Omfattning: 5

Tidtabel: 26.02.2019 - 09.04.2019

Ansvarslärare (är i kraft 01.08.2018-31.07.2020): 

Petri Salo (luennot)
Jani Sainio (laboratoriotyöt)

Undervisningsperiod (är i kraft 01.08.2018-31.07.2020): 

IV kevät (2018-2019, 2019-2020)

Lärandemål (är i kraft 01.08.2018-31.07.2020): 

Kurssin suoritettuaan opiskelija osaa

  1. suorittaa fysikaalisia mittauksia ja analysoida saamiaan tuloksia,
  2. selittää valon interferenssi- ja diffraktiokuvioiden intensiteettijakauman muodostumisen,
  3. ratkaista yksinkertaisia kvanttimekaanisia systeemejä Schrödingerin yhtälön avulla,
  4. tunnistaa atomien ja kiinteän aineen ominaisuuksia pohjautuen kvanttimekaniikkaan,
  5. kertoa suppean suhteellisuusteorian perustan sekä vaikutuksen fysikaalisiin suureisiin,
  6. kuvata ydinfysiikkaan ja radioaktiivisuuteen liittyvät keskeisimmät fysikaaliset ilmiöt.

Innehåll (är i kraft 01.08.2018-31.07.2020): 

Aina välttämätön aines:

Tietäminen: Interferenssi ja diffraktio sekä röntgendiffraktio; Schrödingerin yhtälö, kvanttimekaniikan todennäköisyysluonne, Heisenbergin epätarkkuusperiaate, aalto-hiukkas-dualismi ja fotoni; Kvanttiluvut, Paulin kieltosääntö, jaksollinen järjestelmä ja spin; Kiinteän aineen rakenne, sidostyypit ja energiavyörakenne; Suppea suhteellisuusteoria: suhteellisuusperiaate ja valon nopeus tyhjiössä; Radioaktiivisuus ja hajoamislaki, ydinreaktiot ja sidosenergia.

Soveltaminen: Interferenssi ja diffraktio kaksoisraossa, hilassa ja ohuessa kalvossa; Hiukkanen potentiaalikaivossa, diskreetti energiaspektri ja nollapiste-energia; Hiukkasen sironta potentiaalivallista ja tunneloituminen; Atomin emissio- ja absorptiospektrit; Johteet, puolijohteet ja eristeet; Hiukkasen lepomassa ja relativistinen energia; Fuusio ja fissio.

Tarpeellinen ja täydentävä aines:

Tietäminen: Mustan kappaleen säteily, valosähköinen ilmiö, Comptonin sironta, vetyatomi; Aineen magneettiset ominaisuudet; Sähkönjohtuminen metalleissa ja puolijohteissa;  Suppea suhteellisuusteoria: ajan, paikan ja samanaikaisuuden suhteellisuus, relativistinen energia ja liikemäärä sekä Lorentz-muunnos; Radioaktiivisen säteilyn eri lajit.

Soveltaminen: Interferenssi- ja diffraktiokuvion intensiteettijakauma; Kvanttimekaaninen harmoninen värähtelijä; Molekyylin värähtelyspektri; Laserin toimintaperiaate; Puolijohdekomponentit; Ionisoiva säteily, sen biologiset vaikutukset ja siltä suojautuminen.

Närmare beskrivning av kursens innehåll (gäller denna kursomgång): 

LuentoAihepiiriLisätietoa
9. viikko
TI-luento
Johdanto
Interferenssi
Kurssikäytänteet. Johdanto. Interferenssi kaksoisraossa ja ohuissa kalvoissa. Intensiteettijakauma. (Giancoli § 34)
9. viikko KE-luentoDiffraktioDiffraktio raossa. Intensiteettijakauma. Diffraktiohila. Röntgendiffratio. (Giancoli § 35)
10. viikko
TI-luento
Suhteellisuus-teoriaaSuppea suhteellisuusteoria. Samanaikaisuuden, ajan ja paikan suhteellisuus. Lorentz-muunnos. Liikemäärä. Energia. (Giancoli § 36)
10. viikko KE-luentoJohdatus kvanttifysiikkaanMustan kappaleen säteily, valosähköinen ilmiö yms. Valon hiukkasluonne, fotoni. Elektronin aaltoluonne. (Giancoli § 37)
11. viikko
TI-luento
Kvantti-mekaniikkaa IAaltofunktio. Heisenbergin epämääräisyysperiaate. Schrödingerin yhtälö. Vapaa hiukkanen. (Giancoli § 38)
11. viikko KE-luentoKvantti-mekaniikkaa IIHiukkanen potentiaalikuopassa. Energian kvanttituminen. Potentiaalivalli. Tunneloituminen. (Giancoli § 38)
12. viikko
TI-luento
Atomin rakenne IKvanttimekaaninen atomimalli. Vetyatomi. Kvanttiluvut. (Giancoli § 39)
12. viikko KE-luentoAtomin rakenne II. MolekyylitMagneettinen momentti. Spin. Paulin kieltosääntö. Magneettiset materiaalit. (Giancoli § 39, 28) Sidokset. Molekyylien spektri. (Giancoli § 40)
13. viikko
TI-luento
Kiinteä aineSidokset. Vyörakenne. Metallit ja puolijohteet. Diodi ja transistori. (Giancoli § 40)
13. viikko KE-luentoRadioaktiivisuus. YdinfysiikkaaSidosenergia. Radioaktiivinen hajoaminen. Hajoamislaki ja ajoitus.(Giancoli § 41) Ydinreaktiot. Fissio ja fuusio. (Giancoli § 42)
14. viikko
TI-luento
KertausTentin käytännön asioita. Kerrataan kurssin aihepiirit.
14. viikko KE-luentoVARALLA
Jos joku luennoista joudutaan peruuttamaan, niin tämä luento korvaa peruuntuneen tunnin.

Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder (är i kraft 01.08.2018-31.07.2020): 

Luennot, laskuharjoitukset, laboratoriotyöt, tentti.

Närmare information om bedömningsgrunderna och -metoderna och om hur den studerande kan ta del av bedömningen (gäller denna kursomgång): 

Kurssin suorittaminen koostuu neljästä osiosta:

  • Luentojen esitehtävät (LE, max 20 p).
  • Laskuharjoitukset (LH, max 30 p).
  • Laboratoriotyöt (LB, max 20 p).
  • Tentti (T, max 30 p).

Lopulliset pisteet saadaan laskemalla kaikki pisteet yhteen paitsi laskuharjoituspisteet, joista voi saada korkeintaan saman verran kuin mitä on tenttipisteitä. Suurin mahdollinen pistemäärä on 100 p. Matemaattisesti siis lopulliset pisteet ovat

P = LE + LB + T + min(LH, T)

Alustavat arvosanarajat (pisterajat voivat joustaa vain alaspäin):
1 45 - 54,9 p
2
55 - 64,9 p
3
65 - 74,9 p
4
75 - 84,9 p
5
85 - 100 p

LE- ja LH-pisteet ovat voimassa vuoden 2019 loppuun, mutta LB-pisteet ovat voimassa vuoden 2020 huhtikuun loppuun. Kurssin arvostelu tulee arviointikirjaan.


Tentti

Tentissä saa olla mukana muistiinpanovälineiden (=kynä ja kumi) lisäksi ylioppilaskirjoituksissa hyväksytty laskin. Taulukkokirjat ovat kiellettyjä; kaavakokoelma ja luonnonvakiot annetaan tenttipaperissa.

Tenttialue kirjasta
Luvut (Chapters) 34-42 (ei kappaleita 34.7, 35.6, 35.11-13, 36.2, 36.12-13, 37.11-12, 39.10, 41.11, 42.2, 42.7-10).

Arbetsmängd (är i kraft 01.08.2018-31.07.2020): 

Kontaktundervisning 50 h, sjävständig arbete 80 h.

Studiematerial (är i kraft 01.08.2018-31.07.2020): 

Douglas C. Giancoli, Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics, 4th Edition, Pearson Prentice Hall.

Ersättande prestationer (är i kraft 01.08.2018-31.07.2020): 

Kurssi korvaa kurssin Tfy-3.1194 Fysiikka IIB tai Tfy-3.1254 Fysiikka IIB.
Kurssin voi korvata kahdella vanhalla fysiikan peruskurssilla, joista toinen on Tfy-3.1194 Fysiikka IIB tai Tfy-3.1254 Fysiikka IIB ja toinen mikä tahansa muu vanha fysiikan peruskurssi (Tfy-3.1xxx Fysiikka IA, Fysiikka IB, Fysiikka IIA tai Laboratoriotyöt).

 

Kursens webbplats (är i kraft 01.08.2018-31.07.2020): 

https://mycourses.aalto.fi/course/search.php?search=PHYS-A1140

Förkunskaper (är i kraft 01.08.2018-31.07.2020): 

Lukion pitkä matematiikka, lukion oppimäärän kurssi FY3, FY4, FY5, FY6, FY7 ja FY8 (LOPS 2003) tai FY3, FY4, FY5, FY6 ja FY7 (LOPS 2015) soveltuvin osin sekä Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 tai vastaavat tiedot.

Bedömningsskala (är i kraft 01.08.2018-31.07.2020): 

0-5

Anmälning (är i kraft 01.08.2018-31.07.2020): 

Ilmoittautuminen WebOodissa.

Tilläggsinformation (är i kraft 01.08.2018-31.07.2020): 

Vastaavat kurssit PHYS-A2140 Aineen rakenne (CHEM) ja PHYS-A5140 Materiens struktur.

Beskrivning

Anmälning och tillläggsinformation