Repository of the University of Rijeka, Department of Physics
Not a member yet
242 research outputs found
Sort by
Elemental analysis of particulate matter in an indoor workplace
No full textLebdeće čestice predstavljaju sve u zraku što nije plin. To su jako sitne čestice sačinjene
od različitih organskih i anorganskih tvari suspendiranih u zraku kojeg udišemo na otvorenom,
ali i u zatvorenim prostorima. Zatvoreni radni prostori radionica često sadrže izvore lebdećih
čestica, koje mogu predstavljati značajan zdravstveni rizik za radnike. U ovom radu istraživale
su se lebdeće čestice u radionici za obradu metala smještenoj u Rijeci. Uzorkovanje je
provedeno u razdoblju od 25. 4. 2022. do 29. 4. 2022., u 5 jedinica radionice, gdje su glavni
izvori lebdećih čestica brušenje, MAG zavarivanje, TIG zavarivanje i rezanje čelika.
Uzorkovalo se tijekom radnog vremena, kada se očekuje značajna produkcija. Cilj je bio
karakterizirati navedene tehnike obrade metala prema emisiji lebdećih čestica i usporediti
izmjerene koncentracije s koncentracijama tipičnim za vanjski zrak na području Rijeke..
Prikupljani su polusatni uzorci, s izuzetkom jedne jedinice u kojoj su se prikupljali satni
uzorci. Uzorci su prikupljani na tanke teflonske filtre pomoću ciklonskog uzorkivača čestica.
Ukupno su prikupljena 53 uzorka, uključujući 47 polusatnih i 6 satnih. Ukupne masene
koncentracije dobivene su gravimetrijskom metodom, a elementna analiza izvršena je XRF
tehnikom. Određene su koncentracije S, Cl, K, Ca, Ti, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Mo, Pb i Bi.
Uzorkovanje je provedeno i optičkim uzorkivačem čestica, koji je prikupljao podatke u
jednakim vremenskim intervalima kao i ciklonski, ali u finijoj vremenskoj rezoluciji. Osim
masenih koncentracija, optičkim uzorkivačem dobivene su i brojčane koncentracije i to za 6
raspona optičkih veličina, od 0,3 do 10 μm. Na taj način dobivena je i raspodjela čestica po
veličini.
Dobiveni rezultati pokazuju da koncentracije finih lebdećih čestica i pojedine elementne
koncentracije u jedinicama radionice dosežu znatno veće vrijednosti od koncentracija tipičnih
za vanjski zrak u Rijeci. Štoviše, prosječne koncentracije finih lebdećih čestica najčešće su
odgovarale indeksu kvalitete zraka izuzetno loše. Pokazano je i da se koncentracije te prisutnost
nekih metala razlikuju ovisno o tehnici obrade. Također, u svim jedinicama najmanje čestice
bile su brojčano najprisutnije
Local variation in radiocarbon (14C) environmental activity in PGŽ
No full textAnaliza sastava izotopa ugljika u atmosferskom CO2 omogu´cuje odredivanje varijacija u antropogenim aktivnostima na globalnoj i lokalnoj razini. U radu se provode mjerenja δ
13C i ∆14C atmosferskog CO2 u Rijeci, Gornjem Jelenju i Pargu sa
svrhom uoˇcavanja utjecaja lokalnog Suessovog efekta. δ
13C prikupljenih uzoraka
mjere se na masenom spektrometru za stabilne izotope (IRMS - u), a za odredivanje
∆14C koriste se dvije razliˇcite tehnike: radiometrijska (LSC) i masena spektometrija
(AMS). Rezultati pokazuju sezonske varijacije koje se podudaraju s promjenama u
upotrebi fosilnih goriva za grijanje i vegetativnim periodom. ∆14C Gornjeg Jelenja
i Parga su relativno sliˇcne, no ∆14C Rijeke niˇze su od Parga za 22 h te ukazuju
na pove´cani utjecaj emisije CO2 fosilnog porijekla. Izmedu Rijeke i ˇcistih lokacija
nema znaˇcajnijih razlika u δ
13C vrijednostima zbog ˇcega se iskljuˇcivo δ
13C analizom
ne moˇze procijeniti lokalni Suessov efekt.The analysis of carbon isotope composition in atmospheric CO2 enables determining
variations in anthropogenic activities on the global and local level. In this paper,
measurements of δ
13C and ∆14C of atmospheric CO2 are carried out in Rijeka,
Gornje Jelenje and Parg in order to determine the local Suess effect. δ
13C values of
collected samples are measured on a stable isotope mass spectrometer (IRMS - u),
and two different techniques are used to determine ∆14C: radiometric (LSC ) and
mass spectrometry (AMS). The results show seasonal variations that coincide with
changes in the use of fossil fuels for heating and vegetative cycles. The ∆14C of Gornje Jelenje and Parg are relatively similar, but the ∆14C values of Rijeka are lower
than Parg by 22 h indicating an increased effect of CO2 emissions of fossil origin.
Between Rijeka and clean locations, there are no significant differences in δ
13C values, which is why the local Suess effect cannot be evaluated solely by δ
13C analysis
Opinions of teachers in training about experimental methods in classroom teaching
No full textProvedeno je istraživanje stavova studenata pete godine Integriranog preddiplomskog i diplomskog sveučilišnog Učiteljskog studija Učiteljskog fakulteta Sveučilišta u Rijeci, polaznika izbornog kolegija Izvannastavne prirodoslovno matematičke aktivnosti. Uzorak obuhvaća 148 ispitanika anketirana tijekom sedam akademskih godina, od akademske godine 2013./2014. do akademske godine 2019./2020., upitnicima esejskog tipa provedenim po završetku kolegija. Osnovno je načelo kolegija aktivno učenje i poučavanje kroz samostalno izvođenje pokusa iz prirodoslovlja, osposobljavanje budućih učitelja za njihovo demonstriranje, oblikovanje radionica te upoznavanje s načinima popularizacije prirodoslovlja i matematike. Središnji dio kolegija čini 9 praktikumskih vježbi s oko 200 jednostavnih pokusa, metodički oblikovanih i primjerenih ranom uzrastu učenika, a kojima se uvode, propituju i istražuju osnovni koncepti poput ravnoteže, prirode fluida, gibanja, zvuka, topline, svjetlosti i građe tvari.
U ovom radu dan je pregled stavova 148 budućih učitelja o ulozi pokusa u razrednoj nastavi, njihovim namjerama da ih primijene u svom radu te vlastita iskustva s izvođenjem pokusa tijekom školskog i akademskog obrazovanja. Stavovi su uspoređeni sa stavovima učiteljice razredne nastave koja u svom radu i nastavnoj praksi koristi pokuse. Na kraju, rezultati istraživanja uspoređeni su sa sličnim istraživanjima koja daju pregled uloge pokusa u nastavi i učenju, stavove budućih učitelja i stavove aktualnih učitelja.
Rezultati su ohrabrujući i značajni u kontekstu potrebe intenziviranja razvoja didaktičkih instrumenata u STEM području u razrednoj nastavi. Ispitanici iskazuju visoku motivaciju i zrele stavove o predmetu istraživanja. Svjesni su važnosti i potrebe izvođenja pokusa kao središnjeg aktivirajućeg instrumenta nastave prirodoslovlja. Otvoreni su za primijene konstruktivističkih tehnika kojima se potiče razvoj učeničkog kritičkog mišljenja, logičkog povezivanja i zaključivanja. Dijelom svoje zadaće kao učitelja vide popularizaciju prirodoslovlja i matematike, razvijanja interesa za STEM područje i otklanjanje negativnih predrasuda o prirodoslovlju i matematici. Ističu zabrinutost za materijalne resurse koje škole mogu osigurati i utoliko veći značaj daju jednostavnim pokusima koji se najčešće izvode priručnim nastavnim sredstvima bez osobitih financijskih zahtjeva
Photocatalytic properties of zinc oxide thin films doped with cop-per
No full textU ovom radu smo pomoću tehnike depozicije atomskih slojeva (ALD) narastali tanke filmove cinkovog oksida koje smo dopirali s bakrom, s ciljem poboljšanja fotokatalitičke aktivnosti materijala pod djelovanjem simulirane sunčeve svjetlosti. XPS i SIMS analize su pokazale povećanje udjela bakra u uzorcima narastanih s većim brojem ALD ciklusa bakrovog prekursora. Također, iz fotoemisijskih mjerenja je uočeno da je u uzorcima impregniranim s Cu, bakar prisutan kao Cu+, dok kemijsko okruženje Zn atoma ostaje nepromijenjeno. SEM ispitivanja su pokazala promjene u površinskoj morfologiji uzoraka nakon uvođenja bakra u strukturu ZnO. Ispitivanja fotokatalitičke aktivnosti su provedena mjerenjem degradacije otopine metilenskog modrila pod djelovanjem simulirane sunčeve svjetlosti. Rezultati pokazuju da svi filmovi impregnirani s Cu (osim uzorka s najvećim udjelom bakra) imaju bolju aktivnost u odnosu na čisti film ZnO.In this work, we used the atomic layer deposition (ALD) technique for the growth of zinc oxide thin films doped with copper, in order of improve the photocatalytic activity of the material under the simulated sunlight irradiation. XPS and SIMS analyzes showed the increase of copper conentration in the samples grown with higher number of ALD cycles of the copper precursor. In addition, photoemission measurements show the presence of Cu (I) oxidation state of copper, in the doped samples, while the chemical environment of Zn atoms remains unchanged. The introduction of copper in the ZnO structure changes the surgace morphology of samples, as revealed with SEM analysis. Photocatalytic activity was determined by measuring the degradation of methylene blue solution under the irradiation of simulated sunlight. The results show that all Cu-impregnated films (except for the sample with the highest copper content) have better activity compared to the pure ZnO film
Automatizirana klasifikacija LSST slika korištenjem konvolucijskih neuronskih mreža
No full textWith its 3.2 gigapixel camera, the Vera Rubin observatory can produce images of up to 10 million changing celestial sources per night. Its first principal project, the Legacy Survey of Space and Time (LSST), will be a multi-band large-area time-domain astronomical survey. Because the data is impossible to classify and analyze in the conventional way, the telescope will need to take a different approach in order to generate quality scientific products. Because of the volume of data collected (20 TB each night), accurate data categorization and false positive detection automation must be created. Images of three types of sources were generated to approximate anticipated LSST images: ”stars,” ”trails,” and ”dipoles.” Unsupervised learning was utilized to automate the categorization of generated LSST images using a combination of convolutional autoencoder and Kmeans. Hyperparameter
search was done on HPC Bura to explore hyperparameter space, and cMetric, a measure for evaluating different models, was devised. The accuracy of 91.2 percent was reached, presenting us with a promising tool that can be integrated one day into LSST pipeline.Sa svojom kamerom od 3,2 gigapiksela, opservatorij Vera Rubin može proizvesti do 10 milijuna slika u jednoj noći. Njegov prvi glavni projekt, Legacy Survey of Space and Time (LSST), bit ´ce višepojasni astronomski pregled neba na velikom području vremenske domene. Budući da je podatke nemoguće klasificirati i analizirati na konvencionalan način, obrada podataka će morati biti automatizirana, kako bi se generirali kvalitetni znanstveni rezultati. Zbog opsega prikupljenih podataka (20 TB svake noći), potrebno je stvoriti točnu kategorizaciju podataka i automatizaciju otkrivanja lažno pozitivnih podataka. Generirane su tri vrste slika, kako bi se to simuliralo: ”zvijezde”, ”staze” i ”dipoli”. Nenadzirano učenje korišteno je za automatiziranje kategorizacije generiranih LSST slika, pomoću kombinacije konvolucijskog autoenkodera i algoritma Kmeans. Na HPC Buri izvršeno je pretraživanje hiperparametara, u svrhu istraživanja hiperparametarskog prostora, a osmišljen je i cMetric, mjera za ocjenu različitih modela. Dostignuta je točnost od 91,2 posto koja predstavlja obećavajući alat kojeg će biti moguće integrirati u
LSST sustav
Dark matter search with optomechanical sensors
No full textDirektno opažanje interakcije čestica tamne tvari sa zemaljskim detektorom još uvijek je neriješen eksperimentalni problem. Iz teorijskih razmatranja očekuje se godišnja, sinusoidalna modulacija signala čestica tamne tvari jer se sustav Sunce - Zemlja giba prema hipotetiziranom halou tamne tvari naše galaksije. Zemlja ima dodatno, relativno gibanje u tom sustavu, pri kojem ljeti ide prema halou, a zimi od haloa. Modulacija signala moguća je i na dnevnoj razini, s obzirom da je planet Zemlja u jednom dijelu dana između detektora i izvora, a to pak ovisi o tom koliki je udarni presjek čestica tamne tvari i prolaze li kroz Zemlju neometano ili se ipak dio toka deponira tj. smanji. Na Odjelu za fiziku Sveučilišta u Rijeci, razvijen je optomehanički senzor koji je modificirani Michelsonov interferometar, u kojem je jedno od zrcala zamijenjeno silicij nitridnom membranom (Norcada, Canada), presvučenom tankim slojem platine (13nm), osjetljivom na vrlo sitne podražaje (jako malu silu ili tok ˇcestica). Promjene u ponašanju membrane se očituju u promjenama pruga interferencije, koje se mogu detektirati tehnikom homodinom.
U ovom radu kalibriran je detektor i karakteriziran njegov odziv na promjene temperature, tlaka i nezavisnog izvora zračenja. Nadalje, prikupljani su podaci u razdoblju od deset mjeseci kako bi se ispitalo postoje li dnevne i/ili godišnje modulacije signala te postoji li mogućnost uporabe senzora za pojedinačnu detekciju čestica. Podaci su analizirani u posebno razvijenom programu razvijenom u jeziku LabVIEW. Naši rezultati upućuju na veliku osjetljivost silicij nitridne membrane koja pokazuje
odziv na temperaturu (povećanje od 1 ◦C smanjuje rezonantnu frekvenciju za oko 10 Hz) i tlak. Ukupni, desetomjesečni set podataka pokazuje povećanje rezonantne frekvencije od oko 150 Hz koje se ne dovodi u vezu s utjecajem temperature i tlaka. Iako je ovaj rezultat daleko od konačne potvrde početne hipoteze i neosporne detekcije čestica tamne tvari, činjenica je da se membranom detektira sila na membranu, odnosno zračenje nepoznatog porijekla koje ima periodičan karakter. Ta periodičnost blago korelira s hipotezom o godišnjoj i dnevnoj modulaciji signala toka ˇcestica tamne tvari iz galaktičkog haloa.
Potrebno je izvršiti dodatni set mjerenja za ispitivanje sinusoidalnosti perioda frekvencije. Detektiran je i vrlo intrigantan događaj, sa drastičnim povećanjem amplitude membrane, a za koji su odbačene mogućnosti da je posljedica atmosferskog, seizmološkog, ljudskog i drugih faktora. Pretpostavka je da se radi o pojedinačnoj detekciji čestice, koja bi mogla
biti i čestica tamne tvari. Za daljnje utvrđivanje valjanosti rezultata potrebna su dodatna i duža mjerenja, modifikacije eksperimentalnog postava i automatiziranje analize korištenjem programa Python i superračunala BURA.Direct observation of the interaction of dark matter particles with a terrestrial detector is still an ongoing experimental problem. From theoretical considerations the signal of dark matter particles is expected to have an annual, sinusoidal modulation because the Sun - Earth system moves towards the hypothetical halo of the dark matter of our galaxy. Planet
Earth has an additional, relative movement in that system, in which it goes to the halo in the summer and from the halo in the winter. Signal modulation is also possible on a daily basis, given that, in one part of the day, planet Earth is positioned between the detector and source, and this in turn depends on the impact cross section of the dark matter particles
and whether they pass through the Earth undisturbed or a part of the flow is deposited, i.e., reduced. At the Department of Physics of the University of Rijeka, an optomechanical sensor was developed which is a modified Michelson interferometer, in which one of the mirrors is replaced by silicon nitride membrane (Norcada, Canada), coated with a thin layer of platinum (13 nm), sensitive to very small stimuli (very little force or particle flow). Changes in membrane behavior are manifested as changes in interference fringes, which can be detected by the homodyne technique. In this thesis, the optomechanical sensor is calibrated and its response to temperature and pressure change and an independent radiation source is characterized. Furthermore, data were collected in a period of ten months to examine whether daily and/or annual signal modulations exist and if it is possible to use this sensor for individual particle detection. Data were analyzed in a
specially developed program developed in the LabVIEW language. Our results indicate the high sensitivity of the silicon nitride membrane showing temperature (an increase of 1 ◦C reduces the resonant frequency by about 10 Hz) and pressure response. The total, tenmonth data, set shows an increase in the resonant frequency of about 150 Hz which is not
related to the influence of temperature and pressure. Although this result is far from the final confirmation of the initial hypothesis and the indisputable detection of dark particles, the fact is that the membrane detects the force on the membrane, i.e., the radiation of the unknown source which has a periodic character. This periodicity correlates slightly
with the hypothesis of the annual and daily modulation of the dark matter particle flow signal from the galactic halo. An additional set of measurements must be performed to examine the sinusoidal characteristics of the frequency period. Furthermore, a drastic increase in membrane amplitude was detected and the possibility that it is a consequence
of atmospheric, seismological, human and other factors was eliminated. The assumption is that it is perhaps an individual particle detection, which could be and a particle of dark matter. Additional measurements are required to further validate the results, as well as modifications of the experimental setup and automation of the data analysis using Python ii
and the BURA supercomputer
Očekivani broj raspršenja neutrina u udaljenim detektorima projekta ESSnuSB
No full textESSSB is a project in a design phase with an aim to measure CP violation in lepton sector by observing neutrino oscillations. It consists of near detectors at 250m from the neutrino production target and far detectors at 540km (or 360 km) from neutrino
production target. To make all the necessary simulations and analysis of the possible performance of ESSSB experiment, one needs to know the expected number of neutrino interactions in all detectors of the experiment. This thesis provides expected number of neutrino interactions for near and far water Cherenkov detectors and near scintillator based detector. While calculating the neutrino oscillation probabilties, matter eects were taken into the account and compared to the vacuum oscillations. Comparison between expected number of interactions for dierent CP values has been made, clearly demonstrating sensitivity to CP . It is shown that the results do not depend much on the matter effects
High sensitivity optical magnetometry
No full textOptičko mjerenje magnetskih polja obuhvaća skup metoda kojima se mjeri jakost magnetskog polja na temelju njegove interakcije s elektromagnetskim zračenjem. Ovaj rad bavi se metodom koja koristi Faradayev efekt; pojavu u kojoj dolazi do rotacije linearno polariziranog elektromagnetskog zračenja uslijed djelovanja magnetskog polja
Conceptual approach to selected contents of quantum mechanics
No full textU ovom diplomskom radu je uz odgovarajuću teorijsku podlogu, predstavljeno istraživanje o studentskom razumijevanju koncepata iz nerelativističke kvantne mehanike na preddiplomskoj i diplomskoj razini sveučilišnih studija fizike. Ciljana pitanja u istraživanju uključuju: skup valjanih valnih funkcija, očekivanu vrijednost, vezana i stanja raspršenja, stacionarna i nestacionarna stanja, kvantna mjerenja, ulogu hamiltonijana, vremensku ovisnost valne funkcije i drugo. Otkriveno je da studenti preddiplomskih i diplomskih studija imaju mnogo poteškoća sa spomenutim konceptima te da računalne simulacije i interaktivne animacije temeljene na istraživanju mogu značajno smanjiti te poteškoće
Noether's theorems
No full textU ovom radu ukratko je opisan život Emmy Noether te neka njena istaknuta postignuća u matematici i fizici. Ukratko je opisan Lagrangeov formalizam u čestičnoj mehanici, izvedene su Lagrangeove generalizirane jednadžbe iz Newtonovih jednadžbi te je prikazan varijacijski princip. Objašnjeni su pojmovi aktivne i pasivne transformacije fizikalnog sustava, pojam simetrije i kvazisimetrije te su prikazani postupci on-shell i of-shell varijacija. Iskazan je prvi Noetherin teorem u Lagrangeovom formalizmu s riješenim primjerima koji povezuju osnovne očuvane veličine s pripadnim simetrijama. Ukratko je opisan Hamiltonov formalizam, kanonske transformacije te Poissonove zagrade ˇsto je potrebno za prikaz inverza Noetherinog teorema u Hamiltonovom formalizmu čiji je dokaz i prikazan s nekim primjerima očuvanih veličina. Ukratko je objašnjen Lagrangeov formalizam u klasičnoj teoriji polja te iskaz prvog Noetherinog teorema