FYSA2004 Moderni fysiikka, osa B (5 op)

Opinnon taso:
Aineopinnot
Arviointiasteikko:
0-5
Suorituskieli:
suomi
Vastuuorganisaatio:
Fysiikan laitos
Opetussuunnitelmakaudet:
2024-2025, 2025-2026, 2026-2027, 2027-2028

Kuvaus

  • Erityisen suhteellisuusteorian perusperiaatteet ja sovelluksia, esim. Lorentz-muunnokset, aikadilaatio, pituuskontraktio, relativistinen kinematiikka

  • Ydinfysiikan perusteita, esim. ytimen rakenne ja stabiilius, radioaktiivisuuden lajit, hajoamislain sovelluksia.

  • Hiukkasfysiikan perusteita, esim. leptonit, kvarkit, voimien välittäjähiukkaset ja niiden ominaisuuksia, esimerkkejä sähkömagneettisen ja heikon vuorovaikutuksen prosesseista ja niitä kuvaavia graafeja, vahvan vuorovaikutuksen perusominaisuuksia

  • Kosmologian perusteita, esim. kvalitatiivisella tasolla maailmankaikkeuden koostumus, pimeä aine ja pimeä energia, kvantitatiivisemmin Friedmanin yhtälöt ja niiden sovelluksia. 

Osaamistavoitteet

Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa:

  • Laskea erityisen suhteellisuusteorian Lorentz-muunnoksia, tarkastella aikadilaatiota ja pituuskontraktiota, laskea nopeuksia yhteen relativistisesti ja käsitellä relativistista Doppler-ilmiötä.

  • Laskea relativististen kappaleiden energian ja liikemäärän, tarkastella elastisten törmäyksien kinematiikkaa.

  • Selittää atomiytimen perusrakenteen, sen yhteyden vahvaan vuorovaikutukseen ja mainita yksinkertaisia ydinmalleja. Selittää sidosenergian käsitteen, laskea ydinreaktioissa vapautuvia energioita, selittää fuusion ja fission perusteet ja mainita ydinfysiikan sovelluksia.

  • Selittää radioaktiivisen säteilyn lajit (alfa, beta ja gamma) ja soveltaa hajoamislakia.

  • Listata standardimallin alkeishiukkaset ja kuvailla niiden vuorovaikutuksia, varauksia ja massoja.

  • Esittää joitakin standardimallin vuorovaikutuksia Feynmanin graafien avulla ja tarkastella hiukkasreaktioiden kinematiikkaa. Selittää miksi massaton hiukkanen ei voi hajota massallisiksi.

  • Selittää kosmologian standardimallin perusteita ja varhaisen maailmankaikkeuden historiaa. Tarkastella maailmankaikkeuden laajenemista kuvaavien Friedmanin yhtälöiden ratkaisuja yksinkertaisissa tapauksissa. 

Esitietojen kuvaus

  • MATP211-213 Calculus
    - erityisesti: alkeisfunktioiden derivaatat ja integraalit, derivaatan ketjusääntö, sarjakehitelmät

  • MATA114 Differentiaaliyhtälöt
    - hyödyksi erityisesti: differentiaaliyhtälön käsite, differentiaaliyhtälön ratkaisun yleiset periaatteet

  • FYSA2003 Moderni fysiikka, osa A
    - suositeltava esitieto, hyödyksi erityisesti: fotonin energia

Oppimateriaalit

Verkkomateriaali, oppikirja. 

Kirjallisuus

  • Kenneth S. Krane. Modern Physics. 3. painos, Wiley, 2012. ISBN: 978-1-118-32464-6.

Suoritustavat

Tapa 1

Arviointiperusteet:
Tentti ja laskuharjoitukset
Opetusajankohta:
Periodi 2
Valitaan kaikki merkityt osat

Tapa 2

Kuvaus:
Tämä suoritustapa on tarkoitettu opiskelijoille, joille toinen suoritustapa ei erityisistä syistä ole mahdollinen (esim. opetuskieli, asuminen muualla, suositus yksilöllisistä opintojärjestelyistä). Suoritustavasta on otettava yhteyttä opettajaan ennen kurssille ilmoittautumista.
Arviointiperusteet:
Tentti, arviontikeskustelu
Valitaan kaikki merkityt osat
Suoritustapojen osat
x

Osallistuminen opetukseen (5 op)

Tyyppi:
Osallistuminen opetukseen
Arviointiasteikko:
0-5
Arviointiperusteet:
<p>Tentti, laskuharjoitukset</p>
Suorituskieli:
suomi
Työskentelytavat:

Luennot, oppimistehtävät, tentti.

Oppimateriaalit:

Luentomuistiinpanot, kurssikirja

Ei julkaistua opetusta
x

Itsenäinen työskentely (5 op)

Tyyppi:
Itsenäinen työskentely
Arviointiasteikko:
0-5
Arviointiperusteet:
<p>Tentti 90% ja arviointikeskustelu 10%&nbsp;</p>
Suorituskieli:
suomi
Työskentelytavat:

Itsenäinen opiskelu, tentti ja arviointikeskustelu. 

Ei julkaistua opetusta