FYS-1470 Aineen rakenne, 5 op
Structure of Matter

Vastuuhenkilö

Jyrki Mäkelä, Tapio Rantala

Opetus

Osaamistavoitteet

Osaamistavoitteena on modernin fysiikan osa-alueiden ja erityisesti aineen rakenteen perustuntemus. Moderni fysiikka kuvaa ilmiöitä ja asioita, joiden tulkinta, ymmärtäminen ja ennustaminen perustuu kvanttiteoriaan ja suhteellisuusteoriaan. Aineen rakenteen kuvaaminen atomien ja alkeishiukkasten sekä luonnon perusvuorovaikutusten avulla on syvällisin lähtökohta aineen ominaisuuksien ja niihin liittyvien ilmiöiden selittämiseen ja ennustamiseen. Perustuntemukseen kuuluu aiheisiin liittyvän uuden tiedon hankinnan osaaminen, kriittinen suhtautuminen tarjolla olevaan tietoon, tiedon jakaminen esim. opettajana tai asiantuntijana ottaen huomioon eettiset näkökohdat ja omaan osaamiseensa perustuvat mahdolliset sovellutukset sekä vastuunkanto. Perustuntemukseen kuuluu myös kohtuullinen ilmiöiden välisten riippuvuuksien formaali hallinta (=laskurutiini).

Ohjeita opiskelijalle osaamisen tasojen saavuttamiseksi

Aineen olomuotojen tärkeimmät ominaisuudet selitetään sen atomirakenteen avulla. Keskeinen asia tässä on elektronien muodostamat atomien väliset sidokset, joiden avulla päädytään molekyyleihin tai kiinteään olomuotoon. Tärkeimpiä ominaisuuksia ovat aineen mekaaniset, termiset, sähköiset, magneettiset ja optiset ominaisuudet, joiden (ja statistisen fysiikan) avulla voidaan luokitella olomuodot ja kiinteän aineen tyypit: metalli, puolijohde ja eriste. Lisäksi tarkastellaan suprajuoksevuutta ja -johtavuutta sekä LASEReita. Atomiytimien rakennetta ja ominaisuuksia tarkastellaan nukleonirakenteesta lähtien. Radioaktiivisuus, ydinreaktiot ja ydinenergia sekä muut ydinfysiikan sovellutukset ovat tässä keskeisimmät asiat. Alkeishiukkasten ominaisuudet ja rooli nukleonien eli ydinaineen ja atomaarisen aineen rakenteeseen selitetään standardimallin avulla. Perusvuorovaikutukset ja säilymislait sekä niiden merkitys kaikkeen edellä esitettyyn tuodaan myös esille.

Arvosteluasteikko:

Arvosteluasteikko on numeerinen (0-5)

Oppimateriaali

Esitietovaatimukset

Tietoa esitietovaatimuksista
http://iki.fi/trantala/opetus

Vastaavuudet