FYSP1050 Sähkömagnetismin perusteet (6 op)
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: vektorialgebra, 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 13: 978-1-292-43822-1. Harlow, Essex: Pearson Education, 2023.
Suoritustavat
Tapa 1
Tapa 2
Tapa 3
Osallistuminen opetukseen (6 op)
Opetus
20.2.–29.4.2025 Pienryhmäopetus
Itsenäinen työskentely (periodi 3-4) (6 op)
Itsenäisesti viikoittain tehtävät harjoitustehtävät ja oppimispäiväkirja sekä projektityöt ja itsearviointi.
Harjoitustehtävät palautetaan kirjallisena ja ne arvostellaan.
Opetus
20.2.–25.5.2025 Itsenäinen projekti
Itsenäinen työskentely (ajankohdasta riippumaton) (6 op)
Itsenäinen opiskelu (kurssikirja, videot), erikseen sovittavat harjoitustehtävät ja suullinen kuulustelu.
Harjoitustehtävät palautetaan kirjallisena ja ne arvostellaan.