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

1. Opintojakson nimi

Kvanttifysiikan sovelluksia - Atomit ja molekyylit

Kvantfysik tillämpningar - Atomer och molekuler

Quantum physics applications - Atoms and molecules

2. Opintojakson tunniste (koodi)

FYS2005

Vastaavat opintojaksot

  • 530288 Atomit ja molekyylit, 3 op
  • FYS2025 Kvantfysikens tillämpningar - Atomer och molekyler, 5 op
  • BSPH2005 Applications of quantum physics I: atoms and molecules, 5 op

3. Opintojakso pakollisuus/valinnaisuus

Opintojaksosta vastaa fysikaalisten tieteiden kandiohjelma.

Opintojakso kuuluu pakollisena fysiikan (FYS2100) ja fysiikan laaja-alaisen kandin (FYS2200) aineopintokokonaisuuksiin. Muilla fysikaalisten tieteiden opintosuunnilla opintojakson voi sisällyttää valinnaisiin aineopintoihin.

Opintojakso on tarjolla muiden koulutusohjelmien opiskelijoille. Muiden koulutusohjelmien opiskelijat voivat sisällyttää opintojakson fysikaalisten tieteiden opintokokonaisuuteen (FYS1900) tai fysiikan aineopintokokonaisuuteen (FYS2700).


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

Kanditaso=alempi korkeakoulututkinto/EQF-taso 6. Aineopinnot

5. Opintojakson suositeltu suoritusajankohta/vaihe

Suositeltu suoritusajankohta fysikaalisten tieteiden kandiohjelmassa: 2. 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

Osaa kvanttifysiikan perusteet ymmärtäen etenkin aaltomekaniikan käsitteet ja perusperiaatteet. Ymmärtää kuinka ja missä olosuhteissa kvanttimekaniikka ja klassinen mekaniikka yhtyvät toisiinsa. Ymmärtää kuinka kvanttimekaniikkaa voi käsitellä kolmessa ulottuvuudessa yksinkertaisimmissa fysikaalisissa tilanteissa kuten vetyatomin tapauksessa. Osaa statistisen mekaniikan käsitteet ja jakaumat ja ymmärtää mistä ne tulevat, sekä pystyy hyödyntämään niitä myös kvanttimekaanisten jakaumien tarkastelussa. Pystyy näkemään kuinka atomeista siirrytään edelleen kohti molekyylejä.


10. Opintojakso toteutus

Kurssi suoritetaan osittain arvosteltavaksi palautettavilla laskuharjoituksilla ja kurssikokeella tai vaihtoehtoisesti tentillä. Laskuharjoitukset eivät ole pakollisia, mutta aktiivisuus laskuharjoituksissa vaikuttaa positiivisesti arvosanaan.


11. Edeltävät opinnot tai edeltävä osaaminen

Oletuksena on, että kurssille osallistujat ovat aikaisemmin suorittaneet opintojakson FYS2003 Kvanttifysiikan perusteet tai hankkineet vastaavat taustatiedot.


12. Suositeltavat valinnaiset opinnot


Aiheesta kiinnostuneita kannustetaan jatkamaan muun muassa opintojaksolle FYS2006 Kvanttifysiikan sovelluksia - Tiivis aine ja alkeishiukkaset, kvanttimekaniikkaa hyödyntäville syventäville kursseille sekä kvanttimekaanisia menetelmiä käsitteleville laskennallisten tieteiden opintojaksoille.

13. Opintojakson sisältö


Lyhyt kvanttimekaniikan taustan keskustelu johdantona opintojaksoon. Kvanttimekaniikan ja klassisen mekaniikan välinen kytkentä. Aaltomekaniikkaa kolmessa ulottuvuudessa: Radiaaliyhtälö ja sen ratkaisut Coulombin potentiaalin tapauksessa. Vetyatomin elektronin aaltofunktiot, vetyatomin spektri. Monielektroniaaltofunktio ja identtisten hiukkasten symmetriaominaisuudet. Atomien elektroniverhon rakenne, jaksollinen järjestelmä. Statistisen mekaniikan perusteet ja sen keskeiset jakaumat sekä klassisten ja kvanttimekaanisten jakaumien erot. Ajan salliessa myös atomi magneettikentässä ja Zeemanin ilmiö.


14. Suositeltava tai pakollinen kirjallisuus


  • Randy Harris: Modern Physics (2nd edition, Pearson, 2014). Valikoiden kirjan alusta taustamateriaalia, mutta pääosin kappaleet 7-9 ja osittain kappale 10.
  • Täydentävänä materiaalina luentomuistiinpanot.


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.


16. Arviointimenetelmät ja –kriteerit sekä arvosteluasteikko

Arvosteluasteikko 0-5.

Arvosanan määräytyminen (Fysiikan perusopetuksen pelisäännöt).


17. Opetuskieli

Suomi. Tarvittaessa englanti.





  • No labels