OSAAMISTAVOITTEET
Kurssin suoritettuaan opiskelija osaa
- suorittaa fysikaalisia mittauksia ja analysoida saamiaan tuloksia,
- selittää valon interferenssi- ja diffraktiokuvioiden intensiteettijakauman muodostumisen,
- ratkaista yksinkertaisia kvanttimekaanisia systeemejä Schrödingerin yhtälön avulla,
- tunnistaa atomien ja kiinteän aineen ominaisuuksia pohjautuen kvanttimekaniikkaan,
- kertoa suppean suhteellisuusteorian perustan sekä vaikutuksen fysikaalisiin suureisiin,
- kuvata ydinfysiikkaan ja radioaktiivisuuteen liittyvät keskeisimmät fysikaaliset ilmiöt.
Laajuus: 5
Aikataulu: 25.02.2025 - 10.04.2025
Vastuuopettaja (voimassa koko opetussuunnitelmakauden):
Vastuuopettaja (koskee tätä kurssikertaa): Petri Salo, Jonatan Slotte
Kurssin yhteystiedot (koskee tätä kurssikertaa):
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:
Aina välttämätön aines:
Tietäminen: Interferenssi ja diffraktio sekä röntgendiffraktio; Schrödingerin yhtälö, kvanttimekaniikan todennäköisyysluonne, Heisenbergin epätarkkuusperiaate, aalto-hiukkas-dualismi ja fotoni; Kvanttiluvut, Paulin kieltosääntö, jaksollinen järjestelmä ja spin; Kiinteän aineen rakenne, sidostyypit ja energiavyörakenne; Suppea suhteellisuusteoria: suhteellisuusperiaate ja valon nopeus tyhjiössä; Radioaktiivisuus ja hajoamislaki, ydinreaktiot ja sidosenergia.
Soveltaminen: Interferenssi ja diffraktio kaksoisraossa, hilassa ja ohuessa kalvossa; Hiukkanen potentiaalikaivossa, diskreetti energiaspektri ja nollapiste-energia; Hiukkasen sironta potentiaalivallista ja tunneloituminen; Atomin emissio- ja absorptiospektrit; Johteet, puolijohteet ja eristeet; Hiukkasen lepomassa ja relativistinen energia; Fuusio ja fissio.
Tarpeellinen ja täydentävä aines:
Tietäminen: Mustan kappaleen säteily, valosähköinen ilmiö, Comptonin sironta, vetyatomi; Aineen magneettiset ominaisuudet; Sähkönjohtuminen metalleissa ja puolijohteissa; Suppea suhteellisuusteoria: ajan, paikan ja samanaikaisuuden suhteellisuus, relativistinen energia ja liikemäärä sekä Lorentz-muunnos; Radioaktiivisen säteilyn eri lajit.
Soveltaminen: Interferenssi- ja diffraktiokuvion intensiteettijakauma; Kvanttimekaaninen harmoninen värähtelijä; Molekyylin värähtelyspektri; Laserin toimintaperiaate; Puolijohdekomponentit; Ionisoiva säteily, sen biologiset vaikutukset ja siltä suojautuminen.
Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet
voimassa koko opetussuunnitelmakauden:
Luennot, laskuharjoitukset, laboratoriotyöt, tentti.
Työmäärä toteutustavoittain
voimassa koko opetussuunnitelmakauden:
Kontaktiopetusta 52 h, itsenäistä työskentelyä 80 h.
PERUSTIETOJA
Oppimateriaali
voimassa koko opetussuunnitelmakauden:
Douglas C. Giancoli, Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics, 4th Edition, Pearson Prentice Hall.
Korvaavuudet
voimassa koko opetussuunnitelmakauden:
Esitiedot
voimassa koko opetussuunnitelmakauden:
LISÄTIETOJA
Lisätietoja
voimassa koko opetussuunnitelmakauden:
Opetuskieli: suomi
Opetusperiodi: 2024-2025 Kevät IV
2025-2026 Kevät IV