FYSA2004 Moderni fysiikka, osa B (5 op)

• 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. 

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. 

• 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

Verkkomateriaali, oppikirja.