FYSA2001 Moderni fysiikka, osa A (5–6 op)

• Klassisen fysiikan rajoitukset

• Sähkömagneettisen säteilyn hiukkasluonne

• Massallisten hiukkasten aaltoluonne

• Aalto-hiukkas-dualismi

• Schrödingerin yhtälö

• Atomin yleinen rakenne ja spektri

• Vetyatomi

• Monen elektronin atomit

• Molekyylit

• Statistista fysiikkaa

• Kiinteän aineen fysiikkaa 

Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa

• selittää kokeelliset havainnot, joiden kautta aalto-hiukkas-dualismi löydettiin

• tuntee fotonin ja sen keskeiset ominaisuudet

• määritellä de Broglien aallonpituuden ja soveltaa epätarkkuusperiaatetta

• ymmärtää aaltofunktion yhteyden todennäköisyystiheyteen

• kertoa kuinka vetyatomin rakenne ja spektri seuraavat Schrödingerin yhtälöstä

• kuvailla energian ja pyörimismäärän kvantittumisen sekä elektronin spinin

• soveltaa Paulin kieltosääntöä atomien ja molekyylien elektroneihin

• kuvailla molekyylien sidostyypit sekä molekyylin värähtelyn ja pyörimisen

• selittää Bose-Einstein- ja Fermi-Dirac-statistiikat ja niiden keskeiset seuraukset

• kuvailla kiinteän aineen kiderakenteen, kidevärähtelyt ja elektronirakenteen

• selittää, miksi materiaalit ovat johteita, eristeitä, puolijohteita tai suprajohteita

• ratkaista yksinkertaisia laskutehtäviä lähtien liikkeelle annetuista perusyhtälöistä 

Nanotieteiden koulutusohjelmaan valituille opiskelijoille opintojakson Moderni fysiikka A laboratoriotyöt eivät ole pakollisia. Ilman laboratoriotöitä opintojakson laajuus on 5 op. 

· FYSP1010 Mekaniikan perusteet

- peruskäsitteet, kuten energia, liikemäärä, pyörimismäärä

· FYSP1020 Värähtelyt ja termodynamiikka

- harmoniset värähtelyt

· FYSP1040 Sähköopin perusteet

- pistevarauksen sähkökenttä

· FYSP1050 Sähkömagnetismin perusteet

- magneettikenttä

- sähkömagneettiset aallot

· MATP211-213 Calculus 1-3, tarpeen erityisesti:

- tavallisimpien alkeisfunktioiden ominaisuudet

- derivointi ja integrointi 1D tapauksessa

- funktion maksimikohdan hakeminen

· MATA114 Differentiaaliyhtälöt, hyödyksi erityisesti:

- differentiaaliyhtälön käsite

- differentiaaliyhtälön ratkaisun yleiset periaatteet

- differentiaaliyhtälöitä ei kurssilla tarvitse varsinaisesti osata ratkaista, vaan vastaan tulevien differentiaaliyhtälöiden tiedetyt ratkaisut annetaan luentomateriaalissa

· MATA181 Vektoricalculus 1 (samanaikaisesti suoritettaessa), hyödyksi erityisesti:

- Useamman kuin yhden muuttujan funktio

- osittaisderivaatan käsite

· Lisäksi tarvitaan kompleksiluvuista muutama asia, jotka käydään läpi kurssilla 

Luentomateriaali TIM-järjestelmässä