FYSP1050 Sähkömagnetismin perusteet (6 op)

Avaa opintojakson esite Sisussa

Opinnon taso:

Perusopinnot

Arviointiasteikko:

0-5

Suorituskieli:

suomi

Vastuuorganisaatio:

Fysiikan laitos

Opetussuunnitelmakaudet:

2017-2018, 2018-2019, 2019-2020

Kuvaus

Sisältö

Magneettinen vuorovaikutus ja magneettikenttä; Liikkuva varaus magneettikentän lähteenä ja Ampéren laki; Varatun hiukkasen liike sähkö- ja magneettikentissä; Sähkömagneettinen induktio: Faradayn ja Lenz’in lait; Induktanssi ja magneettikentän energia; Yksinkertaiset vaihtovirtapiirit; Impedanssi ja vaihtovirran teho; Yli- ja alipäästösuotimet; Maxwellin yhtälöt; Sähkömagneettiset aallot, aaltojen energia ja liikemäärä; Valomallit (aalto-hiukkasdualismi ja sädemalli); Fermat’n periaate; Interferenssi: Kaksoisrakokoe, Diffraktio, Interferometri; Sädeoptiikkan periaatteet: Heijastuminen, taittuminen, peilit ja linssit.

Suoritustavat

Keskustelut ja vuorovaikutteiset tilaisuudet, harjoitustehtävät, projektityö, tentti.

Arviointiperusteet

Opintojakson suorittamiseen vaaditaan, että opiskelija saa vähintään opettajan määräämän hyväksymispisterajan mukaisen kokonaispistemäärän arvioinninkohteista (esim. harjoitustehtävät, projektityö ja tentti). Opettaja päättää arvioinninkohteiden osuudet opintojakson kokonaispisteistä.

Osaamistavoitteet

Suoritettuaan opintojakson opiskelija osaa tunnistaa magneettisen vuorovaikutuksen yksinkertaisissa kokeellisissa tilanteissa ja selittää havainnot hyödyntämällä magneettikentän käsitettä. Hän osaa käyttää Lorentzin lakia varatun hiukkasen liikeradan laskemiseksi sekä selittää liikkuvan varauksen luovan magneettikentän. Opiskelija osaa selittää sähkömagneettisen induktion, Lenzin lain ja muuntajan toiminnan sekä soveltaa Faradayn lakia induktioon liittyvien sähkömagneettisten ongelmien ratkaisemiseen. Hän osaa nimetä vaihtovirtapiirien peruskäsitteet ja selittää magneettikentän energian yhteyden kelaa. Opiskelija osaa myös esittää Maxwellin yhtälöt integraalimuodossa sekä selittää sähkömagneettisen tasoaallon etenemisperiaatteen Maxwellin yhtälöiden pohjalta ja laskea sähkömagneettisen aallon energian sekä liikemäärän. Lisäksi hän osaa kuvailla aaltoliikkeen etenemistä väliaineessa, väliaineiden rajapinnoilla ja rakojärjestelmissä. Opiskelija osaa selittää, kuinka kuvat muodostuvat peileissä, linsseissä ja tyypillisissä optisissa laitteissa.

Lisätietoja

Ajankohta kevätlukukauden 1. ja 2. periodi.

Oppimateriaalit

Verkkomateriaali, opetusvideot.

Kirjallisuus

Randall D. Knight. Physics for Scientists and Engineers - A Strategic Approach with Modern Physics. ISBN 978-0-13-394265-1. Harlow, Essex: Pearson Education, 2017.; ISBN: 978-0-13-394265-1

Suoritustavat

Tapa 1

Valitaan kaikki merkityt osat

Suoritustapojen osat

Julkaisematon arviointikohde