Fysiikan laitos

7200004 Johdatus korkeakoulufysiikkaan, 3 ov
Introduction to University Physics, 3 cu

Lehtori JUKKA VALJAKKA
Luentoja 42 h. Harjoituksia, demonstraatioita ja laboratoriokokeita 56 h.
LUENTOPAIKKA JA -AIKA: Luennot tiistaisin 8-10 ja keskiviikkoisin 9-10 salissa K1704.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	3+	3	-	-	-
Harjoitukset (h)	4+	4	-	-	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Perehdyttää opiskelija fysiikkaan kokeellisena tieteenä, jossa ilmiöitä kuvataan matemaattisilla malleilla. Fysiikan suurejärjestelmä, suurelaskenta, matemaattisen mallin rakentaminen yksinkertaisista ilmiöistä, perusmekaniikkaa, lämpölaajeneminen, lämpöenergia, tasavirta ja ohmin laki, geometrista optiikkaa.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritetut laskuharjoitukset, laboratoriokokeet sekä tentti tai välikokeet.
KIRJALLISUUS: Ilmoitetaan opintojakson alussa.
HUOMAUTUKSIA: Opintojakso on tarkoitettu opiskelijoille, joilla on lukion suppea oppimäärä fysiikasta. Opintojakson tarkoituksena on luoda edellytykset perusfysiikan opintojaksojen menestykselliselle seuraamiselle.

7200005 Perusfysiikka I, 2 ov
Basic Course in Physics I, 2 cu

Lehtori JUKKA VALJAKKA
Luentoja 70 h, harjoituksia ja demonstraatioita 42 h
LUENTOPAIKKA JA -AIKA:
Luennot tiistaisin 8-10 ja , torstaisin 8-10 salissa K1703, keskiviikkoisin 9-10 K1704.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	-	-	5+	5	-
Harjoitukset (h)	-	-	3+	3	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Perehdyttää opiskelija tekniikan perustana oleviin fysikaalisiin ilmiöihin, fysikaalisen ymmärtämyksen ja yksinkertaisten ongelmien ratkaisutaidon kehittäminen. I osa: Newtonin mekaniikan peruslait, liikemäärä- ja energiaperiaatteet, gravitaatio, kiinteän kappaleen pyörimisliike sekä nesteiden ja kaasujen mekaniikka.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritetut laskuharjoitukset sekä tentti tai välikokeet.
KIRJALLISUUS: Young, Freedman: University Physics. Luvut 1-12, 14.
HUOMAUTUKSIA: Perusfysiikan opintojakso on tarkoitettu opiskelijoille, joilla on lukion suppea oppimäärä fysiikasta ja matematiikasta tai jotka katsovat tarvitsevansa kertausta. Opintojaksolle ei tarvitse ilmoittautua.

7200006 Perusfysiikka II, 3 ov
Basic Course in Physics II, 3 cu

Lehtori JUKKA VALJAKKA
Luentoja 70 h, harjoituksia 28 h

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	5+	5	-	-	-
Harjoitukset (h)	2+	2	-	-	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Kuten edellä. II osa: a) lämpöoppi, olomuotojen muutokset, ideaalikaasu, termodynamiikan pääsäännöt ja lämpövoimakoneiden teoria. b) sähkö ja magnetismi, sähkön käyttö, virtapiirit, sähkökoneet.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritetut laskuharjoitukset sekä tentti tai välikokeet.
KIRJALLISUUS: Young, Freedman: University Physics. Luvut 15-32.
HUOMAUTUKSIA: Ei luennoida syyslukukaudella 2000. Opintojaksolle ei tarvitse ilmoittautua.

7200007 Perusfysiikka III, 3 ov
Basic Course in Physics III, 3 cu

Lehtori TIMO JOUTSENOJA
Luentoja 70 h, harjoituksia 28 h.
LUENTOPAIKKA JA -AIKA: Luennot maanantaisin 9-12 ja perjantaisin 8-10 salissa S2.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	5+	5	-	-	-
Harjoitukset (h)	2+	2	-	-	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Kuten edellä. III osa: Värähtely- ja aaltoilmiöitä, akustiikkaa, optiikkaa, suhteellisuusteoriaa, kvanttifysiikkaa, atomifysiikkaa, ydinfysiikkaa, hiukkasfysiikkaa.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritetut laskuharjoitukset sekä tentti tai välikokeet.
KIRJALLISUUS: Keller, Gettys and Skove: Physics. Luvut 14, 32-45.
HUOMAUTUKSIA: Opintojaksolle ei tarvitse ilmoittautua.

7200021 Insinöörifysiikka 1, 4 ov
Fundamental Physics for Engineers Part 1, 4 cu

Automaatio-, rakennus- ja tevatekniikan koulutusohjelmat DI RISTO PANKALUOTO. Kone- ja ympäristötekniikan, tietojohtamisen ja tuotantotalouden koulutusohjelmat lehtori PETRI KAUKASOINA. Tietotekniikan koulutusohjelma lehtori JOUKO NIEMINEN. Materiaali- ja sähkötekniikan koulutusohjelmat lehtori MARTTI VULLI. Sähköpiiri assistentti MIKA HIRSIMÄKI.
LUENTOPAIKKA JA -AIKA:
Luennot ti 8-10, ke 9-10, to 8-10. Luentoryhmät: Au, R ja Te salissa K1703,
K, Tj, Tu ja Y salissa K1705, M ja S salissa S4 ja Ti salissa S1.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	5+	5	-	-	-
Harjoitukset (h)	2+	2	-	-	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Perehdyttää opiskelija tekniikan perustana oleviin fysikaalisiin ilmiöihin, fysikaalisen ymmärtämyksen ja yksinkertaisten ongelmien ratkaisutaidon kehittäminen. Opintojakso on tarkoitettu opiskelijoille, joilla on lukion laaja oppimäärä fysiikasta ja matematiikasta ja uskovat kykenevänsä seuraamaan siltä pohjalta etenevää opetusta. Newtonin lait, liikemäärä- ja energiaperiaatteet, gravitaatio, pyörimisliike ja nesteiden ja kaasujen mekaniikka. Lämpöopin perusteet, kiertoprosessit ja lämpökoneet, harmoninen liike, ääniaallot.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritetut laskuharjoitukset sekä tentti tai välikokeet. Opintojaksolle ei tarvitse ilmoittautua.
KIRJALLISUUS: Young, Freedman: University Physics, Addison-Wesley.

7200023 Insinöörifysiikka 2, 4 ov
Fundamental Physics for Engineers Part 2, 4 cu

Luennoitsijat ovat samat kuin opintojaksossa 7200021.
Luentoja 70 h, harjoituksia 28 h.
LUENTOPAIKKA JA -AIKA:
Samat kuin 7200021 Insinöörifysiikka 1 paitsi Au, R ja Te ke 9-10 K1703.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	-	-	5+	5	-
Harjoitukset (h)	-	-	2+	2	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Kuten edellä. Sähköstatiikka, tasavirtapiirit, vaihtovirtapiirit, magneettikentät ja sähkömagneettiset aallot. Suhteellisuusteorian alkeita, kvanttifysiikan perusteita, atomi- ja ydinfysiikkaa, aaltomekaniikan perusteita ja kiinteänolomuodon fysiikan alkeita.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritetut laskuharjoitukset sekä tentti tai välikokeet.
KIRJALLISUUS: Young, Freedman: University Physics, Addison-Wesley.
HUOMAUTUKSIA: Opintojaksolle ei tarvitse ilmoittautua.

7200051 Laaja fysiikka I:Mekaniikka, 4 ov
Fundamental University Physics I/Mechanics, 4 cu

Lehtori JORMA KESKINEN
Luentoja 70 h, harjoituksia 28 h.
LUENTOPAIKKA JA -AIKA: Tiistaisin 8-10, keskiviikkoisin 8-10, torstaisin 8-10 salissa S3.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	5+	5	-	-	-
Harjoitukset (h)	2+	2	-	-	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Perehdyttää fysikaalisten ilmiöiden kuvaamiseen ja fysiikan ongelmien ratkaisemiseen. Tavoitteena on fysiikan ja sen työtapojen ymmärtäminen. Muodostaa yhdessä kurssin 7200052 kanssa perustan fysiikan ammattiaineopiskelulle. Newtonin lait, gravitaatiovuorovaikutus- ja kenttä, usean kappaleen vuorovaikutus, värähdys- ja pyörimisliikkeet, erityinen suhteellisuusteoria.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritetut laskuharjoitukset sekä tentti tai välikokeet.
KIRJALLISUUS: Mansfield, M. & O´Sullivan, C.: Understanding Physics, Wiley.
HUOMAUTUKSIA: Teknillisen fysiikan, tietoliikenne-elektroniikan, materiaalitekniikan ja matemaattisten aineiden opettaja-koulutuksen opiskelijoille. Suositellaan kaikille, jotka aikovat opiskella fysiikkaa pää- tai sivuaineena sekä kaikille laajemmista fysiikan opinnoista kiinnostuneille. Opintojaksolle ei tarvitse ilmoittautua.

7200052 Laaja fysiikka II: Aaltoliikeoppi ja
sähkömagnetismi, 4 ov
Fundamental University Physics II/Electricity and
Optics, 4 cu

Lehtori JORMA KESKINEN
Luentoja 70 h, harjoituksia 28 h.
LUENTOPAIKKA JA -AIKA: Tiistaisin 8-10, keskiviikkoisin 8-10, torstaisin 8-10 salissa S3.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	-	-	5+	5	-
Harjoitukset (h)	-	-	2+	2	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Perehdyttää fysikaalisten ilmiöiden kuvaamiseen ja fysiikan ongelmien ratkaisemiseen. Tavoitteena on fysiikan ja sen työtapojen ymmärtäminen. Muodostaa yhdessä kurssin 7200051 kanssa perustan fysiikan ammattiaineopiskelulle. Mekaaninen ja sähkömagneettinen aaltoliike, sähkö- ja magneettikentät.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritetut laskuharjoitukset sekä tentti tai välikokeet.
KIRJALLISUUS: Mansfield, M. & O´Sullivan, C.: Understanding Physics, Wiley.
HUOMAUTUKSIA: Teknillisen fysiikan, tietoliikenne-elektroniikan, materiaalitekniikan ja matemaattisten aineiden opettaja-koulutuksen opiskelijoille. Suositellaan kaikille, jotka aikovat opiskella fysiikkaa pää- tai sivuaineena sekä kaikille laajemmista fysiikan opinnoista kiinnostuneille. Opintojaksolle ei tarvitse ilmoittautua.

7200063 Atomifysiikka, 4 ov
Atomic Physics, 4 cu

Lehtori MATTI LINDROOS
Luentoja 56 h, harjoituksia 28 h.
LUENTOPAIKKA JA -AIKA: Maanantaisin 14-16, perjantaisin 10-12 salissa S2.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	4+	4	-	-	-
Harjoitukset (h)	2+	2	-	-	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Fysikaalisten ilmiöiden atomaarista tarkastelua. Kvanttimekaniikan alkeita. Atomi- ja molekyyli-fysiikkaa.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Välikokeet tai loppukoe ja aina hyväksytysti suoritetut laskuharjoitukset.
KIRJALLISUUS: P.A. Tipler and R.A. Llwellyn: Modern Physics. Third edition. W.H.Freeman and Comp., New York.

7200150 Fysiikan historia, 2 ov
History of Physics, 2 cu

Lehtorit MATTI LINDROOS ja JUKKA VALJAKKA
Seminaareja ja harjoituksia 28 h.
TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Tutustutaan fysiikan historiaan pääpiirteissään ja jonkin fysiikan ilmiön tai tiedemiehen tai -naisen historiaan yksityiskohtaisemmin ja tulokset tarkemmasta tutustumisesta esitetään seminaariesitelmässä.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritettu harjoitustyö, osallistuminen seminaareihin lukuvuoden aikana ja seminaariesitelmä.
KIRJALLISUUS: Ilmoitetaan kurssin alussa. Periaatteessa kui-tenkin jokin yleinen fysiikan historian teos. Seminaariesitelmää varten annetaan jokin aihe ja sen kirjallisuus jokaiselle opiskelijalle erikseen.
HUOMAUTUKSIA: Kurssia suositellaan fysiikan opettajiksi aikoville. Seminaari järjestetään tarvittaessa.

72041 Fysiikan työt I, 2 ov
Physics Laboratory I, 2 cu

Lehtori JUKKA VALJAKKA

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	-	-	-	-	-
Harjoitukset (h)	1+	1+	1+	1	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Tarkastellaan fysikaalisia ilmiöitä kokeellisen tutkimuksen kautta. Opintojakso perehdyttää opiskelijoita vastuulliseen työskentelyyn kahden hengen työryhmissä sekä raporttien laatimiseen.
Suoritustapa: Pyritään järjestämään vuoroviikoin matematiikan PC-harjoitusten kanssa. Perusfysiikan opiskelijoiden fysiikan työt alkavat kevätlukukaudella.
TUTKINTOVAATIMUKSET: 2 demonstraatioluonteista ja 8 fysiikan eri alueisiin liittyvää ohjelmatyötä raportteineen.

7204100 Laskennallinen fysiikka I, 3 ov
Computational Physics I, 3 cu

Lehtori MATTI LINDROOS
Luentoja 42 h. Harjoituksia 28 h.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	-	-	3+	3	-
Harjoitukset (h)	-	-	3+	3	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Johdanto laskennallisen fysiikan käytännön sovellutuksiin. Realistinen heittoliike, värähdysliike ja kaaos, aurinkokunta, smg-kentät ja potentiaalit. Modernin laskennallisen fysiikan alkeita.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritetut harjoitukset ja tentti.
KIRJALLISUUS: Giordano: Computational Physics, Prentice Hall 1997.
HUOMAUTUKSIA: Luennoidaan tarvittaessa.

7204200 Laskennallinen fysiikka II, 3 ov
Computational Physics II, 3 cu

Professori TAPIO RANTALA
Luentoja 42 h, harjoitustöitä 4.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	-	-	3	3	-
Harjoitukset (h)	-	-	-	-	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Opintojaksolla perehdytään sellaisiin laskennallisiin menetelmiin, joilla tehdään fysiikan tutkimusta. Satunnaisuus ja Monte Carlo-menetelmät, molekyylidyna-miikan simulointi ja simulointimenetelmät yleensä, Schrödingerin yhtälön numeerinen ratkaiseminen, soluautomaatit, neuraaliverkot, geneettiset algoritmit, sumea logiikka ja kvanttitietokoneet.
KIRJALLISUUS: Kurssia varten on saatavilla suomenkielinen luentomateriaali.
SUOSITELTAVAT ESITIEDOT: Opintojakson harjoitustöiden tekemiseksi opiskelija tarvitsee jonkin tietokoneympäristön ja ohjelmointikielen tuntemusta.
HUOMAUTUKSIA: Luennoidaan joka toinen vuosi. Luennoidaan lukuvuonna 2000-2001.

7204600 Molekyylien ja nanorakenteiden kvanttiteoria, 3 ov
Molecular Quantum Theory and Nanostructures, 3 cu

Professori TAPIO RANTALA
Luentoja 42 h. Harjoituksia 28 h.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	-	-	3	3	-
Harjoitukset (h)	-	-	2	2	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Opintojakso antaa perustiedot atomien ja molekyylien rakenteen ja vuorovaikutusten perustana olevasta elektronien kvanttiteoriasta. Tämän avulla tarkastellaan molekyylien ja mesoskooppisten nanorakenteiden ominaisuuksia sekä perehdytään elektronirakenteiden laskemiseen ja yleisesti käytettyihin laskumenetelmiin.
KIRJALLISUUS: P.W. Atkins ja R.S. Friedman: Molecular Quantum Theory (Oxford, 3. painos).
SUOSITELTAVAT ESITIEDOT: 7200063 Atomifysiikka.
HUOMAUTUKSIA: Luennoidaan joka toinen vuosi. Ei luennoida lukuvuonna 2000-2001.

7205100 Epälineaarisen optiikan perusteet, 3 ov
Fundamentals on Nonlinear Optics, 3 cu

Professori MARTTI KAURANEN
Luentoja 28 h. Laskuharjoituksia 28 h.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	-	-	2+	2	-
Harjoitukset (h)	-	-	2+	2	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Esitellään epälineaarisen optiikan perusteet käyttäen suskeptibiliteettiformalismia: aineiden epälineaarinen vaste, epälineaarisen signaalin kasvu, toisen ja kolmannen kertaluvun ilmiöt, fotorefraktiivinen ilmiö.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Laskuharjoitukset ja tentti.
KIRJALLISUUS: Boyd: Nonlinear Optics. Academic, soveltuvin osin.
SUOSITELTAVAT ESITIEDOT: 72450 Optiikka.
HUOMAUTUKSIA: Luennoidaan joka toinen vuosi. Ei luennoida lukuvuonna 2000-2001.

7205600 Laserfysiikka, 3 ov
Laser Physics, 3 cu

Professori MARTTI KAURANEN
Luentoja 28 h. Laskuharjoituksia 28 h.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	2+	2	-	-	-
Harjoitukset (h)	2+	2	-	-	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Tutustutaan niihin fysikaalisiin ilmiöihin, joihin laser perustuu. Laserin periaate ja toiminta. Opintojaksolla käsitellään myös erilaisia lasertyyppejä ja lasereiden sovellutuksia.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Laskuharjoitukset ja tentti.
KIRJALLISUUS: W.T.Silfvast: Laser Fundamentals (Cambridge University Press), soveltuvin osin.
SUOSITELTAVAT ESITIEDOT: 72450 Optiikka ja 7200063 Atomifysiikka.

7205700 Kvanttielektroniikka, 3 ov
Quantum Electronics, 3 cu

Professori MARTTI KAURANEN
Luentoja 28 h. Laskuharjoituksia 28 h.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	2+	2	-	-	-
Harjoitukset (h)	2+	2	-	-	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Aineiden lineaarisen ja epälineaarisen optisen vasteen kvanttimekaaninen käsittely, kaksitasosysteemit, saturaatio, epälineaariset sirontailmiöt.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Laskuharjoitukset ja tentti.
KIRJALLISUUS: Boyd: Nonlinear Optics. Academic, soveltuvin osin. Muu kirjallisuus ilmoitetaan kurssin alussa.
SUOSITELTAVAT ESITIEDOT: 72082 Kvanttimekaniikka I ja 7205100 Epälineaarisen optiikan perusteet.
HUOMAUTUKSIA: Luennoidaan joka toinen vuosi. Luennoidaan lukuvuonna 2000-2001.

7206010 Fysiikan tutkimusseminaari, 1-4 ov
Physics Research Seminar, 1-4 cu

Professori ROLF HERNBERG
Seminaareja 24 h.
TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Seminaari rakentuu esitelmistä, joissa laitoksen jatko-opiskelijat ja diplomityöntekijät esittelevät tutkimustyötään.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Hyväksytysti pidetyt seminaarit ja opponenttitehtävät sekä osallistuminen seminaarin keskusteluun. 1 ov:n suoritus edellyttää yhden seminaariesitelmän pitä-mistä ja opponenttina toimimista toisessa esitelmässä, sekä riittävää läsnäoloa seminaarissa. Eri lukukausina pidettävistä seminaareista voi jatkotutkintoon kerätä suorituksia enintään 4 ov:n verran.

72064 Johdatus kiinteän olomuodon fysiikkaan, 3 ov
Introduction to Solid State Physics, 3 cu

Lehtori MATTI LINDROOS
Luentoja 42 h, harjoituksia 28 h.
LUENTOPAIKKA JA -AIKA: Perjantaisin 11-14 salissa S3.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	-	-	3+	3	-
Harjoitukset (h)	-	-	2+	2	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Antaa perustiedot kiinteän olomuodon fysiikan ja puolijohdefysiikan opintoihin.
Kiderakenteet, käänteishila, elektronivyöt, sähkönjohtavuus, fononit.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Välikokeet tai loppukoe ja aina hyväksytysti suoritetut laskuharjoitukset.
KIRJALLISUUS: H.P. Myers: Introductory Solid State Physics, second edition, Taylor& Francis 1997.

72066 Johdatus ydinfysiikkaan, 2 ov
Introduction to Nuclear Physics, 2 cu

Lehtori JORMA KESKINEN
Luentoja 28 h. Harjoituksia 28 h.
LUENTOPAIKKA JA -AIKA: Keskiviikkoisin 15-17 salissa S3.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	-	-	2+	2	-
Harjoitukset (h)	-	-	2+	2	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Antaa luonnontieteellistä yleissivistystä ydinfysiikasta. Atomiytimen rakenne, radioaktiivisuus, ydinprosessit, fuusio, fissio, ydinreaktori.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Välikokeet tai loppukoe ja aina hyväksytysti suoritetut laskuharjoitukset.
KIRJALLISUUS: Das, A. and Ferbel, T.: Introduction to Nuclear and Particle Physics, Wiley, (soveltuvin osin).

72072 Fysiikan työt II, 3 ov
Physics Laboratory II, 3 cu

Lehtori JUKKA VALJAKKA
Laboratorioharjoituksia 30 h.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	-	-	-	-	-
Harjoitukset (h)	2+	2+	2+	2	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: 10 täydentävää harjoitustyötä fysiikan eri alueilta.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritetut harjoitustyöt ja työselostukset.

72081 Klassinen mekaniikka, 2 ov
Classical Mechanics, 2 cu

Lehtori JOUKO NIEMINEN
Luentoja 28 h. Harjoituksia 28 h.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	-	-	2+	2	-
Harjoitukset (h)	-	-	2+	2	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Tavoitteena perehtyä klassisen mekaniikan edistyneeseen koneistoon. Keskeisenä sisältönä on liikeyhtälöt ja säilymislait, Lagrangen ja Hamiltonin mekaniikka sekä epälineaarisuus ja kaaos.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritettu tentti opintojakson sisällöstä.
KIRJALLISUUS: Kibble, T.W.B and Berkshire, F.H.: Classical Mechanics, 4th Edition, Longman 1996.
HUOMAUTUKSIA: Luennoidaan tarvittaessa.

72082 Kvanttimekaniikka I, 3 ov
Quantum Mechanics, 3 cu

Lehtori MATTI LINDROOS
Luentoja 42 h. Harjoituksia 28 h.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	3+	3	-	-	-
Harjoitukset (h)	2+	2	-	-	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Esitellään aikariippuvat aaltopaketit sekä operaattori- ja matriisimenetelmät, Diracin formalismi. Tavoitteena antaa valmiudet perehtyä kvanttimekaniikkaan pohjautuviin fysiikan teorioihin.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritettu tentti opintojakson sisällöstä.
KIRJALLISUUS: Gasiorowicz, S.: Quantum Physics, John Wiley & Sons,luvut 1-14.
SUOSITELTAVAT ESITIEDOT: 7200063 Atomifysiikka.

72085 Statistinen fysiikka, 2 ov
Statistical Physics, 2 cu

Lehtori JOUKO NIEMINEN
Luentoja 28h.Harjoituksia 28h.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	-	-	2+	2	-
Harjoitukset (h)	-	-	2+	2	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Perehdytään statistisen fysiikan peruskäsitteisiin ja menetelmiin. Keskeinen sisältö: termodynaamiset potentiaalit, tasapainojakaumat, klassinen ja kvanttistatistiikka sekä faasimuutosten fysiikkaa.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritettu tentti.
KIRJALLISUUS: Mandl, F.: Statistical Physics, 2nd Edition, John Wiley 1996.
HUOMAUTUKSIA: Luennoidaan vuorovuosin opintojakson 72310 Fysiikan matemaattiset apuneuvot kanssa. Ei luennoida lukuvuonna 2000-2001.

72091 Fysiikan työt III, 3 ov
Physics Laboratory III, 3 cu

Lehtori JORMA KESKINEN
Laboratorioharjoituksia 60 h.
TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: 6 fysiikan tai laskennallisen fysiikan (max. 3) eri alueisiin liittyvää ohjelmatyötä.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritetut harjoitustyöt ja työselostukset.

72095 Puolijohdefysiikan työkurssi, 3 ov
Semiconductor Physics Laboratory, 3 cu

Professori TAPIO RANTALA
TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Käsittää laboratorioharjoituksia 60 h. Fysiikan työt III-opintojaksoa vastaava opintojakso, jossa työt on valikoitu puolijohdefysiikan alueelta.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritetut harjoitustyöt ja työselostukset.

72115 Puolijohdetekniikan perusteet, 3 ov
Basic Semiconductor Technology, 3 cu

Professori TAPIO RANTALA
Luentoja 42 h. Laskuhajoituksia 28 h.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	3+	3	-	-	-
Harjoitukset (h)	2+	2	-	-	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Esitellään puolijohdemateriaalien (Si, GaAs) perusominaisuudet, binääriset, ternääriset ja kvaternääriset yhdistepuolijohteet, heterorakenteet sekä tärkeimpien puolijohdekomponenttien ja integroitujen piirien valmistusmenetelmät. Diffuusio, ioni-implantointi, oksidointi, höyryfaasikasvatus (CVD), metallointi, epitaksiaaliset kasvatusmenetelmät.
KIRJALLISUUS: J. W. Mayer & S. S. Lau: Electronic Materials Science. MacMillan, New York (1990).
VAADITTAVAT ESITIEDOT: 72064 Johdatus kiinteän olomuodon fysiikkaan .

72122 Puolijohdefysiikka I, 2 ov
Semiconductor Physics I, 2 cu

Professori TAPIO RANTALA
Luentoja 28 h. Laskuharjoituksia 14 h.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	-	-	2+	2	-
Harjoitukset (h)	-	-	1+	1	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Esitellään energiavyöt puolijohteissa, homogeenisen puolijohteen ominaisuudet, generaatio ja rekombinaatio, puolijohteiden kuljetusominaisuudet, Boltzmannin yhtälö sekä sironta ja liikkuvuus.
KIRJALLISUUS:
S. S. Li: Semiconductor physical electronics. Plenum Press, New York (1993), luvut 1-8.

72123 Puolijohdefysiikka II, 2 ov
Semiconductor Physics II, 2 cu

Professori TAPIO RANTALA
Luentoja 28 h. Laskuharjoituksia 14 h.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	2+	2	-	-	-
Harjoitukset (h)	1+	1	-	-	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Perehdytään puolijohteiden optisiin ja fotosähköisiin ominaisuuksiin. Metalli/puolijohdeliitos, termi-oninen emissio. Virtamekanismit homo- ja heteroliitoksissa. Optiset komponentit (aurinkokennot, detektrorit, LEDit ja laserit). Nopeat III-V puolijohdekomponentit.
KIRJALLISUUS:
S. S. Li: Semiconductor physical electronics. Plenum Press, New York (1993), luvut 9-15.
VAADITTAVAT ESITIEDOT: 72122 Puolijohdefysiikka I.

72135 Fotoniikka, 3 ov
Photonics, 3 cu

Professori MARTTI KAURANEN
Luentoja 28 h.Laskuharjoituksia 28 h.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	-	-	2+	2	-
Harjoitukset (h)	-	-	2+	2	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Esitellään optiset resonaattorit, fotonioptiikka, laservahvistimet, puolijohdelaserit ja - detektorit sekä kuituoptiset järjestelmät.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Laskuharjoitukset ja tentti.
KIRJALLISUUS: Saleh, Teich: Fundamentals of Photonics. Wiley, New York (1991), soveltuvin osin.
SUOSITELTAVAT ESITIEDOT: 72450 Optiikka ja 72115 Puolijohdetekniikan perusteet.
HUOMAUTUKSIA: Luennoidaan joka toinen vuosi. Luennoidaan lukuvuonna 2000-2001.

72211 Termofysiikka, 3 ov
Thermal Physics, 3 cu

Professori ROLF HERNBERG
Luentoja 28 h. Harjoituksia 28 h.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	2+	2	-	-	-
Harjoitukset (h)	2+	2	-	-	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Johdatus lämpöfysikaalisten ilmiöiden lainmukaisuuksiin fysiikan eri alueilla ja niiden ymmärtämiseen toisaalta termodynamiikan, toisaalta molekyylien vuorovaikutusten pohjalta.
Klassisen termodynamiikan perusteet, johdatus kineettiseen kaasuteoriaan, lämmönsiirron perusteet. Tarkastelujen lähtökohtana ovat kokeelliset tiedot ja ilmiöt.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Laskuharjoituskokeet ja tentti.
KIRJALLISUUS: Sprackling, M.: Thermal Physics, Macmillan, 1991.

72310 Fysiikan matemaattiset apuneuvot, 4 ov
Mathematics of Classical and Quantum Physics, 4 cu

Lehtori JOUKO NIEMINEN
Luentoja 42 h. Harjoituksia 28 h.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	-	-	3+	3	-
Harjoitukset (h)	-	-	2+	2	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Oppia keskeistä fysiikan matemaattista koneistoa ja hankkia valmiuksia soveltaa sitä todellisiin fysiikan probleemiin.
Koordinaattisysteemit ja -muunnokset, vektorit ja tensorit, ryhmäteorian alkeet, kompleksilaskentaa, differentiaaliyhtälöt, Sturm-Liouville-teoriaa, Greenin funktiot.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Tentti tai hyväksytysti suoritetut laskuharjoitukset ja harjoitustyö.
KIRJALLISUUS:
G. Arfken: Mathematical methods for physicists, 3 rd ed., Academic Press, London 1985.
HUOMAUTUKSIA: Luennoidaan joka toinen vuosi, luennoidaan lukuvuonna 2000-2001.

72320 Fysiikan seminaari, 1-2 ov
Physics Seminar, 1-2 cu

Professori GUNNAR GRAEFFE
Seminaareja 40 h.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	2+	2+	2+	2	-
Harjoitukset (h)	-	-	-	-	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Vähimmäisvaatimuksena osallistuminen seminaariin 1 ov; lisäksi seminaariesitelmä tai harjoitusaine 1 ov. Seminaariesitelmä tai harjoitusaine (+1 ov) pakollinen teknillisen fysiikan pääaineopiskelijoille.

72420 Aerosolifysiikka, 3 ov
Aerosols Physics, 3 cu

Lehtori JORMA KESKINEN
Luentoja 28 h. Harjoituksia 28 h.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	2+	2	-	-	-
Harjoitukset (h)	2+	2	-	-	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Annetaan perustiedot aerosolihiukkasista mm. ilmansuojelun, työhygienian ja
aerosolitutkimuksen tarpeisiin. Aerosolihiukkasten mekaaniset, optiset ja sähköiset ominaisuudet. Hiukkasten käyttäytyminen eri olosuhteissa. Ilmakehän aerosolit, terveysvaikutukset, suodatus ja mittausmenetelmät.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritetut harjoitukset sekä tentti.
KIRJALLISUUS: William C. Hinds.: Aerosol Technology, John Wiley & Sons. Second ed.

72441 Pintatieteen tutkimusmenetelmät, 3 ov
Experimental methods of surface science, 3 cu

Lehtori MIKA VALDEN
Luentoja 42 h. Harjoituksia ja laboratoriotöitä 28 h.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	-	-	3+	3	-
Harjoitukset (h)	-	-	2+	2	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Tutustutaan pintatieteen yleisimpiin tutkimusmenetelmiin.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritetut harjoitustyöt ja tentti.
KIRJALLISUUS: Woodruff and Delchar: Modern techniques of Surface Science, Cambridge University Press.
HUOMAUTUKSIA: Luennoidaan joka toinen vuosi, ei luennoida lukuvuonna 2000-2001.

72444 Pintatieteen perusteet, 3 ov
Introduction to surface science, 3 cu

Lehtori MIKA VALDEN
Luentoja 42h. Harjoituksia 28 h.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	-	-	3+	3	-
Harjoitukset (h)	-	-	2+	2	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Esitellään pintojen geometrinen ja elektroninen rakenne, pintojen termodynamiikka ja pintareaktiot.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritetut harjoitukset ja tentti.
KIRJALLISUUS: G. A. Somorjai: Introduction to Surface Chemistry and Catalysis, Wiley.
HUOMAUTUKSIA: Luennoidaan joka toinen vuosi, luennoidaan lukuvuonna 2000-2001.

72448 Optisen spektroskopian perusteet, 3 ov
Introduction to Optical Spectroscopy, 3 cu

Professori ROLF HERNBERG
Luentoja 28 h. Harjoituksia 28 h.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	2+	2	-	-	-
Harjoitukset (h)	2+	2	-	-	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Käydään läpi optisen atomi- ja molekyylispektroskopian fysikaaliset perusteet. Kaksiatomisten molekyylien rotaatio-, vibraatio-, Raman- ja elektronispektrit sekä näiden yhdistelmät. Atomien optiset elektronispektrit. Useampiatomisten molekyylien spektrien alkeet.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritettu tentti.
KIRJALLISUUS: C.N. Banwell, Fundamentals of Molecular Spectroscopy, 4. painos, McGraw-Hill, 1994.
SUOSITELTAVAT ESITIEDOT: 7200063 Atomifysiikka.
HUOMAUTUKSIA: Luennoidaan joka toinen vuosi, ei luennoida lukuvuonna 2000-2001.

72450 Optiikka, 3 ov
Optics, 3 cu

Professori MARTTI KAURANEN
Luentoja 28 h. Laskuharjoituksia 28 h.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	-	-	2+	2	-
Harjoitukset (h)	-	-	2+	2	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Johdanto optiikan perusteisiin. Geometrinen optiikka. Valon aalto-ominaisuudet. Polarisaatio. Interferenssi. Diffraktio.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Laskuharjoitukset ja tentti.
KIRJALLISUUS: E. Hecht: Optics, third edition, Addison-Wesley, soveltuvin osin.

72451 Optisen spektroskopian menetelmät, 3 ov

Professori ROLF HERNBERG
Luentoja 28 h. Harjoituksia 28 h.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	-	-	2+	2	-
Harjoitukset (h)		-	2+	2	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Tutustutaan optisen spektroskopian tutkimus- ja mittausmenetelmiin. Radiometrian perusteet. Mustan kappaleen säteily. Spektriviivojen muodot. Spektroskooppisen mittaussignaalin muodostuminen ja käsittely. Spektroskooppiset laitteet ja laserit.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritettu tentti.
KIRJALLISUUS: R. Hernberg: Optisen spektroskopian menetelmät (moniste).
SUOSITELTAVAT ESITIEDOT: 72448 Optisen spektroskopian perusteet, 72450 Optiikka.
HUOMAUTUKSIA: Luennoidaan joka toinen vuosi, ei luennoida lukuvuonna 2000-2001.

72460 Plasmafysiikka, 3 ov
Plasma Physics, 3 cu

Professori ROLF HERNBERG
Luentoja 28 h. Harjoituksia 28 h.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	2+	2	-	-	-
Harjoitukset (h)	2+	2	-	-	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Tavoitteena on plasman tärkeimpien teollisten sovellusten perusteiden ymmärtäminen. Plasmafysiikan perusteet. Townsendin sähköpurkaus. Koronapurkaus. Hohtopurkaus. Termiset plasmat: Valokaaret, induktiivinen ja kapasitiivinen plasma. Mikroaaltoplasma.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritetut laskuharjoitukset ja tentti.
KIRJALLISUUS: J.R.Roth, Industrial Plasma Engineering. Vol. 1. Institute of Physics Publishing 1995.
SUOSITELTAVAT ESITIEDOT: 72211 Termofysiikka.
HUOMAUTUKSIA: Luennoidaan joka toinen vuosi, luennoidaan lukuvuonna 2000-2001.

72481 Kiinteän olomuodon fysiikka, 3 ov
Solid State Physics, 3 cu

Professori TAPIO RANTALA
Luentoja 42 h. Harjoituksia 28 h.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	3+	3	-	-	-
Harjoitukset (h)	2+	2	-	-	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Elektronirakenteiden esittely, tutustuminen kuljetusilmiöihin, pintailmiöihin, magnetismiin ja suprajohtavuuteen.
KIRJALLISUUS:
H.P. Myers: Introductory Solid State Physics, second edition, Taylor & Francis 1997.

72491 Kiinteän olomuodon fysiikan jatkokurssi, 3 ov
Advanced Course in Solid State Physics, 3 cu

Lehtori JOUKO NIEMINEN
Luentoja 42 h. Harjoituksia 28 h.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	3+	3	-	-	-
Harjoitukset (h)	2+	2	-	-	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Vaihtuva aihepiirinen kiinteän olomudon fysiikan erityiskysymyksiä käsittelevä opintojakso.
KIRJALLISUUS: Ilmoitetaan luentojen alussa.
HUOMAUTUKSIA: Luennoidaan tarvittaessa.

72550 Fysiikan erikoistyö, 2-6 ov
Special Assignment in Physics, 2-6 cu

Professorit ROLF HERNBERG, MARTTI KAURANEN, MARKUS PESSA ja TAPIO RANTALA sekä dosentit JORMA KESKINEN, MATTI LINDROOS, JOUKO NIEMINEN ja MIKA VALDEN
TUTKINTOVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritetut erikoistyöt ja selostukset.

72620 Kvanttimekaniikka II, 4 ov
Quantum Mechanics II, 4 cu

Lehtori MATTI LINDROOS
Luentoja 56 h, harjoituksia 28 h.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	-	-	4+	4	-
Harjoitukset (h)	-	-	2+	2	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Valaista kvanttimekaniikan käyttöä erilaisten mikroskooppisten ilmiöiden mallinnuksessa. Häiriöteoreettiset ja likimääräiset menetelmät, identtiset partikkelit, spin, säteilyn absorptio ja emissio. Toisen kvanttisoinnin alkeet.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritettu tentti sopimuksen mukaan.
KIRJALLISUUS: Gasiorowicz: Quantum Physics, John Wiley & Sons, luvut 15-24. Lipkin: Quantum Mechanics, luvut 5 ja 6.
HUOMAUTUKSIA: Luennoidaan tarvittaessa.

72650 Fysiikan diplomityöseminaari, 1 ov

Professorit ROLF HERNBERG, MARTTI KAURANEN, MARKUS PESSA ja TAPIO RANTALA sekä dosentit JORMA KESKINEN, MATTI LINDROOS, JOUKO NIEMINEN ja MIKA VALDEN
TUTKINTOVAATIMUKSET: Hyväksytty seminaariesitelmä. Seminaari on pakollinen niille, jotka tekevät diplomityön teknillisessä fysiikassa. (Kts. myös 7206010.)

72681 Avaruustekniikka, 3 ov
Space Technology, 3 cu

TkT JARI STENBERG
Luentoja 28 h. Harjoitustyö 14 h.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	-	-	2+	2	-
Harjoitukset (h)	-	-	1+	1	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Perehdytetään avaruustekniikan ja -fysiikan eri osa-alueisiin.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Harjoitustyö sekä tentti opintojakson sisällöstä.

72682 Astrofysiikka, 2 ov
Astrophysics, 2 cu

FT ERKKI ANTTILA
Luentoja 28h.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	2	2	-	-	-
Harjoitukset (h)	-	-	-	-	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Esitellään astrofysiikan tärkeitä käsitteitä.
Aurinkokunta, tähtien rakenne ja kehitys, syvä taivas, suuret teoriat, kosmologia.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Tentti kurssin sisällöstä.
KIRJALLISUUS: http://mirri.cc.tut.fi/~anttila (verkkokirja).

72800 Opetustaidon kurssi, 1 ov

Lehtori MARTTI VULLI
Luentoja ja demonstraatioita 15 h elokuun viimeisellä viikolla ennen luentokauden alkua.
TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Parantaa osallistujien opetustaitoa, antaa uusia menetelmiä ja virikkeitä opetustyöhön.
Luentoja harjoitusopetukseen soveltuvista opetus-, esitys- ja oppimismenetelmistä ja näihin liittyviä demonstraatioita ja opetusharjoittelua.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Luennot ja opetusharjoittelu.
KIRJALLISUUS: Oppimateriaali ilmoitetaan luentojen alussa.