04+++ K_K05++	T1P_K01+ T1P_K03+ T1P_K04+

Uwaga: W zależności od sytuacji epidemicznej, jeżeli nie będzie możliwości weryfikacji osiągniętych efektów uczenia się określonych w programie studiów w sposób stacjonarny w szczególności zaliczenia i egzaminy kończące określone zajęcia będą mogły się odbywać przy użyciu środków komunikacji elektronicznej (w sposób zdalny).

Treści kształcenia dla zajęć

Sem.	TK	Treści kształcenia	Realizowane na	MEK
6	TK01	Wprowadzenie do przedmiotu, omówienie podstawowych zagadnień związanych z tematami realizowanymi w trakcie wykładów w semestrze.	W01	MEK01 MEK02 MEK03
6	TK02	Wprowadzenie do fizyki współczesnej - teoria względności, fotony i fale materii, wprowadzenie do fizyki kwantowej, struktura atomu, fizyka fazy skondensowanej, wstęp do fizyki jądrowej (promieniotwórczość naturalna), podstawy fizyki cząstek elementarnych.	W02-W08, L01-L015, P01-P08	MEK01 MEK02 MEK03
6	TK03	Podstawy energetyki jądrowej	W09, P01-P08	MEK01 MEK02 MEK03
6	TK04	Metody diagnostyczne i terapeutyczne wykorzystujące promieniowanie jonizujące i niejonizujące, fale elektromagnetyczne i mechaniczne, różnego typu pola elektryczne i magnetyczne oraz prądy elektryczne. Radiodiagnostyka i radioterapia, leczenie izotopami promieniotwórczymi. Detekcja i rejestracja sygnałów bioelektrycznych. Elektro- i magnetoterapie.Termoterapia i krioterapia.	W10-W11, L01-L015, P01-P08	MEK01 MEK02 MEK03
6	TK05	Metody obrazowania w medycynie i technice. Ultrasonografia i termografia. Diagnostyka fotodynamiczna. Tomograficzne metody obrazowania, tomografia rentgenowska (TK). Rezonansowe metody obrazowania - magnetyczny rezonans jądrowy (MR), pozytonowa tomografia emisyjna (PET). Metody medycyny nuklearnej.	W12-W13, L01-L015, P01-P08	MEK01 MEK02 MEK03
6	TK06	Spektroskopowe metody badań. Radiospektroskopia i spektroskopia mikrofalowa, optyczna w zakresie podczerwieni (IR), światła widzialnego (VIS), promieniowania ultrafioletowego (UV), rentgenowska (X) i spektroskopia promieniowania jądrowego. Spektroskopia laserowa. Spektroskopia mechaniczna. Spektroskopia dielektryczna. Spektroskopia wielospektralna. Metody mikroskopowe.	W14, L01-L015, P01-P08	MEK01 MEK02 MEK03
6	TK07	Zastosowania najnowszych odkryć z dziedziny fizyki kwantowej w przemyśle - teleportacja kwantowa, komputery kwantowe, kryptografia kwantowa.	W15, P01-P08	MEK01 MEK02 MEK03

Nakład pracy studenta

Forma zajęć	Praca przed zajęciami	Udział w zajęciach	Praca po zajęciach
Wykład (sem. 6)		Godziny kontaktowe: 30.00 godz./sem.	Uzupełnienie/studiowanie notatek: 8.00 godz./sem. Studiowanie zalecanej literatury: 12.00 godz./sem. Inne: 2.00 godz./sem.
Laboratorium (sem. 6)	Przygotowanie do laboratorium: 10.00 godz./sem. Przygotowanie do kolokwium: 10.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 30.00 godz./sem.	Dokończenia/wykonanie sprawozdania: 5.00 godz./sem.
Projekt/Seminarium (sem. 6)	Przygotowanie do zajęć projektowych/seminaryjnych: 3.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 15.00 godz./sem..	Wykonanie projektu/dokumentacji/raportu: 10.00 godz./sem. Przygotowanie do prezentacji: 1.00 godz./sem.
Konsultacje (sem. 6)
Egzamin (sem. 6)	Przygotowanie do egzaminu: 10.00 godz./sem.	Egzamin pisemny: 2.00 godz./sem. Egzamin ustny: 2.00 godz./sem.

Sposób wystawiania ocen składowych zajęć i oceny końcowej

Forma zajęć	Sposób wystawiania oceny podsumowującej
Wykład	Egzamin pisemny: zagadnienia problemowe dotyczące metod fizycznych w technice i medycynie ze szczególnym uwzględnieniem zagadnień omawianych w ramach wykładów.
Laboratorium	Zajęcia laboratoryjne mogą odbywać się w szpitalach Rzeszowa.Ocena wystawiana jest na podstawie obecności i aktywności studenta na zajęciach laboratoryjnych oraz cząstkowych kolokwiów zaliczonych na co najmniej 50 % każde.
Projekt/Seminarium	Warunkiem zaliczenia jest przedstawienie indywidualnej prezentacji dotyczącej metod fizycznych w nowoczesnych technologiach medycznych i /lub w technice na podstawie przydzielonego tematu.
Ocena końcowa	Ocena końcowa jest średnia ważoną ocen z zaliczenia laboratorium, projektu i wyniku egzaminu.

Przykładowe zadania

Wymagane podczas egzaminu/zaliczenia
(-)

Realizowane podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/projektowych
(-)

Inne
(-)

Czy podczas egzaminu/zaliczenia student ma możliwość korzystania z materiałów pomocniczych : nie

Treści zajęć powiazane są z prowadzonymi badaniami naukowymi: tak

1	J. Sobczak; G. Żyła	Nano and microcomposites as gamma and X-ray ionizing radiation shielding materials — A review	2024
2	A. Bąk; J. Fal; A. Joseph; S. Mathew; G. Żyła	Complex dielectric response and EDL characteristics of different types of ionic liquid iron oxide nanofluids (ionanofluids)	2023
3	H. Do; J. Fal; H. Nguyen; V. Nguyen; T. Pham; V. Pham; N. Phan; T. Truong; X. Vu; G. Żyła	High thermal conductivity of green nanofluid containing Ag nanoparticles prepared by using solution plasma process with Paramignya trimera extract	2023
4	J. Fal; L. Lugo ; J. Sobczak; J. Traciak; J. Vallejo ; G. Żyła	Experimental study on the density, surface tension and electrical properties of ZrO2–EG nanofluids	2023
5	J. Fal; L. Lugo ; M. Marcos; J. Vallejo ; G. Żyła	Thermophysical, rheological and dielectric behaviour of stable carbon black dispersions in PEG200	2023
6	J. Sobczak; J. Traciak; G. Żyła	The experimental study of the surface tension of titanium dioxide–ethylene glycol nanofluids	2023
7	J. Traciak; G. Żyła	Surface Tension of Ethylene Glycol-Based Nanofluids Containing Three Types of Oxides: Zinc Oxide (ZnO), Magnesium Oxide (MgO) and Indium Oxide (In2O3)	2023
8	P. Estellé; G. Żyła	Fundamental and Critical Aspects of the Rheological Behaviour of Nanofluids	2023
9	S. Boncel; A. Cyganiuk; R. Jędrysiak; A. Kolanowska; E. Korczeniewski; J. Sobczak; A. Terzyk; A. Truszkiewicz; G. Żyła	Shape-Controlled Iron–Paraffin Composites as γ- and X-ray Shielding Materials Formable by Warmth-of-Hands-Derived Plasticity	2023
10	A. Joseph; S. Mathew; J. Sobczak; G. Żyła	Ionic Liquid and Ionanofluid-Based Redox Flow Batteries—A Mini Review	2022
11	D. Barai; B. Bhanvase ; G. Żyła	Experimental Investigation of Thermal Conductivity of Water-Based Fe3O4 Nanofluid: An Effect of Ultrasonication Time	2022
12	J. Traciak; G. Żyła	Effect of nanoparticles saturation on the surface tension of nanofluids	2022
13	L. Ansia; J. Fal; L. Lugo ; J. Traciak; J. Vallejo ; G. Żyła	Thermophysical, rheological and electrical properties of mono and hybrid TiB2/B4C nanofluids based on a propylene glycol:water mixture	2022
14	P. Estellé; G. Żyła	Advances in rheological behavior of nanofluids and ionanofluids – An editorial note	2022
15	P. Estellé; J. Fal; J. Sobczak; R. Stagraczyński; G. Żyła	Electrical conductivity of titanium dioxide ethylene glycol-based nanofluids: Impact of nanoparticles phase and concentration	2022
16	R. Kuzioła; J. Sobczak; J. Traciak; J. Wasąg; G. Żyła	Surface and optical properties of ethylene glycol-based nanofluids containing silicon dioxide nanoparticles: an experimental study	2022
17	D. Aebisher; D. Bartusik-Aebisher; J. Sobczak; A. Truszkiewicz; Ł. Wojtas; G. Żyła	Wpływ lepkości na pomiar czasu relaksacji podłużnej w diagnostyce z wykorzystaniem MR – badania wstępne	2021
18	J. Fal; J. Traciak; G. Żyła	3D printed measuring device for the determination the surface tension of nanofluids	2021
19	M. Buschmann; P. Estellé; S. Hamze; A. Kujawska; R. Mulka; B. Zajaczkowski; G. Żyła	The effect of boiling in a thermosyphon on surface tension and contact angle of silica and graphene oxide nanofluids	2021
20	P. Estellé; J. Fal; S. Hamze; L. Lugo ; J. Sobczak; J. Traciak; J. Vallejo ; G. Żyła	Thermophysical profile of ethylene glycol based nanofluids containing two types of carbon black nanoparticles with different specific surface areas	2021
21	S. Boncel; K. Bulanda; J. Fal; M. Liu; M. Oleksy; J. Shi; J. Sobczak; G. Żyła	High AC and DC Electroconductivity of Scalable and Economic Graphite–Diamond Polylactide Nanocomposites	2021
22	C. Cai; C. Cheng; X. Hu; Y. Hu; Z. Huang; G. Li; L. Mao; J. Shi; B. Zheng; G. Żyła	One-pot fabrication of 2D/2D HCa2Nb3O10/g-C3N4 type II heterojunctions towards enhanced photocatalytic H2 evolution under visible-light irradiation	2020
23	D. Cabaleiro; P. Estelle; J. Fal; S. Hamze; M. Marcos; G. Żyła	Thermal and Physical Characterization of PEG Phase Change Materials Enhanced by Carbon-Based Nanoparticles	2020
24	D. Cabaleiro; P. Estelle; J. Fal; S. Hamze; M. Wanic; G. Żyła	Surface tension of ethylene glycol-based nanofluids containing various types of nitrides	2020
25	G. Budzik; K. Bulanda; J. Fal; K. Grąz; R. Kuzioła; M. Oleksy; J. Sobczak; J. Traciak; G. Żyła	Electrical and Optical Properties of Silicon Oxide Lignin Polylactide (SiO2-L-PLA)	2020
26	G. Żyła	Nanofluids containing low fraction of carbon black nanoparticles in ethylene glycol: An experimental study on their rheological properties	2020
27	M. Afrand; P. Estelle; P. Khoi; P. Minh; N. Phuong; N. Tam; B. Thang; P. Trinh; G. Żyła	Carbon Nanomaterial-Based Nanofluids for Direct Thermal Solar Absorption	2020
28	Y. Feng; D. Jing; O. Mahian; C. Markides; E. Michaelides; P. Norris; L. Qiu; X. Zhang; N. Zhu; G. Żyła	A review of recent advances in thermophysical properties at the nanoscale: From solid state to colloids	2020
29	A. Afrand; A. Arabkoohsar; A. Asadi; O. Mahian; I. Miklós Szilágyi; H. Minh Nguyen; F. Pourfattah; H. Seon Ahn; S. Wongwises; G. Żyła	Effect of sonication characteristics on stability, thermophysical properties, and heat transfer of nanofluids: A comprehensive review	2019
30	G. Budzik; J. Fal; M. Oleksy; M. Wanic; G. Żyła	Electrical Conductivity and Dielectric Properties of Ethylene Glycol-Based Nanofluids Containing Silicon Oxide–Lignin Hybrid Particles	2019
31	J. Fal; A. Joseph; S. Mathew; A. Padmanabhan; P. Radhakrishnan Nair; S. Sasi; M. Xavier; G. Żyła	Synthesis and electrochemical characterization of electroactive IoNanofluids with high dielectric constants from hydrated ferrous sulphate	2019
32	J. Fal; A. Joseph; S. Mathew; G. Żyła	Nanostructuring of 1-butyl-4-methylpyridinium chloride in ionic liquid–iron oxide nanofluids	2019
33	J. Fal; L. Mercatelli; D. Rosa; E. Sani; M. Wanic; G. Żyła	Optical and dielectric properties of ethylene glycol-based nanofluids containing nanodiamonds with various purities	2019
34	J. Fal; M. Malicka; M. Oleksy; M. Wanic; G. Żyła	Experimental Investigation of Electrical Conductivity of Ethylene Glycol Containing Indium Oxide Nanoparticles	2019
35	J. Fal; M. Malicka; M. Wanic; G. Żyła	Dynamic Viscosity of Indium Oxide–Ethylene Glycol (In2O3–EG) Nanofluids: An Experimental Investigation	2019
36	J. Fernández-Seara; L. Lugo ; J. Vallejo ; G. Żyła	Influence of Six Carbon-Based Nanomaterials on the Rheological Properties of Nanofluids	2019
37	L. Lugo ; E. Sani; J. Vallejo ; G. Żyła	Tailored silver/graphene nanoplatelet hybrid nanofluids for solar applications	2019
38	S. Aberoumand; A. Arabkoohsar; A. Asadi; P. Estelle; O. Mahian; H. Minh Nguyen; A. Moradikazerouni; F. Pourfattah; S. Wongwises; G. Żyła	Recent advances in preparation methods and thermophysical properties of oil-based nanofluids: A state-of-the-art review	2019