Fys4 - Laboraatiot (2 op)

Arviointiasteikko

0-5

Sisällön jaksotus

Kurssin alussa käsitellään mittausten suorittamiseen sekä mittaustulosten laskemiseen ja virhearviointiin liittyvää teoriaa koko opetusryhmän osalta. Teoriaosuuden jälkeen siirrytään suorittamaan mittauksia, minkä pohjalta raportoidaan mittaustulokset.

Tavoitteet

Tarkoitus: Monien eri sovellusten toiminta perustuu fysikaaliseen kokeelliseen dataan. Datan hyödyntäminen edellyttää datasta johdettujen tulosten virhearvioinnin suorittamista. Kurssilla mitataan kokeellista dataa, jonka avulla arvioidaan datasta johdettujen tulosten käyttöä eri sovelluskohteissa.

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

Osaamistavoitteet:
Opintojakson suoritettuasi osaat suorittaa monipuolisesti erilaisten fysikaalisten järjestelmien ominaisuuksien mittauksia ja osaat analysoida mittaustuloksia matemaattisesti. Hallitset teknisen raportoinnin perusperiaatteet ja olet havainnoinut fysiikan ilmiöitä käytännössä. Osaat syventää osaamistasi mittausten analysoinnin ja raportoinnin osalta.

Sisältö

Tämän opintojakson suoritettuasi osaat hyödyntää fysikaalista kokeellista dataa eri sovelluksissa ja suorittaa tulosten virhearvioinnin. Opit mittaamaan erilaisten fysikaalisten järjestelmien ominaisuuksia ja analysoimaan mittaustuloksia matemaattisesti. Kurssi antaa sinulle valmiudet tekniseen raportointiin ja syventää ymmärrystäsi fysiikan ilmiöistä käytännössä. Saat myös arvokkaita taitoja mittausten analysoinnin ja raportoinnin osalta, joita voit soveltaa monipuolisesti tekniikan alalla.

Opintojaksolla
• suoritat klassisen fysiikan ilmiöihin liittyviä mittauksia,
• perehdyt työskentelyyn laboratoriossa,
• arvioit mittaustarkkuuksia,
• opit johtamaan virhekaavan,
• arvioit lopputuloksen virhettä,
• ilmoitat fysikaalisten mallien ja datan avulla lopputuloksen virheineen,
• opit esittämään edellä mainitut asiat mittaustuloksia käsittelevässä raportissa.

Aika ja paikka

Opintojakso toteutetaan 23.10.2023-19.12.2023.

Oppimateriaalit

Mittaustuloksista laskettujen virheiden arvioinnissä hyödynnetään kirjaa:

Taylor, J. R. An introduction to error analysis: The study of uncertainties in physical measurements (2nd ed.). ISBN: 978-0935702750.

Kurssilla jaetaan tarkemmin työkohtaiset ohjeet.

Opetusmenetelmät

Kurssilla tehdään fysikaalisiin ilmiöihin liittyviä mittauksia sekä analysoidaan ja raportoidaan mittausdataa.

Harjoittelu- ja työelämäyhteistyö

Kurssin sisältö pyritään kytkemään työelämässä esiintyviin ongelmiin.

Toteutuksen valinnaiset suoritustavat

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

Opiskelijan ajankäyttö ja kuormitus

Yksi opintopiste vastaa 27 tunnin työmäärää. Yhteensä kurssi vaatii 54 tunnin työmäärän.

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1)

Välttävä (1):
Olet suorittanut kaikki mittaukset sekä tehnyt kaikki kurssitehtävät. Mittaustulosten kirjaamisessa ja raportoinnissa on puutteita. Raporttisi johtopäätökset olisivat paremmat, jos mittaukset ja niiden analysointi olisi suoritettu paremmin.

Tyydyttävä (2):
Olet suorittanut kaikki kurssitehtävät mittausten ja raportoinnin osalta. Mittaustuloksista olet kirjannut olennaiset tiedot. Olet tehnyt kokeellisen työn raportoinnin suppeasti, mutta siitä käy ilmi oikean suuntaiset lopputulokset. Olet tehnyt jonkin johtopäätöksen perustuen analysoimaasi dataan.

Arviointikriteerit, hyvä (3)

Hyvä (3):
Arvosanan 2 vaatimusten lisäksi olet kirjannut mittaustulokset oikein ja olet raportoinut työsi hyvin. Raportoinnissa olet esittänyt lopputuloksen oikeassa muodossa. Olet tehnyt mittausten ja datan analysoinnin perusteella useita eri johtopäätöksiä.

Kiitettävä (4):
Arvosanan 3 lisäksi olet tehnyt kattavan virhearvion, missä lopputuloksen virhearvioinnissa on laskettu oikein lopputuloksen kokonaisvirhe tilastollisen ja systemaattisen virheen avulla. Johtopäätöksissä olet arvioinut mittausmenetelmän virhelähteiden merkitystä lopputuloksen virheeseen.

Arviointikriteerit, kiitettävä (5)

Erinomainen (5):
Olet tehnyt tarkan mittauspöytäkirjan, josta käy ilmi käytetyt mittalaitteet virheineen, mittausdata lukematarkkuuksineen sekä maininta mahdollisista häiriötilanteista. Kirjoittamasi raportin taso lähentelee konferenssiartikkelin tasoa. Olet pohtinut johtopäätöksissä lopputuloksen virhettä vähintään arvosanan 4 tasoisesti. Laskemaasi lopputulosta olet verrannut kirjallisuuden antamiin vertailuarvoihin.

Esitietovaatimukset

Fysikaaliset suureet ja vektorit, differentiaali- ja integraalilaskenta, SI-järjestelmä. Kurssilla tulee osata käyttää alkeisfunktioita ja yhtälöryhmiä fysikaalisten ongelmien ratkaisemisessa.

Lisätiedot

Arvioinnissa otetaan huomioon kurssipisteet kokeellisten töiden mittauksista (30 % arvosanasta), mittauksiin liittyvistä laskuharjoituksista (50 % arvosanasta) ja mittausryhmässä kirjoitetusta raportista (20 % arvosanasta). Kurssin läpäisyyn tarvitaan vähintään 50 % kurssin maksimipistemäästä ja mittausten tulee olla hyväksytysti suoritettuja.

Kurssin suorittaminen edellyttää läsnöoloa kahdella mittauskerralla, jotka määritetään kurssin ensimmäisellä viikolla. Jos opiskelija on estynyt osallistumasta mittauksiin, tulee kurssin opettajalle ilmoittaa kurssisuorituksen estymisestä ensimmäisen kurssiviikon aikana.