Credits: 5

Schedule: 25.02.2020 - 08.04.2020

Teacher in charge (valid 01.08.2018-31.07.2020): 

Jami Knnunen (luennot)
Jani Sainio (laboratoriotyöt)

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

Jami Kinnunen, jami.kinnunen@aalto.fi (luennot, laskarit ja loppukoe)

Jani Saino, jani.sainio@aalto.fi (labrat)


Teaching Period (valid 01.08.2018-31.07.2020): 

IV kevät (2018-2019, 2019-2020)

Learning Outcomes (valid 01.08.2018-31.07.2020): 

  1. Kurssin suoritettuaan opiskelija osaa suorittaa fysikaalisia mittauksia ja analysoida saamiaan tuloksia,
  2. laskea varausjakauman aiheuttaman sähkökentän ja potentiaalieron yksinkertaisissa geometrioissa,
  3. laskea sähkövirran aiheuttaman magneettikentän ja varattuun hiukkaseen tai virtajohtimeen kohdistuvan voiman magneettikentässä,
  4. määrittää induktiojännitteen sekä indusoituneen sähkökentän,
  5. määrittää virrat, jännitteet ja tehot vaihtovirtapiireissä,
  6. tunnistaa sähkömagneettisen säteilyn aaltoliikkeenä eteneviksi sähkö- ja magneettikentiksi.

Content (valid 01.08.2018-31.07.2020): 

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.

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

Viikko 1: sähkökentät, Coulombin laki, Gaussin laki, sähködipoli, potentiaali

Viikko 2: magneettikentät, sähkömagneetit, Amperen laki, Gaussin laki magneettikentälle

Viikko 3: induktio ja Faradayn laki, Maxwell-Amperen laki

Viikko 4: sähkömagneettinen aalto, dipoliantenni, polarisaatio. Sähkömagneettisen kentän energiatiheys.

Viikko 5: Kirchoffin lait, RLC-piiri.


Assessment Methods and Criteria (valid 01.08.2018-31.07.2020): 

Luennot, laskuharjoitukset, laboratoriotyöt, tentti.

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

Kurssin arvostelu ja suorittaminen-linkki

Workload (valid 01.08.2018-31.07.2020): 

Kontaktiopetus 52 h, itsenäinen työskentely 80 h.

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

Kontaktiopetus:

Luennot 5x4h=20h

Laskuharjoitukset 5x4h=20 h

Labrat 12h


Study Material (valid 01.08.2018-31.07.2020): 

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

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

Luvut 21-31

Substitutes for Courses (valid 01.08.2018-31.07.2020): 

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).

Course Homepage (valid 01.08.2018-31.07.2020): 

https://mycourses.aalto.fi/course/search.php?search=PHYS-A3132

Prerequisites (valid 01.08.2018-31.07.2020): 

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.

Grading Scale (valid 01.08.2018-31.07.2020): 

0-5

Further Information (valid 01.08.2018-31.07.2020): 

Sisältyy ENG-koulun perusopintoihin, tarkoitettu pääaineille ENY ja RYM. Vastaavat kurssit PHYS-A3131 Sähkömagnetismi (ENG1), PHYS-A1130 Sähkömagnetismi (SCI) ja PHYS-A5130 Elektromagnetism.

Description

Registration and further information