Huomaa! Kurssikuvaus vahvistetaan kahdeksi lukuvuodeksi (1.8.2018-31.7.2020) kerrallaan ja esimerkiksi osaamistavoitteet, arviontimenetelmät ja keskeinen sisältö pysyvät pääsääntöisesti samana. Kullakin toteutuskerralla voidaan kuitenkin kurssiesitteen avulla tarkentaa ja muuttaa kurssin toteutustapaa, kuten kontaktiopetuksen järjestämistapaa, arviointimenetelmien painotusta tai materiaaleja.
OSAAMISTAVOITTEET
- Kurssin suoritettuaan opiskelija osaa suorittaa fysikaalisia mittauksia ja analysoida saamiaan tuloksia,
- laskea varausjakauman aiheuttaman sähkökentän ja potentiaalieron yksinkertaisissa geometrioissa,
- laskea sähkövirran aiheuttaman magneettikentän ja varattuun hiukkaseen tai virtajohtimeen kohdistuvan voiman magneettikentässä,
- määrittää induktiojännitteen sekä indusoituneen sähkökentän,
- määrittää virrat, jännitteet ja tehot vaihtovirtapiireissä,
- tunnistaa sähkömagneettisen säteilyn aaltoliikkeenä eteneviksi sähkö- ja magneettikentiksi.
Laajuus: 5
Aikataulu: 26.02.2019 - 09.04.2019
Vastuuopettaja (voimassa 01.08.2020-31.07.2022): Jami Kinnunen, Jani Sainio
Vastuuopettaja (koskee tätä kurssikertaa): Jami Kinnunen, Jani Sainio
Kurssin yhteystiedot (voimassa 02.02.2019-21.12.2112):
Jami Kinnunen, jami.kinnunen@aalto.fi (luennot, laskarit ja loppukoe)
Jani Saino, jani.sainio@aalto.fi (labrat)
Kurssin CEFR-taso (koskee tätä kurssikertaa):
Opetuskieli ja suorituskielet (voimassa 01.08.2020-31.07.2022):
Opetuskieli: suomi
Suorituskielet: suomi
SISÄLTÖ, ARVIOINTI JA KUORMITTAVUUS
Sisältö
Voimassa 01.08.2020-31.07.2022:
Aina välttämätön aines: Tietäminen: Sähkökentän ja magneettikentän vektoriluonne, vuointegraalin ja viivaintegraalin käsitteet; Gaussin laki; Potentiaaliero; Sähkökentän energia; Kapasitanssi; Eristeet ja permittiivisyys; Magneettinen voima ja Amperen laki; Faradayn induktiolaki, Lenzin laki ja induktanssi; Värähtelypiirit, pakkovärähtelijä, vaihe-ero ja resonanssi; Maxwellin yhtälöt, sähkömagneettinen aaltoliike ja intensiteetti. Soveltaminen: Symmetrisen varausjakauman sähkökenttä Gaussin lain avulla, potentiaaliero sähkökentän avulla; Magneettikenttä Ampèren lain avulla, virtajohtimeen tai varaukseen kohdistuva voima(vektori) magneettikentässä; Johdinsilmukkaan indusoitunut jännite; Virta ja jännite kondensaattorille ja kelalle tasa- ja vaihtovirtapiirissä, resonanssitaajuus; Sähkö- ja magneettikentän lausekkeet sähkömagneettiselle aallolle. Tarpeellinen ja täydentävä aines: Tietäminen: Superpositioperiaate sähkökentälle, potentiaalille ja magneettikentälle; Sähkökentän ja magneettikentän energiatiheys; Sähkökenttä ja varauksen jakautuminen johteessa, tasapotentiaalipinnat; Biot-Savartin laki ja liikkuva varaus magneettikentän aiheuttajana; Indusoitunut sähkökenttä; Aikavakio ja tehokerroin; Kenttämuutosvirta; Sähkömagneettisen aaltoyhtälön johtaminen; Poyntingin vektori; Säteilypaine. Soveltaminen: Jatkuvan varausjakauman sähkökenttä, sähkökenttä potentiaalin avulla; Magneettikenttä käyttäen Biot-Savartin lakia; Hetkellinen virta RC-ja RL-piirissä, teho vaihtovirtapiirissä.
Koskee tätä kurssikertaa:
Viikko 1: sähkökentät, Coulombin laki, Gaussin laki, sähködipoli, potentiaali
Viikko 2: magneettikentät, dia-, para- ja ferromagnetismi, sähkömagneetit, Amperen laki, Gaussin laki magneettikentälle
Viikko 3: induktio ja Faradayn laki, Maxwell-Amperen laki
Viikko 4: sähkömagneettinen aalto. Dipoliantenni, polarisaatio. Sm-kentän energiatiheys.
Viikko 5: Kirchoffin lait, RLC-piiri.
Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet
Voimassa 01.08.2020-31.07.2022:
Luennot, laskuharjoitukset, laboratoriotyöt, tentti.
Koskee tätä kurssikertaa:
Työmäärä toteutustavoittain
Voimassa 01.08.2020-31.07.2022:
Kontaktiopetus 52 h, itsenäinen työskentely 80 h.
Koskee tätä kurssikertaa:
Kontaktiopetus:
Luennot 5x4h=20h
Laskuharjoitukset 5x4h=20 h
Labrat 12h
PERUSTIETOJA
Oppimateriaali
Voimassa 01.08.2020-31.07.2022:
Douglas C. Giancoli, Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics, 4th Edition, Pearson Prentice Hall.
Koskee tätä kurssikertaa:
Luvut 21-31
Korvaavuudet
Voimassa 01.08.2020-31.07.2022:
Vastaavat kurssit PHYS-A0130/PHYS-A1130/PHYS-A3131 Sähkömagnetismi ja PHYS-A5130 Elektromagnetism.
Kurssi korvaa kurssin PHYS-A3130 Sähkömagnetismi (ENG), Tfy-3.1193 Fysiikka IIA tai Tfy-3.1253 Fysiikka IIA.
Kurssin voi korvata kurssilla PHYS-A3130 Sähkömagnetismi (ENG) tai kahdella vanhalla fysiikan peruskurssilla, joista toinen on Tfy-3.1193 Fysiikka IIA tai Tfy-3.1253 Fysiikka IIA ja toinen mikä tahansa muu vanha fysiikan peruskurssi (Tfy-3.1xxx Fysiikka IA, Fysiikka IB, Fysiikka IIB tai Laboratoriotyöt).
Esitiedot
Voimassa 01.08.2020-31.07.2022:
Lukion pitkä matematiikka, lukion oppimäärän kurssit FY3, FY4, FY5, FY6 ja FY7 (LOPS 2003) tai FY3, FY4, FY5 ja FY6 (LOPS 2015) soveltuvin osin sekä Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 tai vastaavat tiedot.
LISÄTIETOJA
Kurssin aikataulu
Koskee tätä kurssikertaa: