Kaisa_2012_3_photo by Veikko Somerpuro

Tentti on tarkoitettu niille opiskelijoille, jotka ovat ilmoittautuneet (ja sen myötä saaneet opinto-oikeuden) tälle kurssille.

Aikataulu

PäivämääräAikaOpetuspaikka
Pe 8.5.2020
12:00 - 16:00

Kuvaus

Suositeltavat esitiedot: FYS1003 Sähkömagnetismi ja FYS1012 Matemaattiset apuneuvot III

Suositellaan kurssin FYS1005 Fysiikan perusopintojen laboratoriotyöt samanaikaista suorittamista.

Opiskelija osaa soveltaa Maxwellin yhtälöitä ajasta riippuvien sähköisten ja magneettisten ilmiöiden kuvaamiseen. Hän ymmärtää sähkömagneettisen säteilyn synnyn mekanismin ja osaa ratkaista sähkömagneettisen aallon etenemiseen liittyviä ongelmia, mm. väliaineessa ja rajapinnoilla ja diffraktioilmiössä. Opiskelija osaa tehdä ennusteita hiukkasten aaltoluonteen pohjalta. Opiskelija ymmärtää Maxwellin yhtälöiden merkityksen integraali ja differentiaalimuodossa. Hän osaa käyttää nabla-operaattoria ja kuvata aaltoliikettä matemaattisesti kompleksisen eksponenttifunktion tai trigonometristen funktioiden avulla.

  • Gaussin laki ja Amperen kiertämälaki, vuo
  • Induktio ja Faradayn laki. Induktanssi, RL ja RLC piirien käsittely.
  • Maxwellin yhtälöt sekä integraali- että differentiaalimuodossa – tyhjiössä ja homogeenisessa eristeessä.
  • Sähkömagneettisen säteilyn synty, säteilyn liikemäärä- ja energiatiheys, aaltoyhtälö
  • Pallo- ja tasoaalto, sinimuotoisesti värähtelevä sähkömagneettinen aalto. Aaltojen trigonometrinen ja kompleksiesitys.
  • Smg-aalto väliaineessa, sironta, taittuminen, polarisaatio ja polarisoituminen.
  • Smg-aalto kohtisuoralla rajapinnalla – heijastuminen ja läpäisykertoimet.
  • Taipuminen ja diffraktio, monen leveän raon diffraktiokuvion intensiteetti analyyttisesti. Babinetin periaate.
  • Aineaallot, hiukkasdiffraktio, valosähköinen ilmiö ja Comptonin sironta, hiukkasten ja valon dualistinen malli.

Kurssikirjana toimii Chabay and Sherwood: Matter & Interactions, luvut 23-25.

Vaihtoehtoiseksi materiaaliksi ja oheislukemistoksi sopivat esimerkiksi:

  • Knight: Physics for scientists and engineers, a strategic approach
  • Giancoli: Physics for scientists & engineers
  • Young & Freedman: University physics
  • Kurki-Suonio: Aaltoliikkeestä dualismiin

Arvosanan määräytyminen (Fysiikan perusopetuksen pelisäännöt).

Kurssi suoritetaan joko arvosteltavaksi palautettavilla laskuharjoituksilla ja kurssikokeella tai vaihtoehtoisesti laitostentillä.

Oppimista tukevat viikottaiset luennot, opiskelijan itsenäinen työskentely sekä viikoittain palautettavat laskuharjoitukset, joita lasketaan osittain laskupajoissa assistenttien tuella pienryhmissä ja osittain itsenäisesti. Laskuharjoitukset palautetaan assistenteille jotka pisteyttävät ne. Kurssin kokonaistyömäärä on 135 tuntia.