Kursplan för Fysik för ingenjörer 2: elektromagnetism och modern fysik

Kursplan fastställd 2021-02-05 av programansvarig (eller motsvarande).

Kursöversikt

  • Engelskt namnPhysics for engineers 2: Electromagnetism and modern physics
  • KurskodTIF221
  • Omfattning7,5 Högskolepoäng
  • ÄgareTKIEK
  • UtbildningsnivåGrundnivå
  • HuvudområdeTeknisk fysik
  • TemaMiljö och hållbar utveckling 1,5 hp
  • InstitutionFYSIK
  • BetygsskalaTH - Mycket väl godkänd (5), Väl godkänd (4), Godkänd (3), Underkänd

Kurstillfälle 1

  • Undervisningsspråk Svenska
  • Anmälningskod 51122
  • Sökbar för utbytesstudenterNej
  • Endast studenter med kurstillfället i programplan.

Poängfördelning

0120 Projekt 2 hp
Betygsskala: UG		2 hp
0220 Tentamen 5,5 hp
Betygsskala: TH		5,5 hp
  • 23 Okt 2021 fm L
  • 03 Jan 2022 fm J
  • 26 Aug 2022 em J

I program

Examinator

Gå till kurshemsidan (Öppnas i ny flik)

Behörighet

Grundläggande behörighet för grundnivå
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Särskild behörighet

Samma behörighet som det kursägande programmet.
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Kursspecifika förkunskaper

Fysik för ingenjörer1, TIF190, grundläggande kurser i matematik.

Syfte

En civilingenjör skall ha en gedigen analytisk förmåga baserad på en matematisk och naturvetenskaplig grund, samt ett ingenjörsmässigt och vetenskapligt angreppssätt på nya problem. För detta krävs bland annat goda grundkunskaper inom klassisk och modern fysik samt träning i att lösa problem och bygga teoretiska modeller.
Civilingenjören måste också kunna hantera de utmaningar som en hållbar utveckling kräver.

Denna andra kurs med temat "Fysik för ingenjörer" syftar till att fortsätta bygga basen av kunskaper, färdigheter och insikter om fysik, delvis kopplat till hållbar utveckling. Lagring av elektrisk energi, solcellers funktion och strålningsfenomen i atmosfären kommer att behandlas i kursen.

Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)

  • Kunna grunderna om elektriska och magnetiska fält samt kunna utföra enklare beräkningar inom elektromagnetism såsom exempelvis fält, energier, krafter, vridmoment från symmetriska laddningsfördelningar, samlingar av punktaddningar, energi i statiska elektriska fält och magnetfält, enklare strömfördelningar och induktion samt strömmar och spänningar i enkla kretsar (RC, RL, LC, RLC).
  • Redogöra för och göra beräkningar på elektromagnetiska vågor, deras egenskaper och utbredning, samt beräkna effekt, intensitet och överförd rörelsemängd i plana opolariserade och polariserade vågor.
  • Redogöra för och beräkna brytning och reflektion för strålgång i media.
  • Argumentera kvalitativt och göra enklare kvantitativa beräkningar av interferens och diffraktionsfenomen i spalter, gitter och tunna filmer. Uppskatta begränsningar i upplösning från optiska instrument pga. exempelvis aperturstorlek.
  • Kunna förklara solljusets spridning och absorption i atmosfären samt principerna för utnyttjande av solenergi.
  • Redogöra för grundläggande konsekvenser av ljusets partikelnatur och materiens vågnatur samt utföra enklare beräkningar på detta.

Innehåll

Elektriska fält:
  • Coulombs lag
  • Fält från punktladdning
  • Fält från elektrisk dipol
  • Elektriskt flöde och Gauss lag
  • Elektrisk potential och energi i elektriska fält
  • Kapacitans med eller utan dielektrika

Magnetiska fält:
  • Kraft och vridmoment från magnetfält på laddning i rörelse och/eller strömförande ledare
  • Magnetfält från laddning i rörelse och strömförande ledare (Biot-Savarts)
  • Amperes lag
  • Induktion, Faradays och Lenz lagar
  • Induktans och enkla kretsar (RC, RL, LC, RLC)

Optik och elektromagnetiska vågor:
  • Plana elektromagnetiska vågor, vandrande och stående
  • Energi, effekt och rörelsemängd i EM-vågor
  • Refraktion och reflektion, Snells lag, dispersion, linjär polarisation
  • Tvåstråle-interferens och tunnfilmsintereferens
  • Diffraktion (Fraunhofer), gitter och upplösning i aperturer

Modern fysik:
  • Fotonbegreppet (energi och rörelsemängd)
  • Fotoelektrisk effekt
  • Diskreta och kontinuerliga spektra
  • Svartkroppsstrålning
  • Spontan och stimulerad emission
  • Bohrs atommodell
  • de Broglievågor
  • Sannolikhetsbegreppet inom kvantfysik och dess koppling till vågfunktionen

Organisation

Föreläsningar, räkneövningar, laborationer och projektarbete.

Litteratur

Modified Mastering Physics for University Physics with Modern Physics in SI Units 15th Edition
Author(s): Young, Hugh | Freedman, Roger
Textbook ISBN-13: 9781292314730

Sustainable energy without the hot air, J. DC. MacKay, 2008 (ISBN 978-0-9544529-3-3).
Gratis att ladda ner från: https://www.withouthotair.com/

Examination inklusive obligatoriska moment

  • Skriftlig tentamen
  • Duggor
  • Laboration
  • Projekt kopplat till hållbar utveckling.

Kursens examinator får examinera enstaka studenter på annat sätt än vad som anges ovan om särskilda skäl föreligger, till exempel om en student har ett beslut från Chalmers om pedagogiskt stöd på grund av funktionsnedsättning.