FAFA15 Energi- och miljöfysik, 9 hp vt 2014

Transkript

1 FAFA15 Energi- och miljöfysik, 9 hp vt 2014 Kursprogram Kurshemsida Live@Lund Kursansvarig Kurslitteratur Föreläsningar Seminarier Gruppindelning Övningar Laborationer Projekt (logga in med din STIL-identitet). Kristina Eriksson Stenström (e-post: kristina.stenstrom@nuclear.lu.se) och Nina Reistad (epost: nina.reistad@fysik.lth.se). Kursen är problemorienterad. Som litteratur väljer du det material som fungerar bäst för dig. Du kan ta del av sammanfattningar av våra föreläsningar som finns i 2 delar (Energi- och miljöfysik, del 1 och del 2) och vill du använda ett standardverk i fysik rekommenderar vi University Physics av Young och Freedman eller "Physics for Scientists and Engineers" av Tipler och Mosca. På kursens hemsida finns ytterligare tips om litteratur. Kristina Eriksson Stenström (KS), Nina Reistad (NR) och Kevin Fissum (KF). Vi har 3 föreläsningar per vecka. I lp-vecka 1 har vi dessutom en introduktionsföreläsning om MatLab mån 17/3 kl Kristina Eriksson Stenström (KS), Nina Reistad (NR) och Kevin Fissum (KF). En gång per vecka i ägnar vi åt problemlösning i seminarieform i föreläsningssal. Vi delar in oss i 14 grupper med 8 studenter i varje (I1.01-I1.14). Samma grupper gäller på MIO022. Det är obligatoriskt att anmäla sig till en grupp via Live@Lund senast kl 19 samma dag som kursstart (17/3). Kristina Eriksson Stenström (KS), Nina Reistad (NR), Kevin Fissum (KF) och Jan Pallon (JP). Övningar sker i 3 större övningsgrupper bestående av 4 eller 5 laborationsgrupper (I1.01-I1.05, I1.06-I1-09, I1.10-I1.14). Övningarna sker i sal H221 eller H421 enligt schemat i TimeEdit. Du får bara gå på de övningstillfällen som i TimeEdit är reserverade för din egen grupp. I kursen ingår 2 obligatoriska laborationer: Kretsprocesser samt Strålning (se nedan på Schema för MatLab-övning, laborationer och projekt). Laborationsinstruktioner finns på kursens hemsida. Laborationerna genomförs parvis. Sjukanmälan gör du före laborationstillfället till kurslaboratoriets sekreterare Kerstin Nilsson (telefon: , e- post: kerstin.nilsson@fysik.lth.se). För att bli godkänd på en laboration krävs: förberedelseuppgifter: vid laborationens början skall du skriftligen och muntligen kunna redogöra för samtliga förberedelseuppgifter, genomförande: du ska vara aktiv och delta under hela laborationen, redovisning: redovisningen ska vara godkänd av handledaren. Information om hur varje enskild laboration ska redovisas finns i laborationsinstruktionerna. Väl genomförda laborationer kan ge högst 1,0 bonuspoäng på ordinarie tentamen fre 30/5. I kursen ingår ett projekt som genomförs parvis. Utförliga instruktioner finns på kurshemsidan. Ni ska dels skriva en populärvetenskaplig artikel och dels genomföra en presentation av ett spektroskopi- eller kärnfysikrelaterat ämne. Vid ett övningstillfälle kommer vi att ge tips om hur man skriver populärvetenskapligt (se nedan på Schema för MatLabövning, laborationer och projekt). Valet av projekt sker via listor som cirkuleras under denna övning. Det är obligatoriskt att senast vecka 13 ha valt projekt. Vid en annan övning kommer vi att läsa varandras alster och ge varandra respons (se nedan på Schema för MatLab-övning, laborationer och projekt). Den populärvetenskapliga artikeln lämnas elektroniskt via Live@Lund i pdf-format till Nina Reistad eller Kristina Eriksson Stenström. Den muntliga redovisningen sker i samband med laboration "Strålning". För att bli godkänd på projektet krävs godkänd: populärvetenskaplig artikel muntlig redovisning. Ett väl genomfört projekt kan ge högst 1,5 bonuspoäng på ordinarie tentamen fre 30/5 (0,5 p för inlämnad responsgruppssammanfattning; 0,5 p för väl genomförd skriftlig rapport; 0,5 p för väl genomförd muntlig presentation). Informationssökning Carina Enestarre från Fysik- och astronomibiblioteket kommer under en föreläsning den 24/3 att ge information om hur man söker information för den populärvetenskapliga artikeln. Datorer och MatLab Under den muntliga redovisningen och laborationer använder vi datorer och ofta även beräkningsverktyget MatLab. Lokalerna. Biblioteksområdet på institutionen är utrustat med ett 1

2 trådlöst nätverk. Som student kan du logga in på institutionens studentdatorer och även koppla upp dig på LTHs nätverk via ditt StiL-konto. Förutom en introducerande MatLabföreläsningen kommer vi att ha en övning i MatLab (se nedan på Schema för MatLab-övning, laborationer och projekt). Övningsuppgifterna i MatLab finns på kurshemsidan. Väl genomförd MatLab-övning kan ge 0,5 bonuspoäng på ordinarie tentamen fre 30/5. Examination För godkänd kurs krävs: godkänd skriftlig tentamen, laborationer (förberedelser, genomförande, redovisning och kvalitetssäkring av Urkund) och projekt (populärvetenskaplig artikel (kvalitetssäkrad av Urkund) och muntlig redovisning). Väl genomförda laborationer, en väl genomförd MatLab-övning samt ett väl genomfört projekt kan ge högst 3,0 bonuspoäng på ordinarie tentamen fre 30/5. Skriftlig tentamen sker fre 30/5 kl (Sparta A, C-D), samt tors 28/8 kl samt påsk Vid omproven 28/8 och påsk 2015 gäller anmälningsplikt. Föranmälan: tentamen@fysik.lth.se, ange namn, kurs och provtillfälle. 2

3 FAFA15 Föreläsningar 2014 Planering V F Dag Tid FL Avsnitt 12 1 Må 17/3 2 Må 17/3 3 Ti 18/3 4 To 20/ Må 24/3 6 Ti 25/3 7 To 27/ KS Introduktion: Avstamp, Energi: Energiomvandlingar, NR Introduktion till MatLab 8-10 KS Energi: Arbete, rörelse- och lägesenergi, energiprincipen. Förnyelsebara energikällor: Vind, vatten, verkningsgrad KS Gaser: Atmosfären, gaser, tryck, koncentration, luftföroreningar NR CE Termiska egenskaper: Temperatur, värme, vatten, molekyler, inre energi. Informationssökning 8-10 NR Energiprincipen: 1: a huvudsatsen, tillståndsändringar, värmekapacitivitet, termisk inversion, smog NR Energiomvandling: 2:a huvudsatsen, värmemaskiner, kretsprocesser Må 8-10 NR Energiomvandling: Carnotprocessen, bensinmotorn, Stirlingprocessen, miljöpåverkan. 31/3 9 Ti 1/ KS Energitransport: Jämvikt, fortvarighetstillstånd, värmeledning, värmeövergång, strålning. 10 To 3/ KS Energitransport: Isolering, ventilation, uppvärmning/avkylning, fysiologisk temperatur, termiska kretsar Må 8-10 NR Ljus: Egenskaper, temperaturstrålning, emissivitet, växelverkan, Lambert-Beers lag, spridning. 7/4 12 Ti 8/ NR Solenergi: Solen, ozon, fotosyntesen, biobränslen, solenergi. Atomer: Bohr-modellen, en-elektronsystem, optiska spektra. 13 To 10/ NR Atomer: Innerskalsexcitation, röntgen, flerelektronsystem, Pixe, XRF etc. Molekyler: Två-atomiga molekyler, rotations- och vibrationsenergi. PÅSKLOV (v 16-18) Må 5/ NR Molekyler: Absorptionsspektra, solljusets absorption, växthusgaser. 15 Ti 6/ KF Kärnfysik och radioaktivitet: Kärnornas uppbyggnad, typer av radioaktiva sönderfall, sönderfallslagen. 16 To 8/ KF Växelverkan/mätteknik: Joniserande strålnings växelverkan, detektion av strålning Må 8-10 KF Kärnenergi: Kärnreaktioner, fission, kärnkraft, fusion. 12/5 18 Ti 13/5 19 To 15/ Må 19/5 21 Ti 20/ KF Biologisk verkan: Storheter, enheter, biologiska effekter, strålskydd, gränsvärden, radioaktivitet i omgivningen NR Jordens energibalans: Klimat, växthuseffekten, temperaturjämvikt NR Jordens energibalans: Klimatpåverkan, klimatförändringar, Gaiahypotesen KS Repetition inför tentamen: Problemlösning. 3

4 FAFA15 Övningar 2014 Vi har valt ut ett antal diskussionsuppgifter, räkneuppgifter och problem som vi rekommenderar att ni arbetar med. Givetvis kan ni också arbeta med förberedelseuppgifterna till laborationerna under övningarna. Bäst är om ni kommer väl förberedda och arbetar tillsammans i grupp. Övningarna i fysik blir då samtidigt också en övning i att argumentera, förklara för andra, lyssna och förstå. Observera att du bara får gå på de övningstillfällen som i TimeEdit är reserverade för din egen grupp. Övningar, del 1 Kap F/R K2: 1, 4 K2: 6, 7, 8, 9, 13, 15 K2: 16, 19, 23, 24, 26 K2: 27, 29 K3: 1, 2, 4, 5 K3: 7, 8, 10, 12, 13, 15, 16, 17 K3: 18, 20, 23, 25, 26, 27 K3: 29, 30 K4: 1, 3 K4: 4, 6, 9, 12, 13 K4: 14, 15, 17, 18, 19, 21, 23 K4: 25, 26 K5: 2, 3, 5, 7 K5: 8, 9, 10, 11, 12 K5: 13, 15 K6: 1, 2 K6: 3, 4, 5, 8, 11, 12, 16, 23, 27 K6: 9, 10, 14, 17, 18, 19, 22, 24, 28 K6: 32, 33, 36, 37 K7: 1, 2, 3, 4 K7: 5, 6, 7, 10, 11, 12, 13, 16 K7: 18, 19, 20, 23, 24 K7: 32, 35, 36, 38, 39 Övningar, del 2 Kap F/R K1: 1 K1: 4, 5, 10, 11, 12 K1: 13, 15, 16 2 K2: 4, 5, 6, 7, 13 K2: 16, 20, 21, 22, 23 3 K3: 1, 2, 3, 5, 6, 7 4 K4: 1, 2, 3, 4 K4: 5, 6, 7, 8, 9 K4: 10, 11, 13, 14, 16, 17 K4: 18, 19, 20, 21 5 K5: 1, 3, 4, 5, 6, 7, 8 K5: 10, 12, 13, 14, 15, 16, 17 K5: 18, 19 6 K6: 1, 3 K6: 2 K6: 5, 7, 8, 9 K6: 11 7 K7: 2, 3, 5 K7: 6, 8, 9, 10, 11, 12, 13 K7: 14, 15 8 K8: 1, 2, 3, 4, 5, 7 K8: 9, 10, 12, 13, 14, 15, 16 4

5 FAFA15 Seminarier 2014 Vi avslutar normal läsveckan med ett seminarium. Målsättningen är att diskutera och fördjupa problem och frågor som har dykt upp under veckan. Nedan finns en preliminär planering över ungefär vad och vilka problem som vi kommer att diskutera under seminarierna. Önskemål och alternativ är välkomna! Planering V S Dag Tid Del 1 Del 2 Avsnitt Problem 13 1 Fre 21/ Kap 2 Kap 3 Energi Gaser K2: 7, 16, 23, 27 K3: 18, 27, Fre 28/ Kap 4 Kap 5 Termiska egenskaper Energiprincipen K4: 6, 18, 21, 25 K5: 3, 8, 9, Fre 4/ Kap 6 Kap 7 Energiomvandling Energitransport K6: 2, 9, 17, 19 K7: 10, 20, 24, 32, Fre 11/ Kap 1 Kap 2 Ljus Atomer K1: 10, 16 K2: 20, 21, Fre 9/ Kap 3 Kap 5 Kap 6 Molekyler Strålning Joniserande strålning K3: 4, 7 K5: 15, 16 K6: To 15/ Kap 7 Kap 8 Kap 4 Kärnreaktioner Biologiska effekter Jordens energibalans K7: 11 K8: 10,13 K4: 11, To 22/ Reserv 5

6 Schema för MatLab-övning, laborationer och projekt Preliminärt MatLab-övning Laboration: Kretsprocesser (obl) Sal H212 Sal H210B Grupp Vecka Handl. Grupp Vecka Handl. I1.01 On 26-mar MM I1.01 On 9-apr EA I1.02 On 26-mar DS I1.02 On 9-apr EH I1.03 To 27-mar MM I1.03 Må 7-apr AE I1.04 To 27-mar DS I1.04 Må 7-apr EH I1.05 Ti 18-mar MM I1.05 Ti 8-apr EA I1.06 On 26-mar MM I1.06 To 3-apr AE I1.07 On 26-mar DS I1.07 To 3-apr JF I1.08 Fr 28-mar MM I1.08 To 10-apr JF I1.09 Fr 28-mar DS I1.09 To 10-apr EA I1.10 Må 31-mar MM I1.10 Fr 4-apr AE I1.11 Må 31-mar DS I1.11 Fr 4-apr JF I1.12 Må 24-mar MM I1.12 Fr 11-apr AE I1.13 Må 24-mar DS I1.13 Fr 11-apr JM I1.14 On 19-mar DS I1.14 Ti 8-apr JM MM: Monirehalsadat Mousavi AE: Axel Eriksson EH: Emilie Hermansson DS: Diana Serrano EA: Erik Ahlberg JF: Johan Friberg JM: Johan Martinsson Projekt: Introduktion till Projekt: Responsgruppsmöte populärvetenskpligt skrivande Sal H221 Sal H221 eller H421 Grupp Vecka Handl. Grupp Vecka Sal I1.01 Ti 25-mar KS I1.01 Ti 06-maj H221 I1.02 Ti 25-mar KS I1.02 Ti 08-apr H221 I1.03 Ti 25-mar KS I1.03 Ti 06-maj H221 I1.04 Ti 25-mar KS I1.04 Ti 13-maj H221 I1.05 Ti 25-mar KS I1.05 Ti 13-maj H221 I1.06 Ons 26-mar KS I1.06 On 07-maj H221 I1.07 Ons 26-mar KS I1.07 Må 07-apr H221 I1.08 Ons 26-mar KS I1.08 Må 05-maj H221 I1.09 Ons 26-mar KS I1.09 On 14-maj H221 I1.10 On 26-mar KS I1.10 On 14-maj H221 I1.11 On 26-mar KS I1.11 To 10-apr H421 I1.12 On 26-mar KS I1.12 To 08-maj H421 I1.13 On 26-mar KS I1.13 On 09-apr H221 I1.14 On 26-mar KS I1.14 On 09-apr H221 KS: Kristina Eriksson Stenström Kristina Eriksson Stenström Nina Reistad 6

7 Laboration: Strålning (obl) Projekt: Inlämning av den och populärvetenskapliga artikeln Projekt: Muntlig redovisning (obl) sker i Live@Lund till Sal B118 Grupp Vecka Handl. Grupp I1.01 On 14-maj UF I1.01 Kristina I1.02 On 7-maj UF I1.02 Kristina I1.03 Må 12-maj UF I1.03 Nina I1.04 On 21-maj UF I1.04 Kristina I1.05 Må 19-maj UF I1.05 Nina I1.06 To 15-maj LR I1.06 Nina I1.07 To 8-maj LR I1.07 Nina I1.08 Ti 13-maj LR I1.08 Kristina I1.09 To 22-maj LR I1.09 Nina I1.10 Fr 23-maj LR I1.10 Kristina I1.11 Fr 9-maj LR I1.11 Kristina I1.12 Ti 20-maj LR I1.12 Nina I1.13 Må 5-maj UF I1.13 Kristina I1.14 Ti 6-maj LR I1.14 Nina LR: Linus Ros (Linus.Ros@nuclear.lu.se) UF: Ulrika Forsberg (Ulrika.Forsberg@nuclear.lu.se) 7