Page tree
Skip to end of metadata
Go to start of metadata

1. Opintojakson nimi

Säteilykentät ja fotonit

Strålningsfält och fotoner

Radiation Fields and Photons

2. Opintojakson tunniste (koodi)

FYS1004

Aikaisemmat leikkaavat opintojaksot 530284 Säteilykentät ja fotonit, 5 op ja A530284 Avoin yo: Säteilykentät ja fotonit, 5 op.

3. Opintojakso pakollisuus/valinnaisuus


-mikä koulutusohjelma vastaa opintojaksosta
-mihin opintokokonaisuuteen opintojakso kuuluu
-onko opintojakso tarjolla muiden koulutusohjelmien opiskelijoille


4. Opintojakson taso (alempi/ylempi/tohtori /eurooppalaisen viitekehyksen(EQF) tasot 6,7,8)

Kanditaso=alempi korkeakoulututkinto/EQF-taso 6

5. Opintojakson suositeltu suoritusajankohta/vaihe


-suoritusajankohtaa voidaan suositella esim. tiettyjen opintojaksojen suorittamisen jälkeen

6. Opintojakson järjestämisajakohta lukukauden/ periodin tarkkuudella


-järjestetään kevät- tai syyslukukaudella, tai molemmilla
-mainitaan, mikäli opintojaksoa ei järjestetä joka vuosi
-periodi

7. Opintojakson laajuus opintopisteinä

5 op

8. Opintojaksosta vastaava opettaja


9. Opintojakson osaamistavoitteet

Opiskelija osaa soveltaa Maxwellin yhtälöitä ajasta riippuvien sähköisten ja magneettisten ilmiöiden kuvaamiseen. Hän ymmärtää sähkömagneettisen säteilyn synnyn mekanismin ja osaa ratkaista sähkömagneettisen aallon etenemiseen liittyviä ongelmia, mm. väliaineessa ja rajapinnoilla ja diffraktioilmiössä. Opiskelija osaa tehdä ennusteita hiukkasten aaltoluonteen pohjalta.  Opiskelija ymmärtää Maxwellin yhtälöiden merkityksen integraali ja differentiaalimuodossa. Hän osaa käyttää nabla-operaattoria ja kuvata aaltoliikettä matemaattisesti  kompleksisen eksponenttifunktion tai trigonometristen funktioiden avulla.


10. Opintojakso toteutus

Kurssi suoritetaan joko arvosteltavaksi palautettavilla laskuharjoituksilla ja kurssikokeella tai vaihtoehtoisesti laitostentillä

11. Edeltävät opinnot tai edeltävä osaaminen


Suositeltavat esitiedot: FYS1003 Sähkömagnetismi ja FYS1012 Matemaattiset apuneuvot III


 

12. Suositeltavat valinnaiset opinnot


Suositellaan kurssin FYS1005 Fysiikan perusopintojen laboratoriotyöt samanaikaista suorittamista.

13. Opintojakson sisältö

Gaussin laki ja Amperen kiertämälaki, vuo 

Induktio ja Faradayn laki. Induktanssi, RL ja RLC piirien käsittely.

Maxwellin yhtälöt sekä integraali- että differentiaalimuodossa – tyhjiössä ja homogeenisessa eristeessä.

Sähkömagneettisen säteilyn synty, säteilyn liikemäärä- ja energiatiheys, aaltoyhtälö

Pallo- ja tasoaalto, sinimuotoisesti värähtelevä sähkömagneettinen aalto. Aaltojen trigonometrinen ja kompleksiesitys. 

Smg-aalto väliaineessa, sironta, taittuminen, polarisaatio ja polarisoituminen.

Smg-aalto kohtisuoralla rajapinnalla – heijastuminen ja läpäisykertoimet.

Taipuminen ja  diffraktio, monen leveän raon diffraktiokuvion intensiteetti analyyttisesti. Babinetin periaate.

Aineaallot, hiukkasdiffraktio, valosähköinen ilmiö ja Comptonin sironta, hiukkasten ja valon dualistinen malli.


14. Suositeltava tai pakollinen kirjallisuus

Kurssikirjana toimii Chabay and Sherwood: Matter & Interactions, luvut 23-25.

Vaihtoehtoiseksi materiaaliksi  ja oheislukemistoksi sopivat esimerkiksi:

  • Knight: Physics for scientists and engineers, a strategic approach
  • Giancoli: Physics for scientists & engineers
  • Young & Freedman: University physics
  • Kurki-Suonio: Aaltoliikkeestä dualismiin

 


15. Oppimista tukevat aktiviteetit ja opetusmenetelmät


Viikottaiset luennot, opiskelijan itsenäinen työskentely, viikoittain palautettavat laskuharjoitukset, joita lasketaan osittain laskupajoissa assistenttien tuella pienryhmissä ja osittain itsenäisesti. Laskuharjoitukset palautetaan assistenteille jotka pisteyttävät ne. Kurssin kokonaistyömäärä on 135 tuntia.


16. Arviointimenetelmät ja –kriteerit sekä arvosteluasteikko


Arvosanan määräytyminen (Fysiikan perusopetuksen pelisäännöt).


17. Opetuskieli


suomi

 

 

 

 

  • No labels