FYSP1050 Sähkömagnetismin perusteet (6 op)

Avaa opintojakson esite Sisussa
Opinnon taso:
Perusopinnot
Arviointiasteikko:
0-5
Suorituskieli:
suomi
Vastuuorganisaatio:
Fysiikan laitos
Opetussuunnitelmakaudet:
2020-2021, 2021-2022, 2022-2023

Kuvaus

  • 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.

Matemaattisia ja numeerisia sisältöjä: viivaintegraali 

Osaamistavoitteet

Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa

  • tunnistaa magneettisen vuorovaikutuksen yksinkertaisissa kokeellisissa tilanteissa ja selittää havainnot hyödyntämällä magneettikentän käsitettä

  • käyttää Lorentzin lakia varatun hiukkasen liikeradan laskemiseksi sekä selittää liikkuvan varauksen luovan magneettikentän

  • selittää sähkömagneettisen induktion, Lenzin lain ja muuntajan toiminnan

  • soveltaa Faradayn lakia induktioon liittyvien sähkömagneettisten ongelmien ratkaisemiseen

  • nimetä vaihtovirtapiirien peruskäsitteet ja selittää magneettikentän energian yhteyden kelaa

  • esittää Maxwellin yhtälöt integraalimuodossa

  • selittää sähkömagneettisen tasoaallon etenemisperiaatteen Maxwellin yhtälöiden pohjalta

  • laskea sähkömagneettisen aallon energian sekä liikemäärän

  • kuvailla aaltoliikkeen etenemistä väliaineessa, väliaineiden rajapinnoilla ja rakojärjestelmissä

  • selittää, kuinka kuvat muodostuvat peileissä, linsseissä ja tyypillisissä optisissa laitteissa

  • tulkita suoraviivaista, kommentoitua tietokoneohjelmaa ja muokata sitä annetun ongelman perusteella

  • toimia rakentavasti ryhmän jäsenenä ja arvioida omaa ja ryhmän työskentelyä. 

Esitietojen kuvaus

FYSP1010 Mekaniikan perusteet, FYSP1020 Värähtelyt ja termodynamiikka ja FYSP1040 Sähköopin perusteet tai vastaavat opinnot. 

Oppimateriaalit

Verkkomateriaalit, Opi fysiikkaa –kanavan 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

Arviointiperusteet:
Esimerkiksi itsenäisesti ja ryhmässä tehdyt harjoitustehtävät ja projektityöt (39/60), itsearviointi (7/60), ryhmäarviointi (7/60) sekä opettajan arviointi (7/60). Arvioinninkohteiden kokonaispistemäärästä on saatava vähintään 50 %.
Opetusajankohta:
Periodi 3, Periodi 4
Valitaan kaikki merkityt osat

Tapa 2

Kuvaus:
Tämä suoritustapa on tarkoitettu opiskelijoille, joille ensimmäinen suoritustapa ei erityisistä syistä ole mahdollinen (esim. opetuskieli, asuminen muualla, suositus yksilöllisistä opintojärjestelyistä). Suoritustavasta on otettava yhteyttä opettajaan ennen kurssille ilmoittautumista.
Arviointiperusteet:
Esimerkiksi harjoitustehtävät ja projektityö (39/53), itsearviointi ja oppimispäiväkirja (7/53) ja arviointikeskustelu (7/53). Arvioinninkohteiden kokonaispistemäärästä on saatava vähintään 50 %.
Opetusajankohta:
Periodi 3, Periodi 4
Valitaan kaikki merkityt osat

Tapa 3

Kuvaus:
Tämä suoritustapa on tarkoitettu opiskelijoille, joille ensimmäinen suoritustapa ei erityisistä syistä ole mahdollinen (esim. opetuskieli, asuminen muualla, suositus yksilöllisistä opintojärjestelyistä). Suoritustavasta on otettava yhteyttä opettajaan ennen kurssille ilmoittautumista.
Arviointiperusteet:
Esimerkiksi harjoitustehtävät ja projektityö (39/53), itsearviointi ja oppimispäiväkirja (7/53) ja arviointikeskustelu (7/53). Arvioinninkohteiden kokonaispistemäärästä on saatava vähintään 50 %.
Valitaan kaikki merkityt osat
Suoritustapojen osat
x

Osallistuminen opetukseen (6 op)

Tyyppi:
Osallistuminen opetukseen
Arviointiasteikko:
0-5
Arviointiperusteet:
Esimerkiksi itsenäisesti ja ryhmässä tehdyt harjoitustehtävät ja projektityöt (39/60), itsearviointi (7/60), ryhmäarviointi (7/60) sekä opettajan arviointi (7/60). Arvioinninkohteiden kokonaispistemäärästä on saatava vähintään 50 %.
Suorituskieli:
suomi
Työskentelytavat:

  • Luennot, laatuaikaoppimiseen perustuen viikoittain keskustelut ja vuorovaikutteiset tilaisuudet pienryhmissä sisältäen ryhmässä ja itsenäisesti tehtäviä harjoitustehtäviä ja projektitöitä sekä ryhmä- ja itsearviointi kurssin lopuksi.

  • Harjoitustehtävät palautetaan kirjallisena ja ne arvostellaan.  

Opetus

x

Itsenäinen työskentely (periodi 3-4) (6 op)

Tyyppi:
Itsenäinen työskentely
Arviointiasteikko:
0-5
Arviointiperusteet:
Esimerkiksi harjoitustehtävät ja projektityö (39/53), itsearviointi ja oppimispäiväkirja (7/53) ja arviointikeskustelu (7/53). Arvioinninkohteiden kokonaispistemäärästä on saatava vähintään 50 %.
Suorituskieli:
suomi
Työskentelytavat:

  • Itsenäisesti viikoittain tehtävät harjoitustehtävät ja oppimispäiväkirja sekä projektityöt ja itsearviointi.

  • Harjoitustehtävät palautetaan kirjallisena ja ne arvostellaan. 

Opetus

x

Itsenäinen työskentely (ajankohdasta riippumaton) (6 op)

Tyyppi:
Itsenäinen työskentely
Arviointiasteikko:
0-5
Arviointiperusteet:
Esimerkiksi harjoitustehtävät ja projektityö (39/53), itsearviointi ja oppimispäiväkirja (7/53) ja arviointikeskustelu (7/53). Arvioinninkohteiden kokonaispistemäärästä on saatava vähintään 50 %.
Suorituskieli:
suomi
Työskentelytavat:

  • Itsenäinen opiskelu (kurssikirja, videot), erikseen sovittavat harjoitustehtävät ja suullinen kuulustelu.

  • Harjoitustehtävät palautetaan kirjallisena ja ne arvostellaan. 

Opetus