FYSA2010 Sähkömagnetismi (5 op)

Avaa opintojakson esite Sisussa

Opinnon taso:

Aineopinnot

Arviointiasteikko:

0-5

Suorituskieli:

suomi

Vastuuorganisaatio:

Fysiikan laitos

Opetussuunnitelmakaudet:

2017-2018, 2018-2019, 2019-2020

Kuvaus

Sisältö

Sähköstatiikan ja sähkömagnetismin perusteiden kertaus (sähkö- ja magneettikentät sekä niitä vastaavat potentiaalit, Lorentzin voima ja sähkömagneettinen induktio); Poissonin ja Laplacen yhtälöt; Hallin ilmiö; Maxwellin yhtälöiden differentiaali- ja integraaliesitykset; sähkömagneettisten kenttien jatkuvuusehdot; sähköinen ja magneettinen dipoli, polarisaatio, magnetoituma; Lorenzin muunnos ja sähkömagneettisen kentän suhteellisuusteoreettinen käsittely; sähkömagneettisen säteilyn muodostuminen ja siirtäminen; sähkömagneettisten ilmiöiden tietokonesimuloiminen.

Suoritustavat

Harjoitustehtävät, laboratoriotyöt, tentti.

Arviointiperusteet

Opintojakson arvosana määräytyy harjoitustehtävien (1/6), laboratoriotöiden (1/6) ja tentin (4/6) perusteella. Suorittamiseen vaaditaan hyväksytysti suoritetut laboratoriotyöt sekä laskuharjoitusten ja tentin muodostamasta teoriaosasta puolet maksimipisteistä.

Osaamistavoitteet

Opintojakson suoritettuaan opiskelija hallitsee sähköstatiikan ja sähkömagnetismin perusteet ja osaa soveltaa ja käyttää Laplacen ja Poissonin yhtälöitä ongelmanratkaisuun. Hän osaa selittää Hallin ilmiön. Hän ymmärtää Maxwellin yhtälöiden alkuperän ja merkityksen, osaa käyttää Maxwellin yhtälöitä ongelmanratkaisussa. Hän hallitsee sähkömagneettisen kentän jatkuvuusehdot ja osaa soveltaa niitä. Hän tuntee sähköisen ja magneettisen dipolin käsitteet, ymmärtää polarisaation ja magnetoituman ilmiöinä. Hän ymmärtää Lorenzin muunnoksen ja suhteellisuusteorian merkityksen sähkömagneettisten kenttien tapauksessa. Hän ymmärtää kuinka sähkömagneettinen säteily syntyy ja kuinka se etenee väliaineessa sekä ymmärtää väliaineiden rajapintojen merkityksen sähkömagneettisen säteilyn etenemiselle. Hän on tutustunut sähkömagneettisen signaalin siirtämiseen aaltoputkien, aaltojohtimien ja koaksiaalikaapeleiden avulla. Hän osaa soveltaa numeerisia ohjelmistoja ongelmanratkaisuun, käyttää simulaatioita. Lisäksi hän ymmärtää molekyylien sidostyypit ja molekyylisidoksen muodostumisen.

Lisätietoja

Ajankohta kevätlukukauden 1. periodi.

Esitietojen kuvaus

FYSP1050 Sähkömagnetismin perusteet,
MATP211-213 Calcilus 1-3,
MATA114 Differentiaaliyhtälöt.

Kirjallisuus

David J. Griffiths, Introduction to Electrodynamics (4th edition). Pearson, 2013. ISBN-13: 9781292021423.; ISBN: 9781292021423

Suoritustavat

Tapa 1

Valitaan kaikki merkityt osat

Suoritustapojen osat

Julkaisematon arviointikohde