Fys3 - Sähkömagnetismi ja aalto-oppi (4 op)

Arviointiasteikko

0-5

Tavoitteet

Tarkoitus:
Opit sähkömagnetismin ja aaltoliikkeen perusilmiöt, jotka ovat edellytyksenä informaatioteknologiassa käytettyjen laitteiden toiminnan ymmärtämiselle.

EUR-ACE-osaamiset:
Tieto ja ymmärrys
Tekniikan soveltaminen käytäntöön

Osaamistavoitteet:
Opintojakson suoritettuasi osaat mekaanisten ja sähkömagneettisten aaltojen perusperiaatteita ja käsitteitä. Tunnet aaltoliikkeen käyttäytymistä eri aineissa ja aineiden välisillä rajapinnoilla.

Osaat sähkömagnetismin peruskäsitteitä ja periaatteita. Hallitset passiivisten sähköisten peruskomponenttien fysikaaliset perusteet, tasavirtamoottorin, sähkögeneraattorin, antennien ja optisen kuidun toimintaperiaatteet.

Pystyt tunnistamaan kurssilla käsitellyt fysikaaliset ilmiöt ja osaat tehdä oletuksia ilmiöiden mallintamisessa. Osaat käyttää fysikaalisia malleja fysikaalisten ongelmien ratkaisemisessa.

Sisältö

Opintojaksolla opiskelet seuraavat sisällöt:
• Aaltoliikkeen mallintaminen, teho ja etenemisnopeus
• Aaltoliike aineiden välisillä rajapinnoilla
• Interferenssi ja seisova aaltoliike
• Ääni ja Dopplerin ilmiö
• Sähkövaraus sähkökentässä
• Jännite ja energia sähkökentässä
• Johdin ja virtasilmukka magneettikentässä
• Sähkömagneettinen induktio
• Itseinduktio ja kela
• Sähkömagneettiset aallot
• Antennit
• Optiset kuidut

Aika ja paikka

Opintojakso toteutetaan 9.1.2023 - 28.4.2023.

Oppimateriaalit

Luentomoniste ja harjoitustehtävät.

Ensisijainen kirjallisuus:
Hautala & Peltonen: Insinöörin (AMK) fysiikka, osa 1, Lahden Teho-Opetus Oy.
Peltonen, Perkkiö & Vierinen: Insinöörin (AMK) fysiikka, osa 2, Lahden Teho-Opetus Oy.

Vaihtoehtoisesti:
Inkinen, Manninen & Tuohi: Momentti Insinöörifysiikka 2, Otava.

Opetusmenetelmät

Kontaktitunnit tai virtuaaliluennot, itsenäinen työskentely ja verkkotyöskentely.

Harjoittelu- ja työelämäyhteistyö

Kurssin sisältö pyritään kytkemään työelämässä esiintyviin ongelmiin.

Tenttien ajankohdat ja uusintamahdollisuudet

Kurssin tenttikäytänteet ilmoitetaan kurssin ensimmäisellä tapaamiskerralla.

Toteutuksen valinnaiset suoritustavat

Hyväksilukemisen menettelytavat kuvataan tutkintosäännössä ja opinto-oppaassa. Opintojakson opettaja antaa lisätietoa mahdollisista opintojakson erityiskäytänteistä.

Opiskelijan ajankäyttö ja kuormitus

Yhden opintopisteen työmäärä vastaa 27 tunnin opiskelutyötä. Yhteensä opiskelutyömäärä (4 op.) kurssilla on 108 tuntia.

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1)

Välttävä 1:
Osaat tunnistaa kurssin sisällön mukaiset ilmiöt ja osaat tehdä joitain ilmiöihin liittyviä oletuksia. Suurin osa käyttämistäsi malleista liittyy tunnistamaasi ilmiöön ja tehtävänratkaisusi etenee loogisesti.

Tyydyttävä 2:
Olet kuvaillut kurssien sisällön mukaiset ilmiöt, mutta ilmiöiden kuvaamisessa olisi parannettavaa. Osaat tehdä oletuksia ilmiöiden perusteella ja olet valinnut pääsääntöisesti tilanteeseen sopivat fysikaaliset mallit. Olet ratkaissut oikein joitain tuntemattomia parametreja, mutta ratkaisuissasi olisi parannettavaa.

Arviointikriteerit, hyvä (3)

Hyvä 3:
Olet kuvannut kurssin sisällön mukaiset ilmiöt ja tehnyt käyttämiesi oikeiden mallien osalta tärkeimmät oletukset. Olet päätynyt pääsääntöisesti oikeisiin ratkaisuihin, mutta sinulla on joitain laskuvirheitä.

Kiitettävä 4:
Olet melko hyvin kuvaillut kurssin sisällön mukaiset ilmiöt ja tehnyt ilmiöiden mallintamisen kannalta tarvittavat oletukset. Osaat löytää vaihtoehtoisia ratkaisumalleja ongelman ratkaisemiseksi. Olet ratkaissut tehtävät oikein, mutta ratkaisuissasi esiintyy pieniä laskuvirheitä.

Arviointikriteerit, kiitettävä (5)

Erinomainen 5:
Olet kuvannut kurssin sisällön mukaiset ilmiöt tarkasti ja tehnyt mallintamisen kannalta kattavat oletukset. Osaat arvioida eri mallien soveltuvuutta ongelmien ratkaisemiseksi. Olet ratkaissut tehtävät oikein ja sinulla voi olla pieniä huolimattomuusvirheitä.

Esitietovaatimukset

Samaan aikaan tai ennen kurssia sinulla tulee olla hallussa vektorilaskennan, trigonometrian sekä differentiaali ja integraalilaskennan perusteet.

Lisätiedot

Opintojakso arvioidaan kokeen tai kokeiden ja laskuharjoituksista kerättävien pisteiden perusteella.

Kontaktiopetukseen osallistuminen on vapaaehtoista, mutta suotavaa. Opiskelijan tulee osallistua ensimmäiselle kontaktikerralle tai ilmoittaa kurssin opettajalle kurssille osallistumisesta. Kurssi on mahdollista opiskella virtuaalisesti.