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


Vastaavat opintojaksot:

  • 530284 Säteilykentät ja fotonit, 5 op
  • A530284 Säteilykentät ja fotonit, 5 op
  • AYFYS1004 Avoin yo: Säteilykentät ja fotonit, 5 op
  • 530294 Strålningsfält och fotoner, 5 op
  • FYS1009 Strålningsfält och fotoner, 5 op
  • AY1009sv Öppna uni: Strålningsfält och fotoner, 5 op
  • BSPH1004 Radiation fields and photons, 5 op

3. Opintojakso pakollisuus/valinnaisuus

Opintojaksosta vastaa fysikaalisten tieteiden kandiohjelma.

Opintojakso kuuluu pakollisena fysiikan perusopintokokonaisuuteen (FYS1100).

Opintojakso on tarjolla muiden koulutusohjelmien opiskelijoille. Muiden koulutusohjelmien opiskelijat voivat sisällyttää opintojakson myös fysiikan opintokokonaisuuteen (FYS1400) tai fysikaalisten tieteiden opintokokonaisuuteen (FYS1900).


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

Kanditaso=alempi korkeakoulututkinto/EQF-taso 6. Perusopinnot

5. Opintojakson suositeltu suoritusajankohta/vaihe


Suositeltu suoritusajankohta fysikaalisten tieteiden kandiohjelmassa: 1. opiskeluvuosi, periodi IV. Katso tarkemmat opintosuuntakohtaiset ohjeet opintojen ajoitusmalleista.

6. Opintojakson järjestämisajakohta lukukauden/ periodin tarkkuudella


Opintojakso järjestetään vuosittain kevätlukukaudella 4.periodissa.

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. Hän ymmärtää yksinkertaisten linssisysteemien periaatteet geometrisen optiikan perusteista lähtien.


10. Opintojakso toteutus

Kurssi suoritetaan joko arvosteltavaksi palautettavilla laskuharjoituksilla ja kurssikokeella tai vaihtoehtoisesti yleistentillä.

11. Edeltävät opinnot tai edeltävä osaaminen


Suositeltavat esitiedot: FYS1003 Sähkömagnetismi ja FYS1012 Matemaattiset apuneuvot III.

12. Suositeltavat valinnaiset opinnot


Suositellaan kurssin FYS1017 Fysiikan perusopintojen laboratoriotyöt II 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.
  • Linssiyhtälöt.


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

Arvosteluasteikko 0-5.

Arvosanan määräytyminen

(Fysiikan perusopetuksen pelisäännöt).


17. Opetuskieli


suomi





  • No labels