Credits: 5

Schedule: 07.01.2020 - 21.02.2020

Contact information for the course (applies in this implementation): 

Kurssista vastaa Matti Stenroos (matti.stenroos@aalto.fi).

Assistentteina toimivat Iiro Lehto, Joonas Iivanainen ja Antti Mäkinen (etunimi.sukunimi@aalto.fi)


Viestintään käytetään kurssin opetettavan asian ja järjestelyjen osalta MyCourses-sivuston uutis- ja keskustelutoimintoa, yksityisemmissä asioissa sähköpostia.

Teaching Period (valid 01.08.2018-31.07.2020): 

III

Learning Outcomes (valid 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.

Content (valid 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.

Details on the course content (applies in this implementation): 

ks. Luentorunko-alasivu

Assessment Methods and Criteria (valid 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.

Elaboration of the evaluation criteria and methods, and acquainting students with the evaluation (applies in this implementation): 


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).


Laskarit ja koostetehtävät on palautettava viikottain viikottaiseen 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 koostetehtävää määräaikaan mennessä tai ota ennen määräaikaa yhteyttä vastuuopettajaan, hänen katsotaan keskeyttäneen kurssi (poikkeuksena akuutti sairastuminen).

Workload (valid 01.08.2018-31.07.2020): 

24h luentoja, 12h laskuharjoituksia/muuta opetusta, 94h itsenäistä opiskelua (yhteensä 130h)

Details on calculating the workload (applies in this implementation): 

Oletamme suositelluilla esitiedoilla varustetun fyysikko-opiskelijan panostavan kurssiin n. 20 tuntia viikossa, alkaen ensimmäisestä viikosta.

Suositus viikottaisesta ajankäytöstä:
  • Luentoihin valmistautuminen oppikirjaa lukemalla: 2 h
  • Luennot 4 h
  • Laskaritehtäviin tutustuminen ennen harjoitussessiota: 1h
  • Harjoitussessiot 2–4 h
  • Omatoiminen tehtävien ratkaisu yksin tai pienryhmässä ja koostetehtävien kirjoitus: 7–9 h
  • Luennolla käsiteltyjen asioiden kertaaminen / syventävä opiskelu oppikirjan avulla: 2 h.


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.

Study Material (valid 01.08.2018-31.07.2020): 

Griffiths: Introduction to Electrodynamics.

Details on the course materials (applies in this implementation): 

  • Harjoitustehtäviin jaetaan harjoituksen palautuksen jälkeen lyhyet kirjalliset ratkaisuohjeet
  • Kurssin MyCourses-sivuilla jaetaan satunnaisesti lisämateriaalia, esim. esimerkkejä
  • Kurssilla on käytössä kaavakokoelma, joka jaetaan tenttitilaisuudessa.
  • Substitutes for Courses (valid 01.08.2018-31.07.2020): 

    Korvaa kurssit BECS-C2102, Tfy-0.3141 ja Tfy-99.3226

    Prerequisites (valid 01.08.2018-31.07.2020): 

    1. vuoden sähkömagnetismin projektikurssi, 1,5 vuoden matematiikan kurssit (vektorit, differentiaali- ja integraalilaskenta, osittaisdifferentiaaliyhtälöt)

    Grading Scale (valid 01.08.2018-31.07.2020): 

    0 - 5

    Registration for Courses (valid 01.08.2018-31.07.2020): 

    Ilmoittautuminen WebOodissa

    Additional information for the course (applies in this implementation): 


    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.

    Details on the schedule (applies in this implementation): 

    • Laskarien ja koostetehtävien palautusaika: maanantain luennon alkuun mennessä
    • Pisteytettyjen ja kommentoitujen laskareiden palautus opiskelijalle: viimeistään torstain harjoitusten alussa
    • Tentti: pe 21.2. klo 13–16

    Description

    Registration and further information