Värähtelyt ja moderni fysiikka
| Rakennetyyppi: | Opintojakso |
|---|---|
| Koodi: | IXP0504 |
| Tyyppi: | Pakollinen / Perusopinnot |
| OPS: | I-KT 2005 / I-RT 2005 / I-ST 2005 / I-TT 2005 / I-YT 2005 |
| Taso: | Insinööri (AMK) |
| Opiskeluvuosi: | 2 (2006-2007) |
| Laajuus: | 3 op |
| Vastuuopettaja: | Käräjämäki, Esa |
| Opetuskieli: | Suomi |
Toteutukset lukuvuonna 2006-2007
| Tot. | Ryhmä(t) | Opiskeluaika | Opettaja(t) | Kieli | Ilmoittautuminen |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 8.1.2007 – 4.5.2007 | Carl Källman | Suomi | 11.12.2006 – 14.1.2007 | |
| 2 | 8.1.2007 – 4.5.2007 | Esa Käräjämäki | Suomi | 11.12.2006 – 14.1.2007 | |
| 3 | I-KT-2A, I-KT-2B | 8.1.2007 – 4.5.2007 | Tuomo Toimela | Suomi | 11.12.2006 – 14.1.2007 |
| 4 | 8.1.2007 – 4.5.2007 | Esa Käräjämäki | Suomi | 11.12.2006 – 14.1.2007 | |
| 5 | 8.1.2007 – 4.5.2007 | Esa Käräjämäki | Suomi | 11.12.2006 – 14.1.2007 | |
| 6 | 8.1.2007 – 4.5.2007 | Tuomo Toimela | Suomi | 11.12.2006 – 14.1.2007 |
Osaamistavoitteet
Opiskelija oppii mekaanisten ja sähkömagneettisten värähtelyiden kuvaamiseen käytettävät fysikaaliset mallit sekä näihin liittyvät luonnonlait. Kytkettyjä värähtelijöitä yhdistämällä muodostetaan mekaanista ja sähkömagneettista aaltoliikettä, joihin tutustutaan mm. ääniaaltoon ja valoon liittyviä luonnonlakeja opiskelemalla. Opiskelija saa kuvan modernin fysiikan syntyyn liittyvistä ilmiöistä sekä kvanttifysiikan tärkeimmistä tuloksista. Opintojaksolla opiskellaan tärkeimmät fotoniin, atomiin ja atomiytimen radioaktiivisuuteen liittyvät luonnonlait. Lisäksi saadan käsitys kiteisen aineen energiavyörakenteesta, metallien ja puolijohteiden eroista sekä puolijohteiden tavallisimmista teknillisistä sovelluksista. Opiskelija saa kuvan kvanttifysiikan perusilmiöistä ja niiden teknillisistä sovelluksista. Teoreettisten opintojen rinnalla opiskelija oppii tutkimaan opittuja luonnonlakeja kokeellisesti laboratorioympäristössä. Mittaustuloksille tehdään perusteellinen analyysi, johon joissain tapauksissa sisältyy täydellinen virhelaskenta. Kukin opiskelija kirjoittaa 2 raporttia tekemistään mittauksista.
Opiskelijan työmäärä
Kokonaistyömäärä on 81 h, mistä työjärjestyksessä olevaa opiskelua 48 h. Oman oppimisen arviointi 1 h sisältyy lähiopetukseen.
Edeltävät opinnot / Suositellut valinnaiset opinnot
Mekaniikka, Sähkö ja magnetismi
Sisältö
Vaimenematon ja vaimeneva värähtely, aaltoliike, äänioppi, sähkömagneettinen värähtely ja sen synnyttämä aaltoliike, interferenssi ja diffraktio, kvanttifysiikan perusteet, fotoni, Bohrin atomimalli, atomifysiikan sovelluksia, atomiytimet, radioaktiivisuus ja sen teknilliset sovellukset, ydinenergia.
Opiskelumateriaali
Pentti Inkinen, Reijo Manninen, 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 tentin, laskuharjoitusaktiivisuuden ja laboratoriotyöskentelyn perusteella. Opiskelijan tulee ratkaista vähintään 25 % annetuista kotitehtävistä, ja hänen tulee tehdä hyväksytysti kaikki opintojaksoon kuuluvat laboratoriomittaukset sekä kirjoittaa vaaditut raportit.