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)
- 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
ARVOSTELUTAPA 2:
- COMSOL-harjoitukset (COMSOL I = 1 p, COMSOL II = 3 p): max. 4 p
- Tentti: max. 25 p
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
- 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
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:
Esitiedot
voimassa koko opetussuunnitelmakauden:
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 - VKurssin 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)
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)
- 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)