Kimmo- ja värähdysoppi
| Rakennetyyppi: | Opintojakso |
|---|---|
| Koodi: | IEYX0503 |
| Tyyppi: | Pakollinen |
| OPS: | EY 2015 |
| Taso: | Insinööri (AMK) |
| Opiskeluvuosi: | 2 (2016-2017) |
| Laajuus: | 3 op |
| Vastuuopettaja: | Mäkinen, Seppo |
| Opetuskieli: | Suomi |
Toteutukset lukuvuonna 2016-2017
| Tot. | Ryhmä(t) | Opiskeluaika | Opettaja(t) | Kieli | Ilmoittautuminen |
|---|---|---|---|---|---|
| 2 | I-EY-2N | 9.1.2017 – 30.4.2017 | Tuomo Toimela | Suomi | 12.12.2016 – 16.1.2017 |
Osaamistavoitteet
Opintojakson jälkeen opiskelija tuntee kiinteän aineen erityyppiset kimmo-ominaisuudet ja niitä kuvaavat kimmokertoimet. Hän ymmärtää kimmoisuuden ja lämpötilan väliset yhteydet ja osaa laskea annetun rakenteen lämpöjännityksen. Opintojakson aikana opiskelija oppii mallintamaan matemaattisesti ideaalisen jousi-massasysteemin harmonisen värähdysliikkeen sekä tällaisten värähtelijöiden muodostaman mekaanisen aaltoliikkeen. Oppia sovelletaan sähkömagneettisten aaltojen mallintamiseen. Opintojakson toisessa osassa opitaan aineen mikroskooppinen rakenne, Bohrin atomimalli sekä atomin energiatilojen ja atomin emittoimien spektriviivojen välinen yhteys. Atomimallia sovelletaan puolijohteiden kuvaamiseen, opitaan p- ja n-tyyppisten puolijohteiden tärkeimmät ominaisuudet sekä niiden yhdistelmien (diodi, transistori) merkitys modernille puolijohdeteollisuudelle. Lopussa opitaan yleisimpien atomifysikaalisten ja puolijohteisiin liittyvien sovellusten toimintaperiaate. Opintojakson aikana tehdään kurssin aihepiiriin liittyviä laboratoriomittauksia, tulokset analysoidaan ja mittauksista kirjoitetaan raportteja, jotka sisältävät täydellisen virhelaskennan.
Opiskelijan työmäärä
Kokonaistyömäärä on 81 h, mistä työjärjestyksessä olevaa opiskelua 42 h.
Edeltävät opinnot / Suositellut valinnaiset opinnot
Virtaus- ja termodynamiikka.
Sisältö
Material mikroskooppinen rakenne, kimmoisuuden lajit, kimmomodulit, lämpöjännitys, ideaalinen jousi-massasysteemi, mekaaninen aaltoliike, smg aaltoliike, Bohrin atomimalli, fotoni, spektriviivat, puhtaat sekä p- ja n-tyyppiset puolijohteet, pn-liitos, diodi, transistori, led, aurinkokenno, laser, loisteputki.
Opiskelumateriaali
Pentti Inkinen, Jukka Tuohi: "Momentti 2, Insinöörifysiikka", Otava.
Opetusmuoto / Opetusmenetelmät
Opiskelu tapahtuu oppitunneilla, joilla käsitellään aihepiirin fysikaalisia teorioita, laskuesimerkkejä ja sovelluksia. Lisäksi opiskelijat ratkaisevat laskuharjoitustehtäviä itsenäisesti kotitehtävien muodossa. Opintojakson suoritukseen kuuluu myös laboratoriomittauksia. Mittaukset tehdään 3 opiskelijan pienryhmissä.
Arviointikriteerit
Arvosana 1: Opiskelija osaa myöhempien opintojen ja työelämän kannalta välttämättömät opintojakson asiat.
Arvosana 3: Opiskelija osaa hyvin hyödyntää opintojakson asioita.
Arvosana 5: Opiskelija osaa luovasti soveltaa opintojakson asioita.
Arviointimenetelmät
Opintojakson arvosana määräytyy kokeiden, laskuharjoitusaktiivisuuden ja laboratoriotyöskentelyn perusteella. Opiskelijan tulee ratkaista vähintään 25 % annetuista kotitehtävistä, hänen tulee osallistua kaikkiin laboratoriossa tehtäviin mittauksiin ja niistä tulee kirjoittaa 2 raporttia hyväksytysti.