Fysikaaliset mittaukset (5 op)
Toteutuksen tunnus: 5021212-3009
Toteutuksen perustiedot
Ilmoittautumisaika
01.12.2023 - 14.01.2024
Ajoitus
01.01.2024 - 30.04.2024
Opintopistemäärä
5 op
Toteutustapa
Lähiopetus
Yksikkö
Tekniikka ja liiketoiminta
Toimipiste
Kupittaan kampus
Opetuskielet
- Suomi
Paikat
0 - 50
Koulutus
- Bio- ja kemiantekniikan koulutus
Opettaja
- Aaro Mustonen
Ajoitusryhmät
- Pienryhmä 1 (Koko: 0. Avoin AMK: 0.)
- Pienryhmä 2 (Koko: 0. Avoin AMK: 0.)
- Pienryhmä 3 (Koko: 0. Avoin AMK: 0.)
Ryhmät
-
PBIOKES22APBIOKES22A
-
PBIOKES22BPBIOKES22B
-
PBIOKES22Bio- ja kemiantekniikan koulutus
Pienryhmät
- Pienryhmä 1
- Pienryhmä 2
- Pienryhmä 3
- 08.01.2024 10:00 - 12:00, Fysikaaliset mittaukset 5021212-3009
- 11.01.2024 10:00 - 12:00, Fysikaaliset mittaukset 5021212-3009
- 15.01.2024 10:00 - 12:00, Fysikaaliset mittaukset 5021212-3009
- 16.01.2024 08:00 - 10:00, Fysikaaliset mittaukset 5021212-3009
- 18.01.2024 14:00 - 16:00, Fysikaaliset mittaukset 5021212-3009
- 22.01.2024 10:00 - 12:00, Fysikaaliset mittaukset 5021212-3009
- 25.01.2024 08:00 - 10:00, Fysikaaliset mittaukset 5021212-3009
- 25.01.2024 10:00 - 12:00, Fysikaaliset mittaukset 5021212-3009
- 25.01.2024 14:00 - 16:00, Fysikaaliset mittaukset 5021212-3009
- 29.01.2024 08:00 - 10:00, Fysikaaliset mittaukset 5021212-3009
- 29.01.2024 10:00 - 12:00, Fysikaaliset mittaukset 5021212-3009
- 29.01.2024 14:00 - 16:00, Fysikaaliset mittaukset 5021212-3009
- 01.02.2024 14:00 - 16:00, Fysikaaliset mittaukset 5021212-3009
- 05.02.2024 08:00 - 10:00, Fysikaaliset mittaukset 5021212-3009
- 05.02.2024 10:00 - 12:00, Fysikaaliset mittaukset 5021212-3009
- 05.02.2024 15:00 - 17:00, Fysikaaliset mittaukset 5021212-3009
- 08.02.2024 14:00 - 16:00, Fysikaaliset mittaukset 5021212-3009
- 12.02.2024 08:00 - 10:00, Fysikaaliset mittaukset 5021212-3009
- 12.02.2024 10:00 - 12:00, Fysikaaliset mittaukset 5021212-3009
- 12.02.2024 15:00 - 17:00, Fysikaaliset mittaukset 5021212-3009
- 15.02.2024 14:00 - 16:00, Fysikaaliset mittaukset 5021212-3009
- 26.02.2024 08:00 - 10:00, Fysikaaliset mittaukset 5021212-3009
- 26.02.2024 14:00 - 16:00, Fysikaaliset mittaukset 5021212-3009
- 26.02.2024 16:00 - 18:00, Fysikaaliset mittaukset 5021212-3009
- 29.02.2024 10:00 - 12:00, Fysikaaliset mittaukset 5021212-3009
- 29.02.2024 14:00 - 16:00, Fysikaaliset mittaukset 5021212-3009
- 14.03.2024 16:00 - 18:00, Fysikaaliset mittaukset Rästikerta 5021212-3009
- 19.03.2024 12:00 - 13:30, Fysikaaliset mittaukset Koekertaus Teamsissä 5021212-3009
- 21.03.2024 16:00 - 18:00, Fysikaaliset mittaukset 5021212-3009
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.
- Oppimisympäristössä oleva ja sinne linkitetty materiaali
Opetusmenetelmät
Teoriaopetusta, tehtäviä ja laboratoriotöitä
Tenttien ajankohdat ja uusintamahdollisuudet
Viikolla 11. Uusintakokeen aikataulu ilmoitetaan lähempänä ajankohtaa.
Pedagogiset toimintatavat ja kestävä kehitys
aktiiviset opetusmenetelmät: learning by doing, yksilö- ja ryhmätehtäviä ja flipped learning.
Toteutuksen valinnaiset suoritustavat
-
Opiskelijan ajankäyttö ja kuormitus
5 op = 134t opiskelijan työtä jakautuen
- 11t teoriaopetusta
- 8t laskuharjoituksia
- 13t laboratoriotyöskentelyä
- 2t koe
- 100t itsenäistä/ryhmätyöskentelyä
Sisällön jaksotus
Fysiikan perusteiden opiskelua itsenäisesti, teoriatunneilla ja laboratoriossa.
Laboratoriotunneilla on pakollinen läsnäolo.
Opintojakso sisältää yhteisiä teoriatunteja 11t sekä yhteisiä laskuharjoitustunteja 4x2t.
Laskuharjoitustunnille opiskelijat palauttavat etukäteen laskemansa harjoitustehtävät, joiden ratkaisuja käydään yhdessä läpi kyseisellä tunnilla. Teoriatunnit (teoria ja laskuharjoitukset) järjestetään kampuksella opetustilassa.
Teoriaosuuden sisältö: Työturvallisuus ja 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:n fysiikan laboratoriossa (osa Edu-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: Perusmittaaminen, metallilangan resistiivisyys, sähköenergian siirto, lämpölaajeneminen, kalorimetria ja 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 11) ja sitä edeltävä kertaustunti samalla viikolla. Kokeeseen osallistuminen on pakollista, mutta sen suoritus vastaa vain osaa kurssipisteistä (tarkemmin arviointiehdoissa).
Viestintäkanava ja lisätietoja
Käytettävät ohjelmistot: MS Excel ja MS Word
Arviointiasteikko
H-5
Arviointimenetelmät ja arvioinnin perusteet
Opintojakso arvioidaan numeerisesti 0-5 kerättyjen pisteiden avulla (max 100p). Pisteitä saa seuraavista tehtävistä: (Alustava suunnitelma)
- Itsenäiset ennakkotehtävät labrakerroille (yksilötyö) 6x2p = 12p
- Itsenäiset ennakkotehtävät valo- ja säteilyopin teoriatunneille (yksilötyö) 2x3p = 6p
- Perusmittauksien labratyön ohjattu mittauspöytäkirja (ryhmätyö) 2p
- Kuuden muun labratyön mittauspöytäkirjat (ryhmätyö) 6x5p = 30p
- Yhden labratyön raportti (ryhmätyö) 1x10p = 10p
- Laskuharjoitukset (yksilötyö) 4x5p = 20p
- Loppukoe ja osaamisen itsearvionti (yksilötyö) 20p
Opintojakson hyväksytty suorittaminen arvosanalla 1 edellyttää vähintään 50p.
Työturvallisuuden ennakkotehtävä, labratöihin osallistuminen, niihin liittyvien mittauspöytäkirjojen palautus ja loppukokeeseen osallistuminen ovat kaikille pakollisia, vaikka läpipääsypisteet muutoin täyttyisivätkin.
Aktiivinen osallistuminen ja osaamisen osoittaminen labrassa voidaan huomioida arvosanaa korottavasti. Vastaavasti passiivinen osallistuminen, myöhästyminen tai asiaton käytös voi vaikuttaa arvosanaa alentavasti.
Laskutehtävähyvityksen (4x5p) saaminen edellyttää laskutehtävien palautusta etukäteen, läsnäoloa ja aktiivista osallistumista laskuharjoitustunnilla (poissaolosta on sovittava opettajan kanssa etukäteen) sekä laskuharjoitustunnin jälkeen palautettua itsearviointia. Itsearvioinnin yhteydessä väärin laskettuja/puutteelliseksi jääneitä harjoituksia on vielä mahdollista täydentää pistehyvityksen korottamiseksi.
Hylätty (0)
vähemmän kuin 50% pisteistä = 50p tai puuttuvia pakollisia osia.
Arviointikriteerit, tyydyttävä (1-2)
Numeroon 1 vaaditaan noin 50 % kurssipisteistä = 50p
Numeroon 2 vaaditaan noin 60 % kurssipisteistä = 60 p
Arviointikriteerit, hyvä (3-4)
Numeroon 3 vaaditaan noin 70 % kurssipisteistä = 70 p
Numeroon 4 vaaditaan noin 80 % kurssipisteistä = 80 p
Arviointikriteerit, kiitettävä (5)
Numeroon 5 vaaditaan noin 90 % kurssipisteistä = 90 p