FYSY0100 Quantum mechanics and theory of relativity for the layman (2 cr)

Study level:
Other studies
Grading scale:
Pass - fail
Language:
Finnish
Responsible organisation:
Department of Physics
Curriculum periods:
2020-2021, 2021-2022, 2022-2023

Description

Modernin fysiikan tuntemus kuuluu yleissivistykseen. Se on nyky-yhteiskunnan teknologisen kehityksen perusta ja sen pohjalta voidaan ratkoa energiankulutuksen ja -tuotannon sekä ilmaston lämpenemisen haasteita. Silti lukion opetussuunnitelmassa modernin fysiikan sisältöjä on perin vähän. Tämä kurssi täydentää lukion fysiikan opintojen yleissivistävyyttä ja tukee ylioppilaskirjoituksiin valmistautumista modernin fysiikan osalta. Kurssi painottuu kvanttimekaniikan ja suhteellisuusteorian käsitteiden havainnollistamiseen simulaatioiden ja yksinkertaisten matemaattisten mallien avulla.

Kvanttimekaniikan sisältöjä

  • Kvanttimekaaninen tila ja sen liikeyhtälö

  • Sidotut tilat, epätarkkuusperiaate ja tunneloituminen

  • Tilojen superpositio ja lomittuminen

  • Schrödingerin kissa ja kvanttilaskenta

Suhteellisuusteorian sisältöjä

  • Einsteinin suhteellisuusperiaate

  • Liikkeen ja ajan suhteellisuus

  • Pituuden kutistuminen ja ajan venyminen

  • Yleinen suhteellisuusteoria, gravitaatioaallot ja mustat aukot 

Learning outcomes

Kurssin tavoitteena on, että opiskelija

  • hahmottaa kvanttimekaanisen tilan käsitteen ja sen merkityksen

  • osaa kuvailla kvanttimekaniikan todennäköisyystulkinnan periaatteita

  • tunnistaa klassisen mekaniikan ja kvanttimekaniikan periaatteellisia eroja

  • osaa kertoa suhteellisuuden periaatteen ja kuvailla sen seurauksia

  • osaa laskea ajan ja pituuden suhteellisia muutoksia liikkuville havainnoitsijoille

  • osaa kuvailla suhteellisuusperiaatteen kosmologisia seurauksia 

Additional information

Maksuton opintojakso JYU:n tutkinto-opiskelijoille.

Tutkinto-opiskelijat ilmoittautuvat oheisen linkin kautta: https://www.avoin.jyu.fi/fi/ilmoittautuminen/opintomaksut/tutkinto-opiskelijoille

Description of prerequisites

  • Derivaatan hyvä hallinta, integroinnin hallinta on eduksi.

  • Koordinaatistot ja vektorit 

Study materials

Verkkomateriaalit, videoluennot, simulaatiot.  

Completion methods

These completion methods are for University of Jyväskylä degree students. Other options:

Method 1

Description:
Maksuton opintojakso JYU:n tutkinto-opiskelijoille. Tutkinto-opiskelijat ilmoittautuvat oheisen linkin kautta: https://www.avoin.jyu.fi/fi/ilmoittautuminen/opintomaksut/tutkinto-opiskelijoille
Evaluation criteria:
Kurssin läpäisy edellyttää vähintään puolet verkkotehtävien pisteistä.
Time of teaching:
Period 2, Period 3
Select all marked parts
Parts of the completion methods
x

Independent study (2 cr)

Type:
Independent study
Grading scale:
Pass - fail
Evaluation criteria:
Kurssin läpäisy edellyttää vähintään puolet verkkotehtävien pisteistä.
Language:
Finnish
Study methods:
  • Verkossa olevat aikataulutetut materiaalit videoluentoineen ja verkkotehtävineen.

  • Sisältää vapaaehtoisia vierailuja Jyväskylän yliopiston fysiikan laitokselle. 

No published teaching