Laajuus: 5
Aikataulu: 07.01.2019 - 22.02.2019
Kurssin yhteystiedot (koskee tätä kurssikertaa):
Päivitetty 5.1. 2019
Kurssista vastaa Matti Stenroos (matti.stenroos@aalto.fi).
Assistentteina toimivat Aino Tervo, Antti Mäkinen ja Joonas Iivanainen (etunimi.sukunimi@aalto.fi)
Viestintään käytetään kurssin opetettavan asian ja järjestelyjen osalta MyCourses-sivuston uutis- ja keskustelutoimintoa, yksityisemmissä asioissa sähköpostia.
Opetusperiodi (voimassa 01.08.2018-31.07.2020):
III
Osaamistavoitteet (voimassa 01.08.2018-31.07.2020):
Kurssin käytyään opiskelija osaa
- Selostaa sähkö- ja magneettikenttien syntymekanismit ja peruspiirteet
- Luetella kokeelliset sähkö- ja magnetismiopin lait
- Soveltaa vektorialgebraa sähkö- ja magnetismiopin kenttäteoreettiseen käsittelyyn
- Johtaa Maxwellin yhtälöt lähtien kokeellisista laeista
- Kirjoittaa Maxwellin yhtälöt eri muodoissaan
- Ratkaista sähkö- ja magnetostatiikan kenttä- ja potentiaaliprobleemia lähtien Maxwellin yhtälöistä
- Kuvailla johtavaa, polarisoituvaa ja magnetoituvaa väliainetta kenttäteoreettisesti
- Lukea alan kirjallisuutta.
Sisältö (voimassa 01.08.2018-31.07.2020):
Staattiset sähkö- ja magneettikentät tyhjössä ja väliaineessa, sähkömagneettinen induktio, Maxwellin kentänmuutosvirta, Maxwellin yhtälöiden johto, Maxwellin yhtälöt eri muodoissa, sähkö- ja magnetostatiikan kenttä- ja potentiaaliongelmia; johtavan, polarisoituvan ja magnetoituvan väliaineen kuvaus kentillä.
Tarkennukset kurssin sisältöön (koskee tätä kurssikertaa):
ks. Luentorunko-alasivu
Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet (voimassa 01.08.2018-31.07.2020):
Suorittaminen: tentti, laskuharjoitukset, esseet. Laskuharjoitukset ja esseet muodostavat osan kurssin kokonaispisteistä, ja esseiden pitää olla hyväksytysti palautettu ennen kuin tenttiin voi ilmoittautua.
Tarkennetut arviointiperusteet ja -menetelmät ja tutustuminen arviointiin (koskee tätä kurssikertaa):
Kurssi suoritetaan tentillä (24 pistettä), viikottaisilla laskuharjoituksilla (9 pistettä) ja viikottaisilla koostetehtävillä (3 pistettä). Tentti ja koostetehtävät ovat pakollisia, laskarit erittäin suositeltavia (käytännössä välttämättömiä hyvään arvosanaan pyrittäessä). Koostetehtävät ovat uusi tehtävämuoto joka korvaa aiemmin käytetyt esseet.
Laskarit ja koostetehtävät on palautettava määräaikaan mennessä kurssin opetuskaudella. Pisteytetyt ja kommentoidut tehtävät palautetaan opiskelijoille saman viikon aikana. Opiskelijan tulee perehtyä kommentteihin. Osasuoritusten pisteet ovat voimassa seuraavan vuoden kurssin alkuun asti.
Jos opiskelija ei palauta koostetehtäviä määräaikaan mennessä tai ota ennen määräaikaa yhteyttä vastuuopettajaan, hänen katsotaan keskeyttäneen kurssi (poikkeuksena akuutti sairastuminen).
Työmäärä toteutustavoittain (voimassa 01.08.2018-31.07.2020):
24h luentoja, 12h laskuharjoituksia/muuta opetusta, 94h itsenäistä opiskelua (yhteensä 130h)
Tarkennettu kuormittavuuslaskelma (koskee tätä kurssikertaa):
Oletamme suositelluilla esitiedoilla varustetun fyysikko-opiskelijan panostavan kurssiin n. 20 tuntia viikossa, alkaen ensimmäisestä viikosta.
Suositus viikottaisesta ajankäytöstä:- Luentoihin valmistautuminen oppikirjaa lukemalla: 2h
- Luennot 3,5 h
- Laskaritehtäviin tutustuminen ennen harjoitussessiota: 1h
- Harjoitussessiot 1,75–3,5 h
- Omatoiminen tehtävien ratkaisu yksin tai pienryhmässä ja koostetehtävien kirjoitus: 8–10 h
- Luennolla käsiteltyjen asioiden kertaaminen / syventävä opiskelu oppikirjan avulla: 2h.
Osa laskaritehtävistä ratkaistaan tietokoneen avulla; mikäli et ole käyttänyt Matlabia (tai NumPy/SciPy-paketteja Pythonissa), työmäärä saattaa kurssin alkuvaiheessa olla hieman yllä kuvattua suurempi. Mikäli laskurutiinia ei ole päässyt kertymään tai matematiikan kursseja on jäänyt rästiin, tarvinnet enemmän aikaa.
Olennaista on jatkuva työskentely, sillä asiat rakentuvat aiemmin käsiteltyjen päälle.
Kurssi perustuu opiskelijan jatkuvaan oppimistyöhön, jossa laskuharjoitusten tekeminen on olennaisessa roolissa.
Oppimateriaali (voimassa 01.08.2018-31.07.2020):
Griffiths: Introduction to Electrodynamics.
Tarkennukset oppimateriaaliin (koskee tätä kurssikertaa):
- Harjoitustehtäviin jaetaan harjoituksen palautuksen jälkeen lyhyet kirjalliset ratkaisuohjeet
- Kurssin MyCourses-sivuilla jaetaan satunnaisesti lisämateriaalia, esim. esimerkkejä
- Kurssilla on käytössä kaavakokoelma, joka jaetaan tenttitilaisuudessa.
Korvaavuudet (voimassa 01.08.2018-31.07.2020):
Korvaa kurssit BECS-C2102, Tfy-0.3141 ja Tfy-99.3226
Esitiedot (voimassa 01.08.2018-31.07.2020):
1. vuoden sähkömagnetismin projektikurssi, 1,5 vuoden matematiikan kurssit (vektorit, differentiaali- ja integraalilaskenta, osittaisdifferentiaaliyhtälöt)
Arvosteluasteikko (voimassa 01.08.2018-31.07.2020):
0 - 5
Ilmoittautuminen (voimassa 01.08.2018-31.07.2020):
Ilmoittautuminen WebOodissa
Toteutuksen lisätiedot (koskee tätä kurssikertaa):
Kurssi on suunniteltu teknillisen fysiikan pääaineopiskelijoille, ja järjestelyt hoidetaan tämän porukan ehdoilla. Lisäksi kurssi soveltuu matemaattis–fysikaalisesti orientoituneelle BioIT-opiskelijalle.
Jos et ole fyssan tai BioITn pääaineopiskelija tai TFM/BIO-koulutusohjelmasta tuleva sivuaineopiskelija, ole hyvä ja ota yhteyttä luennoitsijaan ennen ilmoittautumista tai ensimmäisellä luennolla.
Kurssin aikataulu (koskee tätä kurssikertaa):
- Laskarien ja koostetehtävien palautusaika: tiistai klo 10:00 mennessä
- Pisteytettyjen ja kommentoitujenlaskareiden palautus opiskelijalle: viimeistään torstain harjoitusten alussa
- Tentti: pe 22.2. klo 13–16
- Opettaja: Stenroos Matti