Modernin fysiikan perusteet
| Rakennetyyppi: | Opintojakso |
|---|---|
| Koodi: | ITTA0303 |
| OPS: | TT 2020V |
| Taso: | Insinööri (AMK) |
| Opiskeluvuosi: | 2 (2021-2022) |
| Lukukausi: | Syksy |
| Laajuus: | 3 op |
| Vastuuopettaja: | Mäkinen, Seppo |
| Opetuskieli: | Suomi |
Toteutukset lukuvuonna 2021-2022
| Tot. | Ryhmä(t) | Opiskeluaika | Opettaja(t) | Kieli | Ilmoittautuminen |
|---|---|---|---|---|---|
| 3001 | TT2020V-2A | 1.8.2021 – 24.10.2021 | Jussi Ojanen | Suomi | 1.8.2021 – 6.9.2021 |
Osaamistavoitteet
Opiskelija oppii mekaanisten ja sähkömagneettisten värähtelyiden kuvaamiseen käytettävät fysikaaliset mallit. Kytkettyjä värähtelijöitä yhdistämällä muodostetaan mekaanista ja sähkömagneettista aaltoliikettä. Opiskelija saa kuvan modernin fysiikan syntyyn liittyvistä ilmiöistä sekä kvanttifysiikan tärkeimmistä tuloksista. Opintojaksolla opiskellaan tärkeimmät fotoniin, atomiin ja atomiytimeen 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
108 h, josta lukujärjestykseen merkittyä lähiopiskelua 56 h.
Oman oppimisen arviointi 1 h sisältyy lähiopetukseen.
Edeltävät opinnot / Suositellut valinnaiset opinnot
Sähkö ja magnetismi.
Sisältö
Vaimenematon ja vaimeneva värähtely, aaltoliike, sähkömagneettinen värähtely ja sen synnyttämä aaltoliike, kvanttifysiikan perusteet, fotoni, Bohrin atomimalli, atomifysiikan sovelluksia, atomiytimet.
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 5: Opiskelija tuntee kaikki opintojaksolla käsitellyt fysiikan suureet ja yksiköt, ja ymmärtää niiden väliset yhteydet. Opiskelija osaa soveltaa opintojaksolla käsiteltyjä luonnonlakeja itsenäisesti monimutkaisten opintojakson alaan kuluvien ongelmien ratkaisemisessa.
Arvosana 3: Opiskelija tuntee suurimman osan opintojaksolla käsitellyistä fysiikan suureista ja yksiköistä, ja ymmärtää merkittävän osan niiden välisistä yhteyksistä. Opiskelija osaa soveltaa opintojaksolla käsiteltyjä luonnonlakeja opintojakson alaan kuluvien keskivaikeiden ongelmien ratkaisemisessa.
Arvosana 1: Opiskelija tuntee tärkeimmät opintojaksolla käsitellyt fysiikan suureet ja yksiköt, ja ymmärtää tärkeimmät niiden välisistä yhteyksistä. Opiskelija osaa soveltaa opintojaksolla käsiteltyjä luonnonlakeja opintojakson alaan kuluvien yksinkertaisten ongelmien ratkaisemisessa.
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.