PHYS-A0140 - Aineen rakenne (TFM), Luento-opetus, 24.4.2023-2.6.2023

Topic outline

• Viikko 1
  Kurssin ensimmäinen luento on maanantaina 24.4. kello 12:15. Ennen ensimmäistä luentoa tehkää luennon esitehtävä.

  Alla olevat linkit sähköisen oppikirjamme eri lukuihin ja kappaleisiin edellyttävät, että kirja on jo valmiiksi avattuna selaimessa tästä linkistä:

  • Ensimmäisellä viikolla käsittelemme klassisia aaltoja ja erityisesti:
    

    • Aaltoliikkeen perusteet: aallonpituus, taajuus, vaihe, vaihe-ero (kertausta). Kirjassa luku 15.2 Periodic waves.
      

    • Etenevä aaltoliike, dispersio, ryhmänopeus, vaihenopeus. Kirjassa näitä ei käsitellä, mutta suomenkielinen wikipedia-sivu riittää meille: tässä linkki.
      

    • Aaltoyhtälö ja superpositioperiaate. Kirjassa luvut 15.3 Mathematical description of a wave ja 15.6 Wave interference, boundary conditions, and superposition.

    Kannattaa myös silmäillä läpi kirjan luvut 15.5. Energy in wave motion, 15.7 Standing waves on a string ja 15.8 Normal modes of a string.
    

  • ChatGPT (18.3.2023): "please write a short introduction on superposition of waves"

    Superposition of waves is a fundamental concept in physics and engineering, describing the behavior of waves as they interact with one another. This principle states that when two or more waves meet, the resulting wave's displacement is the algebraic sum of the individual waves' displacements at each point in space and time. In essence, the superposition principle illustrates how waves can combine, interfere, or cancel each other out, leading to a wide range of phenomena such as constructive and destructive interference, standing waves, and diffraction patterns.

    Understanding superposition is essential in various fields, including acoustics, optics, and quantum mechanics. For instance, in acoustics, it helps explain how sound waves can interfere to produce either loud or quiet regions, while in optics, it sheds light on the behavior of light waves and the formation of interference patterns. In quantum mechanics, superposition plays a crucial role in understanding the wave-particle duality and the probabilistic nature of quantum states.

    The study of superposition of waves provides a foundation for grasping the complexities of wave behavior and is indispensable for anyone interested in the broader understanding of the physical world.

  • Kutakin luentoa ennen on tehtävänä esitehtävä, joka koostuu yleensä lyhyehköistä youtube-videoista tai teksteistä. Tehtävien tarkoitus on palauttaa mieleen luennolla tarvittavia asioita, sekä opettaa yksinkertaisia asioita, jotta luennoilla voimme keskittyä enemmän asioiden syvällisempään pohdintaan. Tehtävien deadline on aina juuri ennen kunkin luennon alkua. Vaikka tehtävä on ensisijaisesti tarkoitettu tehtäväksi vain hieman ennen luentoa, niin opiskelijoiden aikataulujen joustavuuden nimissä tehtävät aukeavat jo reilusti aikaisemmin.
    

  • 

    Maanantain luennon esitehtävä. Assignment
  • 

    Keskiviikon luennon esitehtävä Assignment
  • 

    Luentomuistiinpanot ja -simulaatiot File

    Archive (ZIP)

    Päivitetty 23.4.: hieman tuunattu maanantain python-skriptiä
    

  • 

    Laskuharjoitustehtävät 1 Assignment

    Tämä on vain palautuslaatikko. Itse tehtävät löytyvät sivulta "Kurssin tehtävät".

    Palautus 3.5. kello 12:15 mennessä tähän palautuslaatikkoon. Sallitut tiedostomuodot pdf, gif, jpg, png.

  • 

    Ryhmälaskarikysely 1 Quiz

    Ryhmälaskaripisteet (läsnäolopisteet) saa vastaamalla tähän kyselyyn. Tarvittavan koodin saa assarilta ryhmälaskaritilaisuudessa.
    
  • 

    Ratkaisut File

    Archive (ZIP)

    Not available unless:

    • You belong to any group
    • It is before end of 9 June 2023

    Viikon 1 tehtävien vastaukset
    

  • Lisämateriaalia viikon aiheista:

  • 

    Iltalukemista, osa 1 URL

    The Curious Observer's guide to quantum mechanics, part I. Miguel F. Morales, Ars Technica (2021).
    
  • Integroidun englanninkielen kurssin artikkelit:
    

  • 

    Mystery of quantum cakes. P.G.Kwiat, American Journal of Physics 68, 33 (2000) File

    PDF document

    Not available unless: You belong to any group
  • 

    The quantum robin. P. Hore, Navigation News. File

    PDF document

    Not available unless: You belong to any group
  • 

    Magnetic sensitivity of cryptochrome 4 from a migratory songbird. Xu et al. Nature 594, 535 (2021) File

    PDF document

    Not available unless: You belong to any group