Fysikaaliset mittaukset (5 op)
Toteutuksen tunnus: 5021212-3008
Toteutuksen perustiedot
- Ilmoittautumisaika
-
10.12.2022 - 16.01.2023
Ilmoittautuminen toteutukselle on päättynyt.
- Ajoitus
-
09.01.2023 - 31.03.2023
Toteutus on päättynyt.
- Opintopistemäärä
- 5 op
- Lähiosuus
- 2 op
- Virtuaaliosuus
- 3 op
- Toteutustapa
- Monimuoto-opetus
- Yksikkö
- Tekniikka ja liiketoiminta
- Toimipiste
- Kupittaan kampus
- Opetuskielet
- suomi
- Paikat
- 0 - 55
- Koulutus
- Bio- ja kemiantekniikan koulutus
- Opettajat
- Hannele Kuusisto
- Ryhmät
-
PBIOKES21Bio- ja kemiantekniikan koulutus
-
PBIOKES21APBIOKES21A
-
PBIOKES21BPBIOKES21B
- Opintojakso
- 5021212
Arviointiasteikko
H-5
Sisällön jaksotus
Fysiikan perusteiden opiskelua itsenäisesti, teoriatunneilla ja laboratoriossa.
Laboratoriotunneilla on pakollinen läsnäolo.
Opintojakso sisältää molemmille ryhmille yhteisiä teoriatunteja 11t sekä yhteisiä laskuharjoitustunteja 4x2t. Osalle yhteisistä teoriatunneista (valo ja säteily) on ennakkotehtäviä, joiden pohjalta perehdytään kyseisen viikon aiheeseen. Laskuharjoitustunnille opiskelijat palauttavat etukäteen laskemansa harjoitustehtävät, joiden ratkaisuja käydään yhdessä läpi kyseisellä tunnilla. Teoriatunnit (teoria ja laskuharjoitukset) ovat etänä verkossa.
Teoriaosuuden sisältö: sähköoppi (viikot 2-3), magnetismi (viikot 4-5), valo-oppi ja optiikka (viikot 6-7), säteilyoppi (viikot 9-10)
Teoriatuntien lisäksi opintojakso sisältää 6x2t fysiikan lähilabroja + 1t labraan tutustuminen. Fysiikan labroissa harjoitellaan fysiikan mittavälineiden käyttöä ja fysiikan ilmiöiden tutkimusta. Labroja varten opiskelijat jaetaan kolmeen labraryhmään ja labraryhmien sisällä 3-4 hengen työskentelyryhmiin. Välineiden riittävyyden vuoksi työskentelyryhmät suorittavat kullakin kerralla eri töitä kiertävässä järjestyksessä (tarkempi ohjeistus itslearningin kurssialustalla). Kaikki labrat ovat lähiopetuksena ICT-cityn labrassa. Jollakulla ryhmässä on tarpeen olla tietokone mukana tulosten kirjausta ja mittauspöytäkirjan täyttöä varten.
Labrat pidetään viikoilla 4-10, labran tutustumiskerta on viikolla 3.
Labrassa ei ruokailla eikä juoda. Työtakkia tai erillisiä suojavarusteita ei tarvita.
Labratöiden alustavat aiheet: metallilangan resistiivisyys, sähköenergian siirto, lämpölaajeneminen, kalorimetria, optiikan perusteet
Fyysisten labrojen lisäksi suoritetaan yksi simuloitu etälabratyö MATLAB Simulink -ohjelmistoa käyttäen työskentelyryhmän vapaasti valitsemana ajankohtana.
Opintojakson lopuksi on sekä teoriaosaamista että mittausosaamista mittaava loppukoe (lähiopetuksena viikolla 12) ja sitä edeltävä kertaustunti verkossa (viikolla 11). Kokeeseen osallistuminen on pakollista, mutta sen suoritus vastaa vain osaa kurssipisteistä (tarkemmin arviointiehdoissa).
Tavoitteet
Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa:
- tulkita optiikan ilmiöitä
- tunnistaa insinöörin työssä fysiikan taholta tulevat mahdollisuudet ja rajoitukset
- toteuttaa tehtävään sopivan mittausjärjestelyn ja suorittaa mittaukset
- käyttää perusmittalaitteita
- arvioida mittausten epävarmuuden ja yksinkertaisissa tapauksissa määrittää mittaushavainnoista johdetuille tuloksille luotettavuusrajat
- tehdä ja tulkita graafisia esityksiä
- pitää tutkijan työkirjaa ja raportoida tuloksista sekä kirjallisesti että suullisesti
- toimia laboratorioissa turvallisesti
- toimia turvallisesti erilaisten radioaktiivisen säteilyn lajien kanssa
- toimittaa laboratoriossa syntyneet jätteet oikeisiin käsittelypisteisiin.
Sisältö
- Sähkömagneettinen spektri (näkyvä valo, UV, IR, röntgen, gamma)
- Valon taittuminen, sironta, polarisaatio, absorptio, luminesenssi, fluoresenssi
- Coulombin laki
- sähkökenttä, sähköpotentiaali
- kapasitanssi, varauksen ja magneettikentän vuorovaikutus
- Faradayn induktiolaki, induktanssi
- Ionisoiva säteilyn käyttö ja säteilysuoja
- työturvallisuus laboratoriossa
- fysikaalinen mallintaminen
- mittaaminen, luotettavuusarviointi, mittaustulosten käsittely ja tulkinta
- graafiset esitykset, raportointi
- laboratoriojätteiden käsittely
Oppimateriaalit
- Oppikirja: Inkinen, Manninen, Tuohi, Momentti 2, Otava tai Insinöörin (AMK) Fysiikka II tai vastaava materiaali, josta voi opiskella sähkö- ja magnetismiopin, valo-opin ja säteily-/ydinfysiikan teoriaa.
- Oppimisympärisössä oleva ja sinne linkitetty materiaali
Opetusmenetelmät
Teoriaopetusta, tehtäviä ja laboratoriotöitä
Tenttien ajankohdat ja uusintamahdollisuudet
Viikolla 12
Kansainvälisyys
aktiiviset opetusmenetelmät: learning by doing ja flipped learning, yksilö- ja ryhmätehtäviä
Toteutuksen valinnaiset suoritustavat
-
Opiskelijan ajankäyttö ja kuormitus
5 op = 134t opiskelijan työtä jakautuen
- 11t teoriaopetusta
- 8t laskuharjoituksia
- 13t laboratoriotyöskentelyä
- 2t koe
- 100t itsenäistä/ryhmätyöskentelyä
Lisätiedot
Käytettävät ohjelmistot: MS Excel, MS Word ja MATLAB