Huomaa! Kurssikuvaus vahvistetaan kahdeksi lukuvuodeksi 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

  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.

Laajuus: 5

Aikataulu: 02.03.2021 - 14.04.2021

Vastuuopettaja (voimassa 01.08.2020-31.07.2022): Jami Kinnunen, Jani Sainio

Vastuuopettaja (koskee tätä kurssikertaa): Jami Kinnunen, Jani Sainio

Kurssin yhteystiedot (voimassa 05.02.2021-21.12.2112):

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, sähkömagneetit, Amperen laki, Gaussin laki magneettikentälle

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

    Viikko 4: sähkömagneettinen aalto, dipoliantenni, sähkömagneettisen 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:

    Katso kurssin mycourses-sivu.

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

Lisätietoja
  • Voimassa 01.08.2020-31.07.2022:

    Sisältyy ENG-koulun perusopintoihin, tarkoitettu pääaineille ENY ja RYM.

  • Koskee tätä kurssikertaa:

    Arvostelu hyväksytty/hylätty.