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

1. Opintojakson nimi

Elektrodynamiikka I

Elektrodynamik I

Electrodynamics I

2. Opintojakson tunniste (koodi)

FYS2016

Aikaisemmat leikkaavat opintojaksot 537011 Elektrodynamiikka I , 5 op.

3. Opintojakso pakollisuus/valinnaisuus

Opintojaksosta vastaa fysikaalisten tieteiden kandiohjelma.

Opintojakso kuuluu pakollisena teoreettisen fysiikan aineopintokokonaisuuteen (FYS2300). 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), teoreettisen fysiikan opintokokonaisuuteen (FYS1500) 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 III. Katso tarkemmat opintosuuntakohtaiset ohjeet opintojen ajoitusmalleista.

6. Opintojakson järjestämisajakohta lukukauden/ periodin tarkkuudella

Opintojakso järjestetään vuosittain kevätlukukaudella 3.periodissa.

7. Opintojakson laajuus opintopisteinä

5 op

8. Opintojaksosta vastaava opettaja


9. Opintojakson osaamistavoitteet


Opintojakson suorittanut osaa kirjoittaa Maxwellin yhtälöt differentiaalimuodossa unissaankin. Hän osaa ratkaista sähkö- ja magnetostatiikan keskeisiä ongelmia riittävän symmetrisissä tapauksissa soveltaen Laplacen yhtälöä, käyttäen kuvavarausmenetelmää ja sähkö ja magneettikenttien rajapintaehtoja. Oppilas osaa soveltaa vektrorianalyysin keskeisiä menetelmiä (divergenssi, roottori, Gaussin ja Stokesin lauseet) sähkömagnetismin ongelmiin. Hän osaa konstruoida sähkömagneettisen kentän energian lausekkeet ja pystyy tarkastelemaan energian säilymistä Poyntingin teoreeman avulla.  Hän osaa soveltaa Faraday lakia sähkömagneettisen induktion tarkasteluun ja pystyy selittämään kentänmuutosvirran idean Ampèren ja Maxwellin laissa.


10. Opintojakso toteutus


Kurssi opetetaan 7 viikon mittaisena luentokurssina, joihin liittyy viikottaiset laskuharjoitukset. Kurssi on mahdollista suorittaa etänä lukemalla kurssikirja, palauttamalla kotitehtävät assistenteille sähköisesti. 

Kurssin suoritus muodostuu arvosteltavista laskuharjoitustehtävistä sekä loppukokeesta. Luennoitsijan kanssa sopien kurssin voi suorittaa myös suoraan tentissä. 


11. Edeltävät opinnot tai edeltävä osaaminen


FYS1001 Vuorovaikutukset ja kappaleet, FYS1002 Vuorovaikutukset ja aine, FYS1003 Sähkömagnetismi, FYS1004 Säteilykentät ja fotonit

FYS1010 Matemaattiset apuneuvot I, FYS1011 Matemaattiset apuneuvot II, FYS1012 Matemaattiset apuneuvot III

FYS2010 Fysiikan matemaattiset menetelmät Ia, FYS2011 Fysiikan matemaattiset menetelmät Ib


12. Suositeltavat valinnaiset opinnot


Erittäin suositeltavaa ottaa viimeistään samalla lukukaudella kurssit

FYS2012 Fysiikan matemaattiset menetelmät IIa

FYS2013 Fysiikan matemaattiset menetlmät IIb


13. Opintojakson sisältö


Staattinen sähkökenttä (Gaussin laki, sähköinen dipoli, Laplacen yhtälön ratkaiseminen karteesissa, pallo- ja sylinterikoordinaatistoissa)

Sähkökenttä väliaineessa (sähköinen polariosituma, sähkövuon tiheys, dielektrisyys ja suskeptiivisuus, sähkökenttä eristeiden rajapinnalla)

Sähköstaattinen energia (varausjoukon potentiaalienergia, sähköstaattisen kentän energia, sähkökentän voimavaikutukset)

Staattinen magneettikenttä (sähkövirta, Biot'n ja Savartin laki, Ampèren laki, virtasilmukan magenettimomentti, magneettikentän potentiaaliesitys, Lorentzin voima)

Magneettikenttä väliaineessa (magnetoituma, magneettikentä voimakkuus, sukeptiivisuus ja permeabiliteetti, magneettikenttävektoreiden rajapintaehdot

Sähkömagneettinen induktio (Faradayn laki, itse- ja keskinäisinduktio)

Magneettinen energia (kytkettyjen virtapiirien energia, magneettinen energiatiheys, RLC-piiri, magneettikentän voimvaikutus virtapiireihin)

Maxwellin yhtälöt (siirrosvirta, Maxwellin yhtälöryhmä, sähkömagneettinen energia ja liikemäärä, Poynting teoreema, aaltoyhtälö tyhjiössä)


14. Suositeltava tai pakollinen kirjallisuus


Kurssikirja: H. Koskinen, Elektrodynamiikka, Limes ry 2017 (luvut 1-9)

Suositeltavaa oheilukemistoa:

Reitz, Milford, Christie, Foundations of Electromagnetic Theory, Addison-Wesley (useita painoksia) 

Feynman, Leighton, Sands, The Feynman lectures on Physics, Vol II, Addison-Wesley (avoin verkkoversio http://feynmanlectures.caltech.edu)

Jackson, Classical Electrodynamics, Wiley (useita painoksia)


15. Oppimista tukevat aktiviteetit ja opetusmenetelmät


Viikottaiset luennot ja arvioitavaksi palautettavat laskuharjoitukset.


16. Arviointimenetelmät ja –kriteerit sekä arvosteluasteikko


Käytetään normaalia arvosteluasteikkoa 0 - 5. Kotitehtävät määräävät 25% loppuarvosanasta.


17. Opetuskieli


Kurssi luennoidaan luennoitsijasta riippuen joko suomen tai englannin kielellä. Vaihto-oppilaille järjestetään mahdollisuus tehdä laskuharjoitukset englanniksi ja suorittaa loppukoe englanniksi/ruotsiksi. 





  • No labels