Syllabus

OSAAMISTAVOITTEET

Kurssin jälkeen opiskelija osaa:

• selittää sähköisten, optisten, termisten, dielektristen ja magneettisten ominaisuuksien teoreettisen taustat (kvanttimekaniikkaan perustuen)
• laskea ja simuloida tärkeimpiä materiaaliominaisuuksia

Laajuus: 5

Aikataulu: 27.02.2023 - 16.05.2023

Vastuuopettaja (voimassa koko opetussuunnitelmakauden):

Vastuuopettaja (koskee tätä kurssikertaa): Kirsi Yliniemi

Kurssin yhteystiedot (koskee tätä kurssikertaa):

Yliopistonlehtori, TkT Kirsi Yliniemi (kirsi.yliniemi@aalto.fi)

Kurssin CEFR-taso (voimassa koko opetussuunnitelmakauden):

Opetuskieli ja suorituskielet (koskee tätä kurssikertaa):

Teaching language: Finnish. Languages of study attainment: Finnish, Swedish

SISÄLTÖ, ARVIOINTI JA KUORMITTAVUUS

Sisältö

• voimassa koko opetussuunnitelmakauden:

  Kurssilla käsitellään teoreettiset taustat seuraavista materiaalien ominaisuuksista:

  • sähköiset ominaisuudet
  • optiset ominaisuudet
  • magneettiset ominaisuudet
  • termiset ominaisuudet
  • dielektriset ominaisuudet

  Kurssilla tehdään myös yksinkertaisia materiaalien simulointia.

• koskee tätä kurssikertaa

  PERIODI IV: Luennot ja harjoitukset
  Luennot: ma 14-16 ja ti 10-12 (sali: Aluminium, Vuorimiehentie 2)
  Harjoitukset: ke 13-16 (sali: Aluminium, Vuorimiehentie 2)
  HUOM! Ei opetusta 6.4.-12.4. (pääsiäinen) eikä 17.4.-23.4. (tenttiviikko)
  

  • Luento 1: Johdanto kvanttimaailmaan I (Aaltohiukkanen)
  • Luento 2: Johdanto kvanttiin II (Fermi-energia)
  • Luento 3: Sähköiset ominaisuudet I (Vyöteoria)
  • Luento 4: Sähköiset ominaisuudet II (Johteet ja puolijohteet)
  • Luento 5:  Sähköiset ominaisuudet III (Erikoiset sähk. materiaalit)
  • Luento 6:  Termiset ominaisuudet (Fononi, lämmönjohtavuus, lämpökapasiteetti, termosähköiset)
  • Luento 7: Magneettiset ominaisuudet I (Magneettiset suureet)
  • Luento 8: Magneettiset ominaisuudet II (Magneettinen momentti)
  • Luento 9: Magneettiset ominaisuudet III (Magnetismin alalajit)
  • Luento 10: Dielektriset ominaisuudet (Polarisoituvuus, pietsosähköiset materiaalit)
  • Luento 11: Optiset I (Valonlähteet)  
  • Luento 12: Optiset II (Valon ja aineen vuorovaikutus)
  PERIODI V: COMSOL-harjoitukset (ei luentoja tai muita harjoituksia)
  
  • Ma 24.4. 14:15-16:30 (3 h): U256+U257+U344 (Kandikeskus, Otaakari 1) 
  • Ti 25.4 14:15-16:30 (3 h) U256+U257+U344 (Kandikeskus, Otaakari 1) 
  • Ke 3.5. 13:15-15:30 (3 h) U256+Y344 (Kandikeskus, Otaakari 1) 
  • Ma  8.5. 14:15-15:30 (2 h) U256+U257 (Kandikeskus, Otaakari 1) 
  
  

Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet

• voimassa koko opetussuunnitelmakauden:

  Aktivoivat luentotehtävät, viikkoharjoitukset, simulointiprojekti ja tentti vaikuttavat kaikki arvosanaan.

• koskee tätä kurssikertaa

  Kurssin voi päästä läpi kahdella eri tavalla: ARVOSTELUTAPA 1 JA ARVOSTELUTAPA 2. Tapaa ei tarvitse valita etukäteen, vaan arvosana tulee sen mukaan, kummalla tavalla saa paremman arvosanan.

  ARVOSTELUTAPA 1:

  • Luentotehtävät (0.5 p/teorialuento): max. 6 p
  • Viikkovisat (1 p/ viikko): max. 6 p
  • Harjoitustehtävät (3 p/viikko): max. 18 p
  • COMSOL-harjoitukset (COMSOL I = 2 p, COMSOL II = 6 p): max. 8 p
  • Tentti: max. 25 p
  YHTEENSÄ: MAX. 63 p. Läpipääsyyn vaaditan: min. 25 pistettä, joista min. 7 pistettä tentistä + COMSOL II -harjoitus palautettu.
  
  

  
  

  ARVOSTELUTAPA 2:
  

  • COMSOL-harjoitukset (COMSOL I = 1 p, COMSOL II = 3 p): max. 4 p
  • Tentti: max. 25 p
  YHTEENSÄ: MAX. 29 p. Läpipääsyyn vaaditan: min. 12 pistettä, joista min. 7 pistettä tentistä + COMSOL II -harjoitus palautettu.
  
  

Työmäärä toteutustavoittain

• voimassa koko opetussuunnitelmakauden:

  Luennot, viikkoharjoitukset, simulaatioharjoitukset, tentti

• koskee tätä kurssikertaa

  Kontaktiopetus: yht. 58 h

  • Luennot: 12 x 2 h = 24 h
  • Harjoitussessiot:  6 x 3 h= 18 h
  • COMSOL-sessiot: 3x 3 h + 1 x 2h =11 h
  • Tentti: 4.5 h
  Itsenäinen opiskelu: 60 h
  • Luennoille valmistautuminen: 12 x 1 h = 12 h (eli 2 h/luentoviikko)
  • Harjoitustehtävät + viikkovisat: 6 x 3 h = 18 h (eli 3h/luentoviikko)
  • COMSOL-harjoitukset: 12 h
  • Tenttiin valmistautuminen: 18 h
  YHTEENSÄ: 118 h

PERUSTIETOJA

Oppimateriaali

• koskee tätä kurssikertaa

  • Luentomateriaali (saatavilla MyCoursesissa)
  • Lyhyet videoluennot (linkit MyCoursesisssa)
  • Harjoitustehtävät (saatavilla MyCoursesissa)
  • Oppikirja: R.J.D. Tilley, Understanding Solids - The Science of Materials (2013), Wiley.  https://ebookcentral.proquest.com/lib/aalto-ebooks/detail.action?docID=7103650     PART 1: Chapters 1.1 ja 2.3, PART 4: Chapters 11, 12, 13, 14 and 15
  
  

Korvaavuudet

• voimassa koko opetussuunnitelmakauden:

  Korvaavuudet

Esitiedot

• voimassa koko opetussuunnitelmakauden:

  Esitiedot

SDG: Kestävän kehityksen tavoitteet

3 Terveyttä ja hyvinvointia

7 Edullista ja puhdasta energiaa

12 Vastuullista kuluttamista

13 Ilmastotekoja

LISÄTIETOJA

Lisätietoja

• voimassa koko opetussuunnitelmakauden:

  Kurssit CHEM-C2440 Materiaalien mikrorakenne, CHEM-C2240 Epäorgaaninen kemia ja CHEM-C2450 Materiaalien ominaisuudet tukevat läheisesti toisiaan ja ne suositellaan suoritettavan saman kevään aikana.

  Opetuskieli : suomi

  Opetusperiodi : 2022-2023 Kevät IV - V
  2023-2024 Kevät IV - V

  Kurssin toteutus voidaan perua, jos kyseiselle toteutukselle ilmoittautuneita opiskelijoita on alle viisi. Jos toteutus perutaan, tulee opiskelijoille tarjota vaihtoehtoinen tapa suorittaa kurssi, tai ehdotus muusta soveltuvasta suoritettavasta kurssista.

Kurssin aikataulu

• koskee tätä kurssikertaa

  PERIODI IV: Luennot ja harjoitukset
  

  • Luennot: ma 14-16 ja ti 10-12 (sali: Aluminium, Vuorimiehentie 2)
  • Harjoitukset: ke 13-16 (salit: Aluminium, Vuorimiehentie 2)
  HUOM! Ei opetusta 6.4.-12.4. (pääsiäinen) eikä 17.4.-23.4. (tenttiviikko)
  
  PERIODI V: COMSOL-harjoitukset
  
  • Ma 24.4.  14:15-16:30 (3 h): U256+U257+U344 (Kandikeskus, Otaakari 1) 
  • Ti 25.4 14:15-16:30 (3 h) U256+U257+U344 (Kandikeskus, Otaakari 1) 
  • Ke 3.5. 13:15-15:30 (3 h) U256+Y344 (Kandikeskus, Otaakari 1) 
  • Ma  8.5.  14:15-15:30 (2 h) U256+U257 (Kandikeskus, Otaakari 1) 
  Tentit 2023:
  
  • Kurssitentti          16.5. 09:00-13:30
  • UUSINTAtentti 1  29.5. 09:00-13:30
  • UUSINTAtentti 2  29.8. 10:00-14:30 (tenttipäivä on nyt varmistunut syksyn orientaatioviikolle)

Description