FYSA2001 Moderni fysiikka, osa A (5–6 op)

Avaa opintojakson esite Sisussa

Opinnon taso:

Aineopinnot

Arviointiasteikko:

0-5

Suorituskieli:

suomi

Vastuuorganisaatio:

Fysiikan laitos

Opetussuunnitelmakaudet:

2017-2018, 2018-2019, 2019-2020

Kuvaus

Sisältö

Kvanttifysiikan perusteita; aalto-hiukkas-dualismi; Schrödingerin yhtälö ja kvantittuminen; hiukkanen laatikossa ja harmoninen värähtelijä; vetyatomi sekä useamman elektronin atomit ja Paulin kieltosääntö; molekyylien rakenne, sidokset ja spektrit; kiinteän aineen rakenne sekä eristeet, johteet ja puolijohteet; sovelluksia: materiaalifysiikka ja nanotiede.

Suoritustavat

Oppimistehtävät, laboratoriotyöt, perinteinen tentti.

Arviointiperusteet

Opintojakson hyväksyttyyn suorittamiseen vaaditaan, että opiskelija saa vähintään opettajan määräämän hyväksymispisterajan mukaisen kokonaispistemäärän arvioinninkohteista (oppimistehtävät, laboratoriotyöt, perinteinen tentti). Opettaja päättää arvioinninkohteiden osuudet opintojakson kokonaispisteistä.

Osaamistavoitteet

Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa tunnistaa klassisen fysiikan rajoitukset sekä kertoa keskeiset kokeet, joiden kautta aalto-hiukkas-dualismi löydettiin. Hän osaa määritellä de Broglien aallonpituuden ja epätarkkuusperiaatteen sekä muodostaa ja yksinkertaisissa tapauksissa ratkaista Schrödingerin yhtälön. Opiskelija osaa selittää Rutherfordin-Bohrin atomimallin ja siihen johtaneet keskeiset kokeet sekä kertoa kuinka vetyatomin rakenne ja spektri seuraavat Schrödingerin yhtälöstä. Hän osaa selittää energian ja pyörimismäärän kvantittumisen, nimetä Zeemanin ilmiön ja hienorakenteen liittyen elektronin spiniin sekä selittää kuinka useamman elektronin atomien elektroniset tilat täyttyvät. Hän osaa nimetä molekyylien sidostyypit ja selittää molekyylisidoksen muodostumisen. Hän osaa selittää Bose-Einstein- ja Fermi-Dirac-statistiikat. Lisäksi hän osaa kuvata kiinteän aineen kiderakenteen ja määritellä elektronirakenteen peruskäsitteet sekä selittää, miksi materiaalit ovat johteita, eristeitä, puolijohteita tai suprajohteita.

Lisätietoja

Ajankohta syksyn 1. periodi; Nanotieteiden koulutusohjelmassa fysiikan perusopintokokonaisuuteen sivuaineena sisällytettynä opintojakso suoritetaan 5 op laajuisena ilman laboratoriotöitä.

Esitietojen kuvaus

Fysiikan perusopinnot (FYSP1010-1050).

Oppimateriaalit

Kurssin laboratoriotöiden työohjeet.

Kirjallisuus

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

Suoritustavat

Tapa 1

Valitaan kaikki merkityt osat

Suoritustapojen osat

Julkaisematon arviointikohde